Verification of Normative-Reference Information for Building a Production Simulation Model
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2025-3-42-49Keywords:
NumPy, python, least squares method, information system, digital footprint, standard time, workstation, normative and reference information, shift and daily task assignment, production planning, industry 4.0, simulation model, digital twinAbstract
Managing a modern industrial enterprise requires the application of innovative methods and technologies to achieve set goals with maximum efficiency. In the context of a dynamically changing market, companies face the need to rethink management strategies aimed at enhancing competitiveness, financial stability, and product quality. Particular importance is placed on the implementation of flexible production systems capable of adapting to changes in demand, product modifications, and issues in the production process. The concept of the digital twin, proposed by M. Grieves in 2003, has become a key element of the digital transformation of enterprises. It allows for the creation of virtual models of production systems to conduct experiments without risk to real operations. When building simulation models and digital twins for production management and modeling across different decision-making horizons, there arises the issue of the relevance of reference information, particularly inaccurate operation time norms. The use of incorrect or incomplete data leads to false conclusions during plan feasibility analysis, erroneous identification of bottlenecks, and improper formulation of shift schedules. In modern conditions of managing industrial enterprises, it is necessary to implement new technologies and methods to improve production efficiency, competitiveness, and business process flexibility. This article analyzes key aspects of production system digitalization, including the use of APS (Advanced Planning & Scheduling) software and the «digital twin» concept. Special attention is given to updating regulatory and reference information (reference data), which is fundamental for creating accurate simulation models of production. The author examines three approaches to solving the problem of inflated operation time norms, ranging from simple methods of analyzing employee attendance data to complex mathematical models using the least squares method. It is demonstrated that the accuracy of reference data directly impacts the quality of forecasting and optimization of production processes. Both foreign solutions (e.g., Siemens Tecnomatix Plant Simulation) and domestic developments (the BFG platform, products from the company «RightStep») are considered. The article emphasizes the importance of integrating various production management methodologies, such as Lean, MRP-II, and Theory of Constraints (TOC). The study demonstrates the practical applicability of the proposed solutions for enterprises of various scales and profiles.References
Производственный прорыв вместе с Digital Twins // CyberWorld. 2020. № 60. С. 1-4.
Цифровая трансформация фармацевтических компаний в условиях импортозамещения / К. А. Кошечкин, А. А. Игнатьев, Г. С. Лебедев, Э. Н. Фартушный // Ремедиум. 2022. Т. 26, № 3. С. 255-261. DOI:10.32687/1561-5936-2022-26-3-255-261.
Концептуальная модель цифрового заводапроизводственного предприятия аэрокосмической отрасли / И. С. Ткаченко, Д. В. Антипов, А. В. Куприянов, В. Г. Смелов, В. В. Кокарева // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2023. Т. 25, № 3. С. 90-106.
ПНСТ 429-2020. Умное производство. Двойники цифровые производства. Часть 1. Общие положения. М. : Стандартинформ, 2020. 8 с.
ГОСТ Р 57700.37-2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. М.: Российский институт стандартизации, 2021. 10 с.
Царева А. В. Современные подходы к планированию производственных процессов // Современные технологии управления. 2021. № 4. С. 89-102.
Симченко Н. А. Инструментальные средства для моделирования производственных процессов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20, № 3. С. 345-357. DOI: 10.17586/2226-1494-2020-20-3-345-357.
Пиманкин Н. В., Сизганова Е. Ю. Цифровой двойник системы электроснабжения промышленного предприятия // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири : материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Т. 1. Иркутск : Иркутский национальный исследовательский технический университет, 2023. - С. 351-356.
Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт : монография. М. :АльянсПринт, 2020.
Дунина А. А., Растова Ю. И. Цифровые двойники на производстве как одно из направлений цифровой трансформации экономики // Business Strategies. 2022. Т. 10, № 5. С. 114.
Лычкина Н. Н., Павлов В. В. Концепция цифрового двойника и роль имитационных моделей в архитектуре цифрового двойника // Имитационное моделирование. Теория и практика (ИММОД-2023) : сборник трудов XI Всероссийской научно-практической конференции по имитационному моделированию и его применению в науке и промышленности. Казань, 2023. С. 139-149.
Барановский А. В. Методы оптимизации производственных процессов в условиях цифровой трансформации // Автоматизация и современные технологии. 2021. № 2. С. 45-58.
Передовые производственные технологии: возможности для России. Экспертно-аналитический доклад : монография / А. И. Боровков, К. В. Кукушкин, А. А. Корчевская, А. Т. Хуторцова, Л. А. Щербина, Ю. А. Рябов, С. В. Салкуцан, Е. О. Касяненко, И. С. Метревели, К. О. Вишневский, Ю. В. Туровец, М. С. Липецкая, Д. В. Санатов, Н. С. Андреева, Е. А. Римских, В. А. Пастухов, Н. В. Гоголь, М. А. Королькова Санкт-Петербург, 2020. С. 436.
Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности : монография / А. И. Боровков, Ю. А. Рябов, Л. А. Щербина, Е. Р. Мартынец, А. А. Корчевская, А. Т. Хуторцова, К. В. Кукушкин, А. А. Гамзикова. Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Санкт-Петербург, 2022.
Боровков А. И., Кулемин В. Ю. Цифровой инжиниринг для создания изделий высокой степени технологической сложности на основе цифровых двойников // Актуальные проблемы защиты и безопасности : труды XXVII Всероссийской научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 2024. С. 116-123.
Liu S., Bao J., PaiZ. (2023). A review of digital twin-driven machining: From digitization to intellectualization. Journal of Manufacturing Systems. https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2023.02.01010. MikoviczD.SmartFactoryImplementationStrategies//InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology. - 2022. - Vol.118. - P.123-134.DOI:10.1007/s00170-021-07912-3.
Ward, R., Sun, C., Dominguez-Caballero, J. et al. Machining Digital Twin using real-time model-based simulations and look ahead function for closed loop machining control.International Journal Advanced Manufacturing Technology 117, 3615-3629 (2021). https://doi.org/10.1007/s00170-021-07867-w.
Sadik, A. E.Integration of IoT and Digital Twin in Smart Manufacturing // IEEE Access. - 2020. - Vol. 8. - P. 123456-123467.
Lim, K.Y.H., Zheng, P. & Chen, C. A state-of-the-art survey of Digital Twin: techniques, engineering productlifecycle management and business innovation perspectives. Journal of Intelligent Manufacturing 31, 1313-1337 (2020). https://doi.org/10.1007/s10845-019-01512-w.
Tao, F., etal. Digital twin modeling // Journal of Manufacturing Systems.- 2022. - Vol. 64, pp 372-389
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Д Г Дресвянников

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.