Цифровой двойник - эффективный инструмент цифровой трансформации промышленных предприятий

Наталья Леонидовна Тарануха; Светлана Владимировна Семёнова; Сергей Николаевич Панков

doi:10.22213/2410-9304-2023-3-11-26

Авторы

Н. Л. Тарануха ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
С. В. Семёнова ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
С. Н. Панков ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2023-3-11-26

Ключевые слова:

цифровой двойник, цифровые технологии, цифровая трансформация

Аннотация

В статье изложены результаты исследования происходящих процессов цифровой трансформации научно-производственных предприятий с применением технологии цифрового двойника. Рассмотрена степень внедрения цифровых технологий и уровень производительности труда в развитых странах мира и в России. Изучены концепция, определение, свойства и характеристики технологии цифрового двойника. Исследованы применяемые методы цифрового проектирования и моделирования в технологии цифровых двойников. Проанализированы особенности создания, функциональное назначение, получаемые преимущества технологии цифровых двойников на различных стадиях жизненного цикла объекта - при проектировании, производстве и эксплуатации. Приведены практические примеры применения цифровых двойников в отечественной промышленности: конструирование автомобиля премиум-класса проекта «Кортеж», оптимизации технологических операций шлифования при изготовлении изделий, внедрения системы предиктивной прогностики и мониторинга современного высокотехнологического оборудования парогазового блока ПГУ Ижевской ТЭЦ-1 для контроля эксплуатационного состояния, надежного прогнозирования технологических процессов, защиты от инцидентов и аварий. Исследовано применение технологии цифрового двойника в качестве тренажного комплекса для обучения оперативного персонала объектов промышленной отрасли на основе моделирования редко встречаемых и критически опасных эксплуатационных режимов промышленных объектов. Исследован российский рынок цифрового проектирования и моделирования с выявлением ключевых лидеров. Обобщены приоритетные цифровые технологии для достижения технологического лидерства отечественных компаний. В результате исследования выявлены ключевые возможности технологии цифровых двойников и барьеры, сдерживающие процессы полномасштабной цифровой трансформации научно-производственных предприятий. Предложены рекомендации для успешной реализации и развития технологии цифровых двойников. Обобщены мотивирующие факторы государственной поддержки цифровой трансформации отечественного бизнеса.

Биографии авторов

Н. Л. Тарануха, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор экономических наук, профессор кафедры «Промышленное и гражданское строительство», директор Института дополнительного профессионального образования

С. В. Семёнова, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

кандидат экономических наук, доцент кафедры «Промышленное и гражданское строительство»

С. Н. Панков, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

магистрант, зам. главного инженера по обеспечению технического состояния - начальник отдела Ижевской ТЭЦ-1

Библиографические ссылки

Использование уравнения состояния gerg-2008 для расчета термодинамических свойств природного и попутного нефтяного газов / М. С. Неми-ров, Е. В. Березовский, Д. И. Целищев, Н. Ф. Кашапов // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2015. № 6. С. 45-49.

Kunz О., Wagner W. The GERG-2008 wide-range equation of state for natural gases and other mixtures: An expansion of GERG-2004 // Journal of Chemical & Engineering Data. 2012. № 57. P. 3032-3091.

The GERG-2004 wide-range equation of state for natural gases and other mixtures / O. Kunz, R. Klimeck, W. Wagner, M. Jaeschke // GERG Technical Mono-graph. 2007. Vol. 6, no. 557. URL: http://www.gerg.eu/public/uploads/files/publications/technical_monographs/tm15_04.pdf.

Jaeschke M., Hinze H. M., Humphreys A.E. Sup-plement to the GERG databank of High-Accuracy Compression Factor Measurements // GERG Technical Monograph. 1997. Vol. 6, no. 355. URL: http://www.gerg.eu/public/uploads/files/publications/technical_monographs/tm7_97.pdf.

Jaeschke M. Standard GERG Virial Equation for Field Use, Simplification of the Input Data Require-ments for the GERG Virial Equation - an Alternative Means of Compressibility Factor Calculation for Natural Gases and Similar Mixtures / M. Jaeschke, A. E. Hum-phreys // GERG Technical Monograph. 1992. Vol. 6, no. 266. URL: http://www.gerg.eu/public/uploads/files/pub-lications/technical_monographs/tm5_large.pdf.

Jaeschke M., Humphreys A. E. The GERG Data-bank of High Accuracy Compressibility Factor Meas-urements // GERG Technical Monograph. 1991. Vol. 6. № 251. URL: http://www.gerg.eu/public/uploads/fi-es/publications/technical_monographs/tm4_91.pdf.

Starling, K.E. and Savidge, J.L. Compressibility Factors of Natural Gas and Other Related Hydrocarbon Gases. // American Gas Association Transmission Measurements Committee Report. 1992. Vol. 8. No. 1.

Коэффициент сжимаемости природного газа расчетного состава / Д. Н. Китаев, Д. О. Недобежкин, В. М. Богданов, Т. Бейманов // Градостроительство. Инфраструктура. Коммуникации. 2019. № 1 (14). С. 29-33.

Метод и техника непрерывного определения коэффициента сжимаемости газов / Д. В. Гришин, Г. С. Голод, И. Н. Москалев, Г. А. Деревягин, Д. А. Хапов, В. В. Кочнев // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2016. № 1. С. 11-20.

Немиров М. С., Лукманов П. И. Применение кориолисовых массовых расходомеров для измерений газожидкостных потоков // Приборы. 2010. № 6 (120). С. 1-5.

Лебедьков С. С., Латышев Л. Н. Применение погружных вихревых расходомеров при коммерческом учете расхода газа // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2018. № 2 (112). С. 86-94.

Даев Ж. А. Сравнительный анализ методов и средств измерения расхода газа // Нефтегазовое дело. 2010. № 1. С. 35. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/ authors/Daev/Daev_2.pdf.

Андреева М. М., Староверова Н. А., Нурахметов М. Б. Обзор рынка расходомеров для нефтяной и газовой промышленности // Вестник Технологического университета. 2015. Т. 18, № 10. С. 42-46.

Крюков О. В. Совершенствование технологических процедур измерения расхода газа на базе метрологических центров // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2018. № 7. С. 27-32.

Росстат опубликовал информацию о доле нефтегазового сектора в ВВП России в I квартале 2022 года // Федеральная служба государственной статистики: Новости Росстата - 2022. URL: https://rosstat.gov.ru/folder/313/document/174229.