Актуализация нормативно-справочной информации для построения имитационной модели производства

Д Г Дресвянников

doi:10.22213/2410-9304-2025-3-42-49

Авторы

Д. Г. Дресвянников ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2025-3-42-49

Ключевые слова:

NumPy, python, метод наименьших квадратов, информационная система, цифровой след, норма времени, рабочий центр, нормативно-справочная информация, сменно-суточное задание, производственное планирование, индустрия 4.0, имитационная модель, цифровой двойник

Аннотация

Управление современным промышленным предприятием требует применения инновационных методов и технологий для достижения поставленных целей с максимальной эффективностью. В условиях динамично изменяющегося рынка компании сталкиваются с необходимостью переосмысления стратегий управления, направленных на повышение конкурентоспособности, финансовой стабильности и качества продукции. Особую значимость приобретает внедрение гибких производственных систем, способных адаптироваться к изменениям спроса, модификациям продукции и проблемам в производственном процессе. Концепция цифрового двойника, предложенная М. Гривсом в 2003 году, становится ключевым элементом цифровой трансформации предприятий. Она позволяет создавать виртуальные модели производственных систем для проведения экспериментов без риска для реальной деятельности. При построении имитационных моделей и цифровых двойников производств для управления и моделирования производства на разных горизонтах принятия решений возникает проблема актуальности нормативно-справочной информации, в частности неточных норм времени выполнения операций. Использование неверных и неполных данных проводит к ложным выводам при анализе исполнимости плана и ошибочному определению узких мест, а также некорректному составлению сменно-суточного задания. В современных условиях управления промышленными предприятиями требуется внедрение новых технологий и методов для повышения эффективности производства, конкурентоспособности и гибкости бизнес-процессов. Статья анализирует ключевые аспекты цифровизации производственных систем, включая использование программного обеспечения класса APS (Advanced Planning & Scheduling) и концепцию «цифрового двойника». Особое внимание уделяется актуализации нормативно-справочной информации (НСИ), которая является фундаментальной для создания адекватных имитационных моделей производства. Автор рассматривает три варианта решения проблемы завышения норм времени на операции, используя различные подходы. Показано, что корректность НСИ напрямую влияет на качество прогнозирования и оптимизации производственных процессов. Исследование демонстрирует практическую применимость предложенных решений для предприятий различного масштаба и профиля деятельности.

Биография автора

Д. Г. Дресвянников, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

кандидат технических наук, доцент

Библиографические ссылки

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