Simulation Modeling of Large-Scale Product Assembly Processes Using Virtual Reality
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2026-1-27-34Keywords:
technological preparation of production, simulation modeling, time dependence, virtual realityAbstract
The study focuses on solving the current problem of planning the technological preparation of production (TPP) for large-scale products, that is characterized by high uncertainty, interdependence of stages, and competition for resources. Traditional deterministic methods, based on averaged estimates, often lead to schedule overruns and inefficient use of production capacity. The article proposes an approach to TPP optimization based on the integration of simulation modeling and virtual reality (VR) technologies. A comprehensive methodology has been developed, involving data collection and analysis by means of two methods: structured surveys of expert practitioners and controlled experiments in which participants performed technological design tasks in an interactive VR environment. The obtained empirical data on operation durations, failure probabilities, and logical dependencies served as the basis for building a detailed simulation model in the AnyLogic environment. The model architecture includes elements responsible for generating tasks, performing technological operations considering personnel availability, implementing feedback loops to account for design changes, and collecting resulting statistics. This structure allows for adequate reflection of the dynamics and stochasticity of the full TPP cycle within the adopted assumptions. The results of the simulation sessions were implemented to analyze the process time characteristics, the dynamics of queue formation and resolution, and the share of non-productive costs. The results demonstrate a significant positive effect from the use of VR tools at the technological preparation stage, expressed in the reduction of the total cycle time, decrease in the number of errors, and optimization of waiting time. This indicates an increase in the overall process efficiency, planning reliability, and improvement of resource utilization. The proposed approach has practical value for machine-building enterprises seeking to reduce time-to-market for new products and increase production flexibility.References
Савицкий В. В. О необходимости совершенствования документооборота в технологической подготовке металлообрабатывающего производства // Вестник МГТУ имени Н. Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2024. № 1 (148). С. 86-109.
Албагачиев А. Ю., Краско А. С., Радайкин Д. А. Необходимость применения автоматизированных систем в 21 веке. Предпосылки появления цифрового производства // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2023. № 2. С. 62-74.
Автоматизированная конструкторско-технологическая подготовка в условиях цифрового производства / К. П. Помпеев, О. С. Тимофеева, Е. И. Яблочников, Е. Е. Волосатова // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2023. Т. 66, № 1. С. 7-15.
Бурлаченко О. В., Оганесян О. В. Цифровая технология выбора и трансформации информации для управления и поддержки жизненного цикла изделия // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2023. № 3 (756). С. 3-13.
Создание автоматизированных рабочих мест на основе формализованной методики проектирования технологических процессов машиностроительных предприятий / Г. С. Жетесова [и др.] // Морские интеллектуальные технологии. 2020. № 4-1 (50). С. 214-223.
Вагапов Т. Р., Муравьев В. В. Интеграция технологической подготовки производства в автоматизированные системы проектирования // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2023. Т. 26, № 4. С. 50-58. DOI: 10.22213/2413-1172-2023-4-20-58
Кордюков А. В., Савченков М. И., Чернова А. А. Адаптация алгоритма работы системы автоматизированного проектирования технологического процесса для выполнения технологической подготовки в условиях мелкосерийного и единичного производства // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2023. Т. 26, № 3. С. 26-32. DOI: 10.22213/2413-1172-2023-3-26-32
Имитационное моделирование производственных процессов различных типы машиностроительных производств / С. Н. Григорьев, В. А. Долгов, П. А. Никишечкин [и др.] // Вестник МГТУ имени Н. Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2022. № 3 (142). С. 84-99.
Шашин А. Д. Методика определения запуска первоочередных заказов в многономенклатурном механообрабатывающем производстве с учетом времени технологической подготовки производства // Вестник МГТУ «Станкин». 2020. № 1 (52). С. 33-37.
Современные подходы к построению цифровых двойников продуктов, процессов и систем, включая производственно-логистические системы машиностроительных предприятий / В. А. Долгов, П. А. Никишечкин, С. С. Ивашин [и др.] // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2023. № 2. С. 88-96.
Богинский А. И., Чурсин А. А. Цифровые модели для оптимизации производственно-технологических процессов // Вестник машиностроения. 2020. № 2. С. 63-67.
Лушкин А. А., Круглов П. В., Болотина И. А. Совершенствование методического обеспечения для проектирования технологического процесса узловой сборки летательных аппаратов на основе применения гиперграфов ограничений // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2023. № 11 (764). С. 45-52.
Сергеев С. В., Луценко А. В., Веретенников С. А. Использование сетевых матричных структур для конструкторско-технологической подготовки производства // Сварочное производство. 2021. № 5. С. 56-60.
Структурно-функциональное представление платформы онтологического моделирования процесса технологической подготовки производства / Рад. Г. Бильданов, Е. В. Сельцов, Раф. Г. Бильданов, С. Н. Ларин // Автоматизация в промышленности. 2023. № 5. С. 44-48.
Шайхутдинова И. И., Гайнцева Е. С. Применение информационных технологий в литейном производстве // Литейное производство. 2024. № 1. С. 31-36.
Нуралиев Ф. А. оглы, Иванов И. А. Цифровые технологии в литейном производстве // Литейное производство. 2020. № 8. С. 20-22.
Корюхин В. Л., Шиляев С. А., Щенятский А. В. Исследование и разработка рекомендаций по совершенствованию технологии изготовления и подготовки к эксплуатации твердосплавного режущего инструмента // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2024. Т. 27, № 4. С. 90-100. DOI: 10.22213/2413-1172-2024-4-90-100
Решетникова Е. П., Бочкарев П. Ю. Инновационный подход к разработке технологических процессов изготовления изделий в многономенклатурном производстве // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2021. № 2 (56). С. 35-46.
Кудрявцев И. В., Кутин А. А. Повышение эффективности технологической подготовки производства машиностроительных изделий с использованием технологий виртуальной реальности // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2025. Т. 27, № 3-2 (125). С. 382-388. DOI: 10.37313/1990-5378-2025-27-3(2)-382-388. EDN UXRWYQ
Лим А. А., Кудрявцев И. В., Кутин А. А. Разработка инструмента смешанной реальности для реализации процесса сопряжения поверхностей деталей при сборке // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2024. № 7. С. 294-298. DOI: 10.36652/0202-3350-2024-25-7-294-298
Лим А. А., Кутин А. А., Пирогов В. В. Разработка инструмента дополненной реальности для визуальной поддержки сборочных процессов в машиностроении // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2023. № 10. С. 435-440. DOI: 10.36652/0202-3350-2023-24-10-435-440. EDN HIHZGC
Лим А. А., Кутин А. А. Гиперграфовый подход к моделированию сборочных процессов: синтез с нодовыми системами и имплементация в среде смешанной реальности // Вестник МГТУ «Станкин». 2025. № 2(73). С. 80-89. EDN REPEIA
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Илья Вячеславович Кудрявцев, Андрей Анатольевич Кутин, Анастасия Владимировна Кислова
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
