Value Stream Optimization in UAV Assembly Based on the Integration of Lean Manufacturing, Simulation Modeling and Elements of Robotics
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2026-3-33-44Keywords:
lean manufacturing, simulation modeling, anyLogic, uav, value stream, waste, robotics, buffer zones, qualimetry, DicAbstract
This article presents the results of optimizing the series assembly process of unmanned aerial vehicles (UAVs) at a defense industry enterprise using lean manufacturing tools and simulation modeling in the Any Logic environment. Using value stream mapping, timekeeping, and a workday photograph, the main types of losses were identified and quantified, including waiting time, unnecessary transportation, defects, and inefficient personnel movements. A simulation model was developed that justified the transition from a slipway to a flow assembly organization, dividing the process into 18 sequential stations. Computational experiments determined the optimal number of workposts at each station, which increased daily output 5.7-fold without increasing the headcount, reduced worker workload variance from 0.007 to 0.004, and created an employee float of 70%. The economic effect of eliminating losses amounted to 31.6 million rubles. Building on the obtained results, we propose approaches to transitioning to lean robotic manufacturing, including the automation of interoperational logistics using automated guided vehicles, the implementation of algorithms for continuously variable buffer zone control to minimize work-in-progress, noise emission monitoring in robotized areas, and a qualimetric assessment of robotization priorities based on operational coefficients. The developed approaches can be replicated at defense industry enterprises for organizing multi-product, continuous assembly of high-tech products.References
Развитие производства гражданской продукции на предприятиях оборонно-промышленного комплекса: монография / Д. К. Щеглов [и др.] М.: Айти Сервис, 2021. 163 с.
Давыдова Н. С. Бережливое производство: монография. Ижевск: Изд-во Института экономики и управления УдГУ, 2012. 138 с.
Шалина И. С. Организационно-экономическое и техническое совершенствование производственного процесса в условиях бережливого менеджмента // Технологические инновации и научные открытия: сборник трудов по материалам IV Международного конкурса научно-исследовательских работ (Уфа, 10 февраля 2021 г.). Уфа: Вестник науки, 2020.
Жумашева Б. К., Акимов С. С. Развитие и применение карт потока создания ценностей // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2022. № 44. С. 118-150. DOI: 10.15593/2224-9397/2022.4.07
Вумек Дж., Джонс Д. Бережливое производство: как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании. М.: Альпина Паблишер, 2020. 472 с.
Лайкер Дж. Дао Toyota: 14 принципов менеджмента ведущей компании мира. М.: Альпина Бизнес Букс, 2021. 400 с.
Богинский А. И., Чурсин А. А. Цифровые модели для оптимизации производственно-технологических процессов // Вестник машиностроения. 2020. № 2. С. 63-67.
Имитационное моделирование производственных процессов различных типов 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. DOI: 10.18698/0236-2022-3-84-99
Шрайбер Т. Дж. Моделирование и имитация производственных процессов. М.: ИНФРА-М, 2023. 288 с.
Гаврилов С. В. Управление производственными системами на основе цифровых двойников // Проблемы теории и практики управления. 2022. С. 10-25.
Имитационное моделирование производственных процессов различных типов машиностроительных производств / С. Н. Григорьев, В. А. Долгов, П. А. Никишечкин, С. С. Ивашин, Н. В. Долгов // Вестник МГТУ имени Н. Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2022. № 3 (142). С. 84-99.
Царев М. В., Андреев Ю. С. Цифровые двойники в промышленности: история развития, классификация, технологии, сценарии использования // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2021. № 7. С. 517-531. DOI: 10.17586/0021-3454-2021-64-7-517-531
Forbes C., Evans M., Hastings N., Peacock B. (1993) Statistical Distributions. New York: Wiley Publishing, 221 p.
Данилов А. Д. Модели для автоматизированного проектирования поточных производств // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Экономика и управление. 2009. № 6. С. 123-129.
Шилов Н., Ермолаев В. Методологические основы интеллектуальной поддержки социально ориентированных решений в гибких транспортных системах // Научный вестник НГТУ. 2016. № 3 (64). С. 59-72.
Андреев И. А. Опыт внедрения бережливого производства в оборонной промышленности // Вестник концерна ВКО "Алмаз-Антей". 2017. № 3. С. 27-36.
Belhadi A., Zkik K., Cherrafi A. [et al.] (2022) Lean manufacturing and Industry 4.0 integration: a systematic review.International Journal of Production Research, vol. 60, no. 1, pp. 222-245.
Андреев И. А. Обучение персонала принципам бережливого производства в системе дистанционного обучения на предприятии оборонно-промышленного комплекса // Вестник концерна ВКО "Алмаз-Антей". 2021. № 1. С. 8-21.
Сахапова Т. С., Исмагилов Т. Ш., Тихонов В. А. Цифровой двойник производства как этап новой цифровой бизнес-модели промышленного предприятия // Горная промышленность. 2023. № 2. С. 62-68. DOI: 10.30686/1609-9192-2023-2-62-68
Кузнецова Е. С., Щеглов Д. К. Адаптивная система управления запасами предприятия на основе цифровых двойников и предиктивной аналитики // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2025. Т. 28, № 4. С. 56-63. DOI: 10.22213/2413-1172-2025-4-56-63
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Илья Андреевич Андреев, Евгения Вячеславовна Яшихина

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