Имитационное моделирование технологических процессов сборки крупногабаритных изделий с применением виртуальной реальности
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2026-1-27-34Ключевые слова:
технологическая подготовка производства, имитационное моделирование, временные зависимости, виртуальная реальностьАннотация
Исследование направлено на решение актуальной проблемы планирования технологической подготовки производства (ТПП) крупногабаритных изделий, для которой характерны высокая неопределенность, взаимозависимость этапов и конкуренция за ресурсы. Традиционные детерминированные методы, основанные на усредненных оценках, часто приводят к срывам сроков и неэффективному использованию мощностей. В статье предлагается подход к оптимизации ТПП, основанный на интеграции имитационного моделирования и технологий виртуальной реальности (VR). Разработана комплексная методика, включающая сбор и анализ данных двумя способами: через структурированные опросы экспертов-практиков и посредством контролируемых экспериментов, в ходе которых участники выполняли задачи технологического проектирования в интерактивной VR-среде. Полученные эмпирические данные о длительностях операций, вероятностях сбоев и логических зависимостях послужили основой для построения детальной имитационной модели в среде AnyLogic. Архитектура модели включает элементы, отвечающие за генерацию заданий, выполнение технологических операций с учетом доступности персонала, реализацию обратных связей для учета вносимых изменений и сбор результирующей статистики. Данная структура позволяет адекватно отражать динамику и стохастичность полного цикла ТПП в рамках принятых допущений. По результатам сеансов моделирования проанализированы временные характеристики процесса, динамика образования и разрешения очередей, а также доля непроизводительных затрат. Результаты демонстрируют значительный положительный эффект от применения VR-инструментов на этапе технологической подготовки, выражающийся в сокращении общего времени цикла, снижении количества ошибок и оптимизации времени ожидания. Это свидетельствует о повышении общей эффективности процесса, надежности планирования и улучшении использования ресурсов. Предложенный подход представляет практическую ценность для машиностроительных предприятий, стремящихся сократить сроки вывода новой продукции на рынок и повысить гибкость производства.Библиографические ссылки
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
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Илья Вячеславович Кудрявцев, Андрей Анатольевич Кутин, Анастасия Владимировна Кислова
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
