В данной работе рассмотрены модули цифрового двойника многостадийного производственного процесса. Модуль оптимизации процессов функционирования сложных систем содержит набор методов определения оптимальных режимов и их адаптации в сложных производственных системах.
Методы дискретной оптимизации ос уществляют выбор оптимальных технологических режимов для любого вида продукции. Методы моделирования технологического процесса осуществляет построение линейных и нелинейных моделей зависимости показателей качества продукции от технологических факторов. Модуль отображения информации и конфигурации предназначен для отражения процесса функционирования цифрового двойника, фиксируемых данных (технологических факторов, параметров моделей и оптимальных технологических режимов) и конфигурации параметров задач.
Процесс создания цифрового двойника включает разработку сложных алгоритмов, реализующих процедуры структурного моделирования и поисковой оптимизации применительно к дискретным производственным системам.
Разрабатываемые функциональные блоки формируют требуемую совокупность реализуемых операций. Дискретная клеточно - иерархическая система создает композицию отдельных подсистем, отражающих технологические процессы, и представленных в виде внутренних итеративных цепей. Результатом исследования является формирование модулей цифрового двойника сложной системы, имеющей многоуровневую структуру.
Приведено описание наборов алфавитов состояний, входных и выходных параметров исследуемых систем.
Идентификаторы и классификаторы
Формирование цифрового двойника многостадийного производственного процесса опирается на методологию моделирования и оптимизации исследуемых процессов. Разрабатывается цифровая копия реального объекта, имитирующая его функционирование с учетом большого объема обрабатываемой информации. Процесс создания цифрового двойника включает разработку сложных алгоритмов, реализующих процедуры структурного моделирования и методы поисковой оптимизации применительно к дискретным производственным системам [1-7].
Список литературы
1. Фуллер, З., Фан, К., Дэй и К. Барлоу, Цифровой двойник: новые технологии, вызовы и открытые исследования.-IEEE Access. Т 8, С. 108.
Fuller, Z., Fan, K., Day, and K. Barlow, The Digital Twin: New Technologies, Challenges, and Open Research.-IEEE Access. T 8, p. 108.
2. Ботин-Санабрия, М., Михаита, А.С., Пеймберт-Гарсия, Р. Э., Рамирес-Морено, М. А., Рамирес-Мендоса, Р. А., Лозоясантос, Дж. д. Дж. Проблемы и приложения технологии цифрового двойника: всесторонний обзор, Измерение на расстоянии, Т. 14, № 6, 2022.
Botin-Sanabria, M., Mihaita, A.S., Peimbert-Garcia, R. E., Ramirez-Moreno, M. A., Ramirez-Mendoza, R. A., Lozoya santos, J. D. J. Problems and applications of digital twin technology: a comprehensive review, Measurement at a distance, Vol. 14, No. 6, 2022.
3. Мейд, А., Мади, С., Лусеро, С. (2019). Использование технологии цифрового двойника в разработке систем на основе моделей. Т. 7 (1).
Maid, A., Madi, S., Lucero, S. (2019). The use of digital twin technology in the development of model based systems. vol. 7 (1).
4. Сирокко, Р. Цифровые близнецы: соединение физического и киберпространства. 2019.
Sirocco, R. Digital twins: Connecting physical and cyberspace. 2019.
5. Тао, Ф., Ци, В. Создавайте больше цифровых двойников. Nature, 573 (7775), с. 490-491, 2019.
Tao, F., Qi, V. Create more digital doubles. Nature, 573 (7775), pp. 490-491, 2019.
6. То, Ф., Чжан, Х. Он, Ли, А., И Нью, А. Ю. Цифровой двойник в промышленности: современное состояние.-IEEE Transactions по промышленной информации, 15 (4), с. 2405- 2415, 2019.
To, F., Zhang, H. On Li, A., and New, A. Y. The digital double in industry: the current state.-IEEE Transactions on Industrial Information, 15(4), pp. 2405- 2415, 2019.
7. Ваг, Д., Гарднер, П., Берторп, Р., Уорден, К. О ключевых технологиях реализации цифровых двойников для приложений структурной динамики. В книге “Валидация модели и количественная оценка неопределенности. Т. 3. с. 267-272.
Wagh, D., Gardner, P., Berthorpe, R., Warden, K. On key technologies for implementing digital twins for structural dynamics applications. In the book “Model validation and quantification of uncertainty. vol. 3. pp. 267- 272.
8. Галкин, А.В., Мирошников, А.И., Погодаев, А.К. Разработка интервального типа данных и операций над ним в системе_MS_SQL Server. Системы управления и информационные технологии. 2017. № 1 (67). С. 48-51. EDN: XXBRYV
Galkin, A.V., Miroshnikov, A.I., Pogodaev, A.K. Development of an interval data type and operations on it in the_MS_SQL Server system. Management systems and information technologies. 2017. No. 1 (67). pp. 48-51.
9. Погодаев, А.К., Сараев, П.В. Идентификация нейронечетких моделей для данных больших объемов. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2015. № 4. С. 8-11. EDN: UJKBFJ
Pogodaev, A.K., Saraev, P.V. Identification of neurofuzzy models for largevolume data. Bulletin of the Voronezh State Technical University. 2015. No. 4. pp. 8-11.
10. Кабулова, Е.Г. Интеллектуальное управление многостадийными системами металлургического производства. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2019. № 1 (24). С. 341-351. EDN: WBEXBU
Kabulova, E.G. Intelligent control of multistage systems of metallurgical production. Modeling, optimization and information technologies. 2019. No. 1 (24). pp. 341-351.
11. Кабулова, Е.Г. Интеллектуальная поддержка управления сложными технологическими системами металлургического производства. Известия Волгоградского государственного университета. 2018. № 13 (223). С. 39-43.
Kabulova E.G. Intellectual support for the management of complex technological systems of metallurgical production // Proceedings of the Volgograd State University. 2018. No. 13 (223). pp. 39-43.
12. Львович, К.И., Преображенский, А.П. Оптимизация адаптационного процесса при организации командной деятельности персонала в условиях цифровизации управления многокомпонентной организационной системой. Моделирование, оптимизация и информационные технологии. 2022. №4 (39). С. 6-7. EDN: MJEUQC
Lvovich, K.I. Preobrazhensky, A.P. Optimization of the adaptation process in the organization of staff teamwork in the context of digitalization of management of a multicomponent organizational system. Modeling, optimization and information technology. 2022. No.4(39). pp. 6-7.
13. Корнеев, А., Лаврухина, Т., Cметанникова, Т., Пантин, М. Блоки ячеечно - иерархической идентификации и оптимизации сложной пространственно распределенной производственной системы. 5-я Международная конференция по системам управления, математическому моделированию, автоматизации и энергоэффективности.-ИТОГИ 2023. 2023. С. 664-668.
Korneev, A., Lavrukhina, T., Smetannikova, T., Pantyushin, M. Blocks of Cell-Hierarchical Identification and Optimization of Complex Spatially Distributed Production System. 2023 5th International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency.-SUMMA 2023. 2023. P. 664-668.
14. Корнеев, А.М., Наги, А.М.М., Сметанникова, Т.А. Моделирование сложных производственных систем с использованием итеративных цепей. Фундаментальные исследования. 2016. № 5-2. С. 260-263. EDN: WBCXAB
Korneev, A.M., Nagi, A.M.M., Smetannikova, T.A. Modeling of complex production systems using iterative chains. Fundamental research. 2016. No. 5-2. pp. 260-263.
15. Korneev, A., Lavrukhina, T., Smetannikova, T., Glazkova, Y. Modeling of complex structured processes using discrete iterative networks and petri nets Journal of Physics: Conference Series. 2021.
Korneev, A., Lavrukhina, T., Smetannikova, T., Glazkova, Y. Modeling of complex structured processes using discrete iterative networks and petri nets Journal of Physics: Conference Series. 2021.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В данной статье описана высокая значимость изучения факторов, вызывающих оползни в Чеченской Республике, так как она является горным районом, то такие явления могут быть очень опасными и нести в себе угрожающие факторы. Так же в данной статье рассмотрены основные аспекты, влияющие на методы исследований с помощью инженерных и геологических обследований. Использование оптических и термографических изображений для мониторинга состояния горных массивов открывает новые горизонты в исследовании и прогнозировании оползневых процессов. В целом, работа представляет собой ценный вклад в изучение оползней и может служить основой для дальнейших исследований и разработки эффективных методов управления рисками в горных регионах.
Энергетика - это самая консервативная отрасль современной гипериндустриальной экономики, которая является фундаментом текущего 5 технологического уклада. Ранее считалось, что традиционная энергетика утрачивает свою значимость и будущее только исключительно за ВИЭ. Не смотря на развитие этих технологий и их всё большее масштабирование, кризисные явления показывают неустойчивость систем, где ВИЭ доминируют в структуре генерации. Решение всех накопившихся проблем в новых технологических укладах.
Значительную опасность для комплектных распределительных устройств напряжением 6-10 кВ представляют короткие замыкания, сопровождаемые электрической дугой. Эта проблема усугубляется тем, что многие комплектных распределительных устройства не оснащены полноценной быстродействующей защитой от дуговых коротких замыканий. Также необходимо отметить, что применяемая в них защита не отвечает современным требованиям. По этой причине появился ряд нормативных документов об оснащении быстродействующими защитами от дуговых коротких замыканий комплектных распределительных устройств, что позволит повысить надежность работы энергообъектов, оборудованных данными комплектными распределительными устройствами.
Актуальность исследования обусловлена тем, что в настоящее время стратегическим направлением дальнейшего развития систем электроснабжения (СЭС) становится концепция внедрения различных интеллектуальных распределительных комплексов на основе управляемого силового электрооборудования и ЛЭП нового поколения. Одновременно создаются цифровые подстанции, а также специализированные коммуникационные и автоматизированные информационно - измерительные комплексы, устройства релейной защиты и автоматизации производственных процессов на базе силовой электроники, микроэлектроники и микропроцессорной техники.
В статье рассматривается процедура составления тензора преобразования трёхфазных компаунд - сетей, состоящих из совокупности ЛЭП, генераторов, преобразователей, трансформаторов разных типов, электрических нагрузок и других элементов СЭС, обеспечивающая реализацию новых подходов к анализу явлений и процессов в них.
Используется тензорно - топологическая методология Г. Крона, разработанная для исследования сложных электроэнергетических систем методом физического разбиения их на части. Введение компаунд - тензоров позволяет рассматривать любые многофазные устройства в различных координатных системах и осуществлять преобразования их параметров с помощью стандартных автоматических операций.
Преобразования проводились на примерах конкретных трехфазных устройств с учетом их топологических моделей.
Приведен алгоритм анализа асимметричных трехфазных компаунд - сетей и на примере расчета несимметричного короткого замыкания показана последовательность шагов и процедура составления матриц результирующего тензора преобразования и тензора импеданса трехфазной системы, а также представлены тензоры импедансов несбалансированных трехфазных устройств, коротких замыканий, заземлений, а также подробно раскрыты особенности протекания компаунд - токов через элементы трехфазных компаунд - сетей.
Применение компаунд - тензоров и компаунд - сетей, представляющих составные части сложных физических объектов и систем, ускоряет их анализ, сокращает число переменных в уравнениях, исключает повторяющиеся операции и наглядно раскрывает физическую картину происходящих электромагнитных процессов и явлений.
Каждый компаунд - тензор в анализе может быть выражен в любой допустимой системе координат своими компонентами, преобразующимися с помощью соответствующего закона (формулы) и собственного тензора преобразования. Нет необходимости определять каждый раз заново тензоры импеданса для отдельных трехфазных устройств, когда они используются в какой - либо другой трехфазной системе.
Системы, обеспечивающие автономное электроснабжение объектов, в период развития зеленой энергетики становятся еще более актуальными и востребованными. В данной работе анализируется вопрос эффективности внедрения системы электроснабжения постоянного тока, вырабатываемой альтернативными источниками энергии, в рамках бытового использования.
В работе рассмотрены несколько видов энергетических систем, которые используют смешанную генерацию электричества.
Целью данного исследования является изучение вопроса об экономическом эффекте, а именно снижении стоимости систем генерации электричества при переходе на постоянный ток в связи с использованием меньшего количества преобразовательных элементов энергии. Также важным аспектом работы является демонстрация всех технических нововведений перехода на системы постоянного тока, с их положительным влиянием на энергосистему и потребителей.
В исследовании рассматривается конкретный пример с выбранным оборудованием будущего жилищного хозяйства, в котором энергоснабжение будет осуществляться источниками автономной генерации, в состав которых входят солнечные панели, определенное количество аккумуляторных батарей, а уровень напряжения анализируется расчетным способом, также как и экономический эффект от внедрения.
Издательство
- Издательство
- ЛГТУ
- Регион
- Россия, Липецк
- Почтовый адрес
- 398070, Липецкая область, город Липецк, Московская ул., д.30
- Юр. адрес
- 398070, Липецкая область, город Липецк, Московская ул., д.30
- ФИО
- Загеева Лилия Александровна (РЕКТОР)
- Контактный телефон
- +7 (474) 2307937