Научный архив: статьи

Постановка задачи (актуальность работы). Особенностью процессов системы менеджмента качества (СМК) является необходимость соответствовать как общим требованиям стандартов ISO 9000, так и требованиям, предъявляемым к конкретному процессу. Современный уровень развития производства характеризуется широким распространением и использованием цифровых технологий. В связи с этим весьма актуальным становится вопрос о том, как можно использовать цифровые технологии для решения задачи реализации требований стандартов ISO к процессам СМК. Цель работы и методы исследования. В статье исследуется применение системного подхода в задаче реализации ключевых положений менеджмента качества в цифровых двойниках процессов СМК. Системный подход дает возможность выявить базовые аспекты рассмотрения цифрового двойника процесса СМК, что позволит реализовать в цифровом двойнике процесса СМК как задачи управления производственным процессом, так и задачи управления улучшениями этого процесса. В качестве рекомендаций к разработке цифрового двойника процесса СМК можно привести необходимость учета вариабельности физических процессов и применение цикла PDSA для реализации научного подхода к улучшениям. Результаты. Предлагается использовать цифровой двойник процесса СМК в качестве инструмента реализации основного принципа менеджмента качества «Постоянное улучшение». Разработаны принципиальные положения, являющиеся обязательными при реализации всех процессов СМК и обеспечивающие удовлетворение требований стандартов ISO 9000 к процессам СМК. Практическая значимость. Имитационное моделирование, на основе которого изучается поведение процесса, позволяет значительно снизить затраты на тестирование улучшений процессов за счет того, что тестированию подвергается не реальный процесс, а его имитационная модель.

В современных условиях промышленного производства особую важность приобретает применения электронных моделей изделий и методов управления жизненным циклом продукции. Использование информационных технологий позволяет создавать единое электронное информационное пространство между всеми участниками производственного процесса, что значительно повышает эффективность разработки, производства и эксплуатации продукции. На примере работы в КОМПАС-3D показано, как создаются и оформляются электронные модели деталей, включая использование производных размеров, наложение ограничений и определение технических требований.

Целью исследования является анализ методологии создания и развития цифровых двойников и цифровых теней. Рассматриваются методологические проблемы этого направления моделирования и пути их решения. Анализируются источники решения задач цифровых двойников. В частности, затронут вопрос их использования на примере Санкт-Петербургского технического университета имени Петра Великого. Предлагается вариант решения задачи создания модернизированного цифрового двойника по результатам анализа информации от цифровых теней. Приводится пример имитационного моделирования технологических процессов обогащения полезных ископаемых при построении и эксплуатации цифровых двойников горно-обогатительных предприятий. Полученные результаты позволяют повысить эффективность создания, использования и развития технологии цифровых двойников.

В 2024 г. Россия председательствует в БРИКС, определив свою глобальную стратегию как «укрепление многосторонности для справедливого глобального развития и безопасности». Данная стратегия, согласно методологии академика В. Л. Квинта, потребует уточнения соответствующих международных, национальных и корпоративных стратегий компаний - участниц стран БРИКС. В условиях экономики данных, применения алгоритмов обработки и анализа данных, включая решения в области искусственного интеллекта, мы выдвинули гипотезу о том, что опираясь на методологию В. Л. Квинта, которая определяет стратегию как мудрость, умноженную на точно выбранный вектор атаки с оценкой ресурсной ограниченности, можно предположить, что методология моделирования систем, изложенная в трудах профессора Л. А. Бахвалова, в ее современной адаптации на основе модельно-ориентированного системного инжиниринга 2.0, изложенного в трудах профессоров А. А. Романова и В. В. Кондратьева, может способствовать разработке подходов по многокритериальному моделированию связанных межстрановых и межотраслевых корпоративных стратегий на основе методологии цифрового двойника систем деятельности на политиках интероперабельности. Одним из сегментов отраслей повестки БРИКС является отрасль капитального строительства в части реализации крупных инфраструктурных и промышленных объектов. Поэтому актуальной становится разработка подходов по моделированию стратегий развития с применением модельно-ориентированного системного инжиниринга 2.0.

В настоящей статье рассмотрено влияние на бизнес-процессы цифровых двойников, применяемых в различных отраслях промышленности отечественных и зарубежных предприятий в разрезе повышения эффективности их функционирования на основе внедрения первых в производственные и управленческие процессы. Проанализированы эффекты от внедрения и преимущества цифрового двойника, а также влияние на бизнес-процессы промышленного предприятия, с точки зрения их оптимизации. Рассмотрен опыт применения цифровых двойников отечественными и зарубежными предприятиями. Сделаны выводы об актуальности и целесообразности использования технологий цифровизации в современных экономических условиях.

В статье обсуждаются результаты численной оценки демографических характеристик женщин и мужчин РФ на примере статистических материалов РФ 2019 г. с помощью разработанного автором с сотрудниками цифрового двойника для населения. В статье показаны возможности предложенной методики для оценки достижения предельных значений продолжительности жизни и прогноза демографических характеристик на базе статистических данных. Использован программно-аппаратный комплекс со встроенным цифровым двойником для населения РФ на основе тридцатитрёхлетних статистических исследований влияния суммарного индекса человеческого развития на продолжительность жизни, работоспособность, старение и другие демографические характеристики. Ожидаемая предельная (видовая) продолжительность жизни населения РФ с демографическими характеристиками, относящимися к 2019 г., для мужчин стремится к 79 годам, для женщин к 122 годам. Для текущих демографических характеристик скорость старения населения от времени жизни для различных суммарных индексов человеческого развития имеет, по крайней мере, один максимум. Показана возможность численного расчёта продолжительности жизни в зависимости от изменения среднего веса мужчин и женщин. Показана возможность управления биологическим возрастом человека в зависимости от его суммарного индекса человеческого развития. Программно-аппаратный комплекс может быть полезен для общественных и государственных организаций, статистических управлений, медицинских организациях различных профилей, страховых компаний, компаний по подбору кадров, пенсионных фондов, венчурных финансовых фондов, частных финансовых фондов, банков и финансовых организаций.

Усилия медицины постепенно смещаются от борьбы с конкретным заболеванием к обеспечению индивидуального благополучия пациентов с одновременным ростом информационной емкости медицины. Информационно-коммуникационные технологии рассматриваются как ключевой фактор любой стратегии повышения качества и экономической эффективности медицинской помощи. Развитие систем электронных медицинских карт, интеллектуального здравоохранения, мобильной медицины, искусственного интеллекта открыли новые возможности для сотрудничества и взаимодействия между поставщиками медицинских услуг и пациентами в рамках цифровой экосистемы медицинской помощи, стимулируя технологические инновации. Медицинская экосистема призвана реализовать системный подход к обработке клинических данных, как основы повышения эффективности медицинской помощи за счет цифровой трансформации сквозных медицинских технологических процессов. Она сфокусирована на интеграции работы разных поставщиков и потребителей медицинской помощи, обмене между ними данными и информацией для оказания комплексной медицинской помощи пациентам некоторого объединения МО. Медицинские экосистемы рассматриваются как системы, которые фокусируются на данных и генерировании новых знаний о здоровье сбережении, то есть как открытые и слабосвязанные системы, которые позволяют участникам использовать полученные знания по-своему, например, в отдельных экосистемах МО участников.

Цифровая трансформация здравоохранения происходит в фарватере цифровой экономики. Мы имеем дело с трансфером инновационных решений бизнес-экосистем в медицину, что предполагает необходимость учета особенностей предметной области. Ключевой технологией цифровой трансформации медицины вслед за многими отраслями экономики считается метод цифрового двойника, применение которого невозможно без использования и развития других экосистемных технологий: ЭМК, аналитики больших данных, ИИ, интернета вещей и блокчейна. Эффективная и всеобъемлющая реализация концепции цифровых двойников для такой предметной области, как медицина, возможна, если решена проблема объединения по- ставщиков и потребителей медицинской помощи в цифровую медицинскую экосистему, способную предоставить целостные и однородные первичные данные.

Реализация концепции совместного управления здоровьем пациента в рамках цифровых экосистем медицинской помощи сталкивается с препятствиями, в первую очередь, из-за сложных проблем, связанных с интероперабельностью, конфиденциальностью, безопасностью и эффективным управлением данными. Решение возможных проблем находится в обеспечении приоритета научных исследований для усиления объективизации выбора экосистемных технологий и определения этапности в достижении поставленных целей. Развитие экосистемы необходимо рассматривать в виде строительных блоков, которые со временем накладываются один на другой. Первые, нижние блоки призваны расширить возможности имеющихся технологий, а более поздние потребуют специальных исследований в области информационных технологий в широком смысле, а также медицинской информатики, в частности. Необходимы и упреждающие изменения в регулировании отрасли с учетом вызовов цифровой экономики и динамики изменений в социальной сфере.

Цифровые двойники представляют собой перспективный инструмент для оптимизации производственных процессов, в том числе в хлебопекарной промышленности. Целью данного исследования является разработка и апробация методики создания цифровых двойников хлебопекарных линий для повышения эффективности их функционирования. В работе использован комплекс методов математического моделирования, компьютерного симулирования и машинного обучения. На основе детального анализа технологических процессов и оборудования хлебозавода «ТОНОЯН» построены динамические модели ключевых производственных участков. Проведена серия экспериментов по оптимизации параметров работы жиловочного и тестоприготовительного отделений. Внедрение цифровых двойников на предприятии позволило: 1) снизить расход муки на 2,5% при сохранении качества готовой продукции; 2) повысить производительность линий на 5,7% за счет минимизации простоев; 3) сократить удельное энергопотребление на 4,1%. Предложенный подход может быть масштабирован на хлебопекарные производства различного типа. Для достижения максимального эффекта требуется адаптация моделей к специфике конкретных предприятий и активное вовлечение персонала в процесс цифровой трансформации.

В условиях демографических вызовов (депопуляции, старения населения, снижения рождаемости, сокращения вклада миграции в компенсацию естественной убыли населения) и необходимости достижения стратегических национальных приоритетов в демографической сфере особую актуальность приобретают исследования, направленные на создание реалистичных моделей общества для прогнозирования сценариев демографического развития и апробации различных вариантов управляющих воздействий на него. Такую возможность предоставляют цифровые демографические двойники - агент-ориентированные модели, в основу которых заложена имитация индивидуального поведения отдельных агентов - членов общества. Такие модели выступают платформой для проведения экспериментов в сфере управления демографическими процессами, а следовательно, служат инструментом поддержки принятия управленческих решений. Цель работы заключалась в обосновании концепции и программной реализации агент-ориентированной модели, имитирующей демографическое развитие региона (Вологодской области), предназначенной для апробации управленческого воздействия на него. Рассмотрены примеры зарубежных и отечественных агент-ориентированных моделей. Несмотря на имеющиеся разработки не теряет актуальности построение цифровых демографических двойников для отдельных субъектов РФ, особенно для регионов демографического неблагополучия. Представлена концепция агент-ориентированной модели «Цифровой демографический двойник Вологодской области»: рассмотрены ее структурные блоки (имитация воспроизводства населения и миграционного поведения, имитация внешних воздействий -иммиграции), типы агентов (агенты-люди и агенты-территории) и их свойства, характеристики внешней среды, перечислены основные допущения и ограничения модели, методы имитации демографических процессов, отдельное внимание уделено схеме поведения агента-человека. Описана конструкция модели, раскрыты основные параметры ее программной реализации. Преимущества модели заключаются в учете при имитации поведения агентов-людей их демографических состояний и переходов между ними; использовании данных социологических мониторинговых опросов; применении для моделирования новой программной среды GamaPlatform; учете территориального фактора при моделировании и возможности детализации модели на разных уровнях.

В настоящее время существенное влияние на изменение социальных функций государства и, прежде всего, государственное регулирование социально-трудовых отношений, оказывает повсеместное использование информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) и формирование цифровой экономики. Однако не всегда это влияние учитывается при выборе конкретных механизмов регулирования социальных отношений как на уровне страны в целом, так и на уровне отдельных регионов, а также хозяйствующих субъектов. Целью статьи является выявление значимых факторов, оказывающих существенное влияние на реализацию мер государства по регулированию социально-трудовых отношений, включающих, определение первоочередных мер государства в области нормализации отношений на рынке труда, дифференциации доходов населения и обеспечения социальной защиты в условиях перехода к цифровой экономике. Объектом исследования является сфера социальных отношений, а предметом - совокупность отношений между участниками социально-трудовых отношений (государство, наёмные работники, работодатели и незанятые) в условиях цифровой экономики. Её методологическая база включает теоретические положения, раскрывающие особенности цифровой экономики как особой системы, преобразующей формы и содержание социально-трудовых отношений. К числу полученных новых результатов можно отнести обоснование первоочередных мер государства по регулированию рынка труда, защиты интересов наёмных работников и снижению дифференциации доходов в условиях широкого распространения информационно-коммуникационных технологий. Теоретическая и практическая значимость статьи заключается в том, что результаты исследования могут составить основу теоретического анализа особенностей социально-трудовых отношений в условиях цифровой экономики, выработать меры социальной политики, адекватные новым реалиям, что позволит существенно повысить эффективность социальной политики федеральных и региональных органов власти.

Индустрия 4.0 - это активно развивающаяся концепция, частью которой становится концепция цифрового двойника. Цифровой двойник представляет собой сложную киберфизическую систему, состоящую из множества компонентов. Цифровой двойник, как важный инструмент цифровой трансформации, привлекает все большее внимание исследователей и практиков с момента формализации его определения. В глобальном контексте и в условиях пандемии Covid-19 применение цифровых двойников открыло новые возможности для многих отраслей, в том числе и железнодорожного транспорта. Путем сопоставления результатов моделирования и реальной эксплуатации рождаются фундаментальные решения, обеспечивающие высокое качество и надежность железнодорожных узлов и систем. Однако из-за присущей ей сложности и значительных затрат, связанных с созданием цифровых двойников, для полной реализации их преимуществ необходимо проведение систематических теоретических исследований. В этом исследовании проведен систематический обзор литературы для оценки применения цифровых двойников на железнодорожном транспорте, определены их свойства и характеристики и выделены основные преимущества внедрения технологии цифровых двойников. Кроме того, в статье представлены потенциальные проблемы цифровых двойников на железнодорожном транспорте, такие как недостаточная систематическая интеграция данных и малое количество сценариев применения. В будущих исследованиях автор предполагает, что технология цифровых двойников перспективна для инновационных приложений в таких областях, как развитие высокоскоростного и тяжеловесного движения, внедрение интеллектуальных систем при эксплуатации грузового подвижного состава («умный вагон»).

Существующие здания играют важную роль в современных городах и имеют значительное влияние на экономику, экологию и комфортность жизни горожан. Однако, управление и обслуживание таких зданий часто является сложной задачей из-за отсутствия централизованных информационных систем, в которых были бы собраны все данные о здании и его инфраструктуре. Создание информационных моделей существующих зданий позволяет собрать и структурировать всю необходимую информацию о здании в единую базу данных, которая может быть использована для оптимизации управления, планирования ремонтных работ и повышения энергоэффективности.