Разработка и внедрение цифровых двойников для оптимизации хлебопекарных линий
Ключевые слова:
цифровой двойник, хлебопекарное производство, оптимизация процессов, математическое моделирование, машинное обучение, энергоэффективностьАннотация
Аннотация
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.
Библиографические ссылки
Кокорев Д.С., Юрин А.А. Цифровые двойники: понятие, типы и преимущества для бизнеса // Colloquium-journal. 2019. № 10(34). С. 101-104.
Цифровые двойники, кибергорожане и новая мобильность // IQ.HSE.RU. 2023. https://iq.hse.ru/news/809011709.html?ysclid=lfe6w8bv8e567502 735
For a digital twin of the grid // Siemens. 2017. https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:09c2083 4-4ed4-49d8-923d-ebcc541 cab37/inno2017-digitaltwin-e.pdf (дата обращения: 24.04.2023)
Fu Y., Zhu G., Zhu M. Digital Twin for Integration of Design-Manufacturing-Maintenance // An overview. Chinese journal of mechanical engineering. 2022. № 35.
Fuller A., Fan Z., Day C. Digital twin: enabling technologies, challenges and open research. IEEE Access. 2020. Vol. 8. pp. 108952-108971.
Grieves M., Vickers J. Digital twin: mitigating unpredictable, undesirable emergent behavior in complex systems. Ed. by F.-J. Kahlen, S. Flumerfelt, A. Alves. Transdisciplinary perspectives on complex systems: new findings and approaches. Cham: Springer International Publishing, 2017. pp. 85-113.
Liu Z., Meyendorf N., Mrad N. The role of data fusion in predictive maintenance using digital twin // AIP Conference Proceedings. 20 April 2018. 2018.
Meet Virtual Singapore, the city's 3D digital twin // GovInsiders. 2017. https://govinsider.asia/intl-en/article/meet-virtual-singapore-citys-3d-digital-twin
Preut A., Kopka J.-P., Clausen U. Digital twins for the circular economy // Sustainability. 2021. № 13.
Saracco R. Digital Twins: Evolution in Manufacturing. 2022. https://digitalreality.ieee.org/images/files/pdf/2022may-ebook-digitaltwins-manufacturing2.pdf
Shafto M. Modeling, simulation, information technology & processing. draft technology roadmap area. 2010. Vol. 11, Washington, DC. https://www.nasa.gov/pdf/501321main_TA11-MSITP-DRAFT-Nov2010-A1.pdf
Slepneva T., Chernysheva M., Zaitseva K. Impact of digital twin technology on the financial performance of corporations // European proceedings of social and behavioural sciences. 2021. Vol. 79. pp. 1223-1231.
Stark, R., Damerau, T. Digital twin. Ed. by S. Chatti, T. Tolio. CIRP encyclopedia of production engineering // ClRP Encyclopedia of Production Engineering. Vol. 66. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2019. pp. 1-8.
Trauer J., Schweigert-Recksiek S., Engel C., Spreitzer K., Zimmermann M. What is a digital twin? - Definitions and insights from an industrial case study in technical product development // Proceedings of the Design Society: DESIGN Conference. 2020. № 1. pp. 757-766.
What is digital twin technology – and why is it so important? // Forbes. 2017. https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2017/03/06/what-is-digital-twin-technology-and-why-is-it-so-important/?sh=2c10330b2e2a
