Цифровые двойники в аэрокосмической промышленности: объектно-ориентированный подход


DOI: 10.34759/trd-2023-131-24

Авторы

Кузнецова С. В.*, Семенов А. С.**

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

*e-mail: k_svetlana_valen@mail.ru
**e-mail: semenov@nicevt.ru

Аннотация

В статье исследуется технология разработки цифровых двойников (ЦД) в аэрокосмической промышленности. В ней детально определены основные особенности, связанные с созданием ЦД, и рассмотрены фундаментальные технологии, необходимые для их реализации: интернет вещей (IoT), XR (расширенная реальность), облачные и квантовые вычисления. искусственный интеллект (AI) и кибербезопасность.

Предложена методология фрактальной аппроксимации для разработки, производства и эксплуатации ЦД на основе эластичных объектов, а также архитектура платформы для создания ЦД.

Ключевые слова:

цифровой двойник изделия, жизненный цикл цифрового двойника, методология разработки цифровых двойников, IoT, XR (Extended reality), облачные вычисления, квантовое моделирование, декомпозиция системы, инкрементная объектно-ориентированная разработка, фрактальная аппроксимация

Библиографический список

  1. ГОСТ Р 57700.37–2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. — М.: Российский институт стандартизации, 2021. — 15 с.
  2. Yin H., Wang L. Application and development prospect of digital twin technology in aerospace // Procedia Manufacturing, 2019, no. 30, pp. 641-648. DOI:1016/j.ifacol.2021.04.165
  3. What is a digital twin? | IBM. URL: https://www.ibm.com/topics/what-is-a-digital-twin
  4. Guo J., Lv Z. Application of Digital Twins in multiple fields // Multimedia Tools and Applications, 2022, vol. 81, pp. 9-12. DOI:1007/s11042-022-12536-5
  5. Elisa Negri el al. A review of the roles of Digital Twin in CPS-based production systems // Procedia Manufacturing, 2017, vol. 11, pp. 939–948. DOI:1016/j.promfg.2017.07.198
  6. Semenov A.S. Prototype based Programming with Fractal Algebra // Conference: Computational mechanics and modern applied software systems (CMMASS’2019), November 2019, vol. 2181 (1), pp. 020009. DOI:1063/1.5135669
  7. Семенов А.C. Моделирование самоорганизующихся процессов развития: фрактоидно-ориентированный подход: монография. — М.: МАИ, 2013. — 155 c.
  8. Елисеев В., Мусеев А., Тамм А., Гаврилов П. Разработка Цифрового двойника турбовинтового двигателя ТВ7-117СТ-01 // Автоматизация проектирования. № 1-2. С. 67-77.
  9. Semenov A.S. Graph-based Dynamic Analysis of Elastic Systems // 7th International Conference on Control, Decision and Information Technologies (CoDIT), 2020, vol. 1, pp. 65-70. DOI: 1109/CoDIT49905.2020.9263986
  10. Кузнецова С.В. Демонстрация в учебном процессе новых технологий .NET в разрезе создания сайтов, веб-сервисов и приложений // Материалы XIII Международной конференции по прикладной математике и механике в аэрокосмической отрасли AMMAI’2020 (Алушта, 6-13 сентября 2020). — М.: МАИ, 2020. С. 737-740.
  11. Леонтьева И.Н. Особенности использования технологии «цифровой двойник» на этапе послепродажного обслуживания на примере автомобильной и аэрокосмической промышленности // Материалы II Национальной научно-образовательной конференции «Логистика: форсайт-исследования, профессия, практика» (Санкт-Петербург, 21 октября 2021). — СПб: Санкт-Петербургский государственный экономический университет, 2021. С. 388-396.
  12. Курганова Н.В., Филин М.А., Черняев Д.С. и др. Внедрение цифровых двойников как одно из ключевых направлений цифровизации производства // International Journal of Open Information Technologies. 2019. Т. 7. № 5. С. 105-115.
  13. Реус С.П. Лучшие отечественные и зарубежные практики внедрения цифровых двойников в промышленности // II Международная научно-практическая конференция «Инновационные направления интеграции науки, образования и производства (Керчь, 19–23 мая 2021): тезисы докладов. — Керчь: Керченский государственный морской технологический университет, 2021. С. 109-112.
  14. Пенкин И.А., Шулаева Е.А. Преимущества применения цифровых двойников, и их дальнейшая перспектива развития // 8-я Международная научно-практическая конференция «Инновационные перспективы Донбасса» (Донецк, 24-26 мая 2022): сборник трудов. — Донецк: Донецкий национальный технический университет, Т. 3. С. 17-21.
  15. Кабанов А.А. Моделирование аэрокосмических производств: обзор технологий, методов и перспектив их использования в производствах будущего // Инженерный журнал: наука и инновации. № 10 (130). DOI: 10.18698/2308-6033-2022-10-2220
  16. Терехина С.В. Инновационные тренды развития промышленности // УЭПС: управление, экономика, политика, социология. № 1. С. 55-63. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/innovatsionnye-trendy-razvitiya-promyshlennosti
  17. Блинов В.Л., Богданец С.В. Цифровые двойники турбомашин: учебное пособие. — Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2022. — 162 с.
  18. Петров А. В. Имитация как основа технологии цифровых двойников // iPolytech Journal. 2018. Т. 22. № 10 (141). С. 56-66. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-10-56-66
  19. Куликов Г.Г., Сапожников А.Ю., Кузнецов А.А., Маврина А.С. Архитектура структуры цифрового двойника интегрированной it-платформы для распределенного, многовариантного проектирования объектов машиностроения // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. Т. 25. № 2 (92). С. 86-92. DOI: 10.54708/19926502_2021_2529286
  20. Белов В.Ф., Гаврюшин С.С., Занкин А.И. Архитектура цифровой платформы исследования и проектирования инноваций в машино- и приборостроении // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2021. № 3 (732). С. 3-15. DOI: 18698/0536-1044-2021-3-3-15
  21. Кабанов А.А., Амосов М.В. VR/AR в изучении, создании и эксплуатации аэрокосмической техники: из макромира в микромир, от наблюдения к действиям // Труды МАИ. 2023. № 128. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=171410. DOI: 34759/trd-2023-128-21
  22. Гончаров П.С., Копейка А.Л., Бабин А.М. Методика экспериментального моделирования воздействия излучения плазмы электрического ракетного двигателя на солнечные элементы // Труды МАИ. 2022. № 126. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168995. DOI: 34759/trd-2022-126-09
  23. Бродский М.С., Звонарев В.В., Хуббиев Р.В., Шерстюк А.В. Компьютерная модель радиоканала системы спутниковой связи и ретрансляции данных при многопозиционной передаче сигнала // Труды МАИ. 2022. № 127. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=170340. DOI: 34759/trd-2022-127-10
  24. Вакульчик О.В. Кибербезопасность функционирования информационно-управляющей системы с участием SQL Server // Труды МАИ. 2022. № 127. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=170343. DOI: 34759/trd-2022-127-13

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход