Трансформация автоматизированной информационно-управляющей системы построения системных математических моделей ГТД в форму цифровых двойников


Авторы

Куликов Г. Г.1*, Ризванов К. А.1**, Иванов А. В.2, Шукалюк В. А.1

1. Уфимский университет науки и технологий, ул. Заки Валиди, 32, Уфа, 450076, Россия
2. АО «Научно-производственное предприятие «Аэросила», ул. Жданова, 6, Ступино, Московская область, Россия

*e-mail: gennadyg_98@yahoo.com
**e-mail: rizvanovk@bk.ru

Аннотация

В данной статье исследуется применение системной технологии в процессе разработки цифровых двойников для использования в двигателестроительной промышленности. Авторы определяют основные требования и специфические особенности создания цифровых двойников, а также разрабатывают системно-лингвистический подход к формированию формальных моделей изучаемой предметной области. Этот подход позволяет обеспечить должный уровень формализации в процессе создания цифровых двойников как реальных, так и виртуальных объектов, сохраняя при этом их причинно-следственные связи. Авторы также рассматривают логику представления цифровых двойников в пространственно-временной системе координат Минковского с учетом кибернетического принципа их физической реализуемости. В качестве примера применения данной методологии представляются системные модели метаязыков и системные модели газотурбинных двигателей (ГТД), как объектов управления и контроля, а также модель формирования ресурсов ГТД начиная с этапа технического предложения на их разработку. Таким образом, представлены результаты анализа повышения эффективности применения принципов и методов системной инженерии при разработки цифровых двойников.

Ключевые слова:

системный подход, категория диалектики, системная инженерия, теория категорий, принцип причинности, графоаналитические метаязыки, технический ресурс ГТД, информационная «гейтовая» система ГТД, нейросеть

Библиографический список

  1. ГОСТ Р 57700.37–2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. - М.: Российский институт стандартизации, 2021. – 15 с.

  2. Кузнецова С.В., Семенов А.С. Цифровые двойники в аэрокосмической промышленности: объектно-ориентированный подход // Труды МАИ. 2023. № 131. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=175930. DOI: 10.34759/trd-2023-131-24

  3. Фролов И.Т. Введение в философию. - М.: Республика, 2003. - 623 с.

  4. Беляев Б.В., Лебедев А.С. Методика прогнозирования остаточного ресурса при разгерметизации летательных аппаратов // Труды МАИ. 2022. № 125. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168167. DOI: 10.34759/trd-2022-125-08

  5. Эзрохи Ю.А., Каленский С.М. Идентификация математической модели ГТД по результатам испытаний // Труды МАИ. 2022. № 122. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=164276. DOI: 10.34759/trd-2022-122-19

  6. Филимонов И.А. Опыт создания персональной поисковой библиографической системы, ориентированной на конкретную область научных или инженерных знаний // Труды МАИ. 2020. № 114. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=119009. DOI: 10.34759/trd-2020-114-16

  7. Куликов Г.Г., Набатов А.Н., Речкалов А.В. Автоматизированное проектирование информационно-управляющих систем. Системное моделирование предметной области. - Уфа: УГАТУ, 2003. - 103 с.

  8. Donald E. Knuth. Literate programming // The Computer Journal, 1984, vol. 27, pp. 97-111. URL:https://doi.org/10.1093/comjnl/27.2.97

  9. Р. Голдблатт. Топосы. Категорный анализ логики. – М.: Мир, 1983. - 488 с.

  10. Feferman Anita, Feferman Solomon. Alfred Tarski: A Life. Cambridge University Press, 2004, pp 332-333.

  11. Bartosz Milewski. Category Theory. URL: https://bartoszmilewski.com/category/category-theory

  12. Логиновский О.В., Ризванов К.А., Куликов Г.Г. Применение BI-принципов в гейтовой системе управления проектом создания цифрового двойника ГТД // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2020. Т. 20. № 1. С. 16–26. DOI: 10.14529/ctcr200102

  13. Куликов Г. Г., Черкасов Б. А. Математические модели, используемые в САПР двигателя и систем управления. Автоматика и регулирование реактивных двигателей. - М.: Машиностроение, 1988. С. 323–343.

  14. Фатиков В.С. и др. Комплекс информационного и полунатурного моделирования для исследования систем автоматического управления и контроля многодвигательных силовых установок при их эксплуатации по состоянию // Авиационно-космическая техника и технология. 2005. № 2. С. 155–160.

  15. Распопов Е.В. и др. Интеллектуальная система запуска для нового поколения авиационных ГТД // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2007. Т. 9. № 2 (20). С. 153–157.

  16. Арьков В.Ю. и др. Полунатурное моделирование отказов ГТД для испытаний систем контроля и диагностики двигателей // Авиационно-космическая техника и технология. 2004. № 7 (15). С. 167–173.

  17. G. Kulikov et al. Dynamic Modeling Of Gas Turbines, Springer-Verlag, New York, 2004, 309 p.

  18. Kulikov G. et al. Intelligent information technologies for control and diagnostics of gas turbine engines and their systems at all stages of their life cycle // Proc. Ametmas-Noe Int. Workshop on Problems of Technology Transfer, Ufa, 1999. pp. 121–124.

  19. ГОСТ Р ИСО/МЭК 15288-2005. Информационная технология. Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем. – М.: Стандартинформ, 2007. - 14 с.

  20. Куликов Г.Г. и др. Способ полунатурных испытаний систем автоматического управления и контроля газотурбинных двигателей и стенд для его реализации. Патент 2340883 РФ, МПК G01M 15/14. №2007118610/06. Бюл. № 34, 10.12.2008.

  21. Гумеров, Х.С., Куликов Г.Г., Ризванов К.А. Системная модель информационной поддержки длительных испытаний и эксплуатации газотурбинного двигателя на основе показателя остаточного ресурса // Материалы 3-й научно-практической конференции молодых специалистов и ученых. - М.: ОАО «ОКБ Сухого», 2005. С. 583­586.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход