Цифрове моделювання виробничих процесів на основі технології Digital Twin в умовах переходу до Industry 5.0

Abstract

Цифрова трансформація промисловості, що відбувається в умовах переходу до концепції Industry 5.0, актуалізує необхідність упровадження сучасних цифрових технологій для підвищення ефективності виробничих процесів. Одним із найперспективніших інструментів цифровізації є технологія Digital Twin, яка забезпечує інтеграцію фізичних і віртуальних виробничих систем, створює передумови для прогнозування, оптимізації виробництва та підтримки прийняття управлінських рішень. Мета дослідження полягає в обґрунтуванні комплексного застосування цифрового моделювання виробничих процесів із використанням технології Digital Twin у поєднанні з технологіями Інтернету речей, штучного інтелекту, Big Data та корпоративними інформаційними системами ERP і MES для підвищення ефективності функціонування промислових підприємств в умовах реалізації концепції Industry 5.0. У роботі використано методи системного аналізу, узагальнення, порівняльного аналізу, структурно-логічного моделювання, аналізу наукових джерел, а також концептуального моделювання цифрових виробничих систем. Встановлено, що цифровізація виробництва базується на комплексному використанні технологій Інтернету речей, хмарних обчислень, великих даних, штучного інтелекту, цифрових двійників, роботизованої автоматизації, сучасних інформаційних систем управління та інших цифрових рішень, синергетичне поєднання яких формує інтегроване цифрове виробниче середовище. Застосування технології Digital Twin забезпечує моделювання виробничих процесів у режимі реального часу, прогнозування технічного стану обладнання, оптимізацію використання виробничих ресурсів, скорочення виробничих витрат, мінімізацію простоїв, підвищення продуктивності, якості продукції, гнучкості та адаптивності виробничих систем. Обґрунтовано концептуальну модель цифрового моделювання виробничих процесів на основі технології Digital Twin, що інтегрує фізичне виробництво, цифрову інфраструктуру підприємства, корпоративні інформаційні системи ERP, MES, WMS, APS, технології Інтернету речей, Big Data, штучного інтелекту та систему підтримки прийняття управлінських рішень, забезпечуючи комплексну оптимізацію функціонування виробничих підприємств. Комплексне використання технології Digital Twin у поєднанні із сучасними цифровими технологіями створює технологічне підґрунтя для реалізації принципів Industry 5.0, підвищення ефективності виробничих процесів, конкурентоспроможності промислових підприємств, їх інноваційного розвитку, ресурсоефективності та сталого функціонування.