15.04.2021 12:27
Аналитика.
Просмотров всего: 15578; сегодня: 2.

ГК «ПЛМ Урал»: зачем нужны цифровые двойники?

ГК «ПЛМ Урал»: зачем нужны цифровые двойники?

Одним из главных мировых трендов цифровизации промышленности является создание цифровых двойников, которые позволяют увидеть продукт, услугу или работу производства еще на этапе планирования. О появлении виртуальных прототипов и эффективности их применения на практике в компании ГК «ПЛМ Урал» рассказывает директор группы компаний Владимир Власов.

«Цифровой двойник появился как результат развития компьютерных систем инженерных расчетов. Эти результаты использовались конструкторами для проверки своих решений. В начале речь шла о расчетах критичных узлов, но постепенно мы смогли расширить их практически на все процессы, протекающие внутри изделия, включая внутреннее взаимодействие.

Таким образом, объединив все получаемые нами данные в одной среде и соединив их с геометрическими моделями деталей и узлов, мы получили виртуальный образ изделия и возможность моделировать его поведение в разных условиях эксплуатации, проверять на прочность все узлы, отрабатывать режимы работы изделия на критических режимах и так далее.

То, что раньше делалось с реальным прототипом, к примеру, автомобиль разбивался о бетонный блок, теперь можно отследить на мониторе компьютера, не тратя время и деньги на изготовление физического прототипа. А это значит, что, имея цифровую модель, мы можем провести полный комплекс испытаний изделия, не покидая пределы конструкторского бюро. Уже по результатам этих испытаний можно внести корректировки в процессы, исправить ошибки и отладить режимы эксплуатации. Это и называется цифровой прототип, который служит конструкторам.

Далее начинается процесс изготовления реального изделия, которое отправляется к пользователю (заказчику), например, в виде установки турбины гидроэлектростанции. В этот момент встает очередной вопрос: можем ли мы использовать наш цифровой прототип во время эксплуатации изделия, ведь он может показать то, что происходит в месте, не всегда нам доступном? Например, какой-то датчик демонстрирует незапланированное повышение температуры или вибрацию на объекте, а прототип моделирует эту ситуацию и подсказывает нам, что происходит. На деле оказывается, что использование цифрового двойника в процессе эксплуатации сопровождается рядом сложностей.

Первая проблема заключается в том, что такой цифровой двойник требует больших вычислительных ресурсов. На начальном этапе мы использовали сложные программы конечно-элементного анализа, требующие часов, дней и даже недель, отведенных на расчеты. Пока мы конструировали изделие, у нас не было ограничений по времени, но в период эксплуатации мы не обладаем столькими временными запасами на получение конечных результатов. Чтобы удовлетворить требованиям быстрого отклика нам предстоит преобразовывать сложные модели прототипа в более простые быстродействующие модели.

Еще одна сложность — изменение состояния изделия в процессе его эксплуатации. Если прототип подразумевает идеальное состояние выпущенного продукта, то в реальности происходит износ деталей изделия и их замена, поэтому для каждого экземпляра готовятся индивидуальные математические модели под фактические параметры. Например, в случае износа подшипников нужно закладывать вероятность роста зазора в соединении.

Наконец, третьей особенностью создания и использования цифрового двойника в процессе эксплуатации является интерфейс пользователя. Если инженерные расчеты для конструктора проводят квалифицированные инженеры-расчетчики, владеющие технологиями построения моделей, то оператор, той же турбины, не обладает такой квалификацией. Это значит, что для него необходимо разработать достаточно простой и понятный интерфейс, который позволит оператору контролировать процесс моделирования.

Таким образом, упростив виртуальные модели, настроив их под фактические параметры, создав интерфейс пользователя и объединив этот программный комплекс через датчики с конкретным физическим объектом, мы получаем готового и эффективного цифрового двойника.

Что он изменит и какую пользу принесет? Прежде всего — более полный контроль всех процессов, происходящих в ходе эксплуатации изделия. Например, цифровой двойник сможет отслеживать ситуацию даже в тех местах, где невозможно установить датчики. И это важно, главным образом, для сложных промышленных объектов, чтобы исключить катастрофические последствия, связанные с риском возникновения аварий.

Еще одна практическая ценность цифровых двойников заключается в переходе от планового обслуживания, когда замена узлов ведется по фиксированному графику, к обслуживанию по результатам полученных данных о фактическом состоянии изделия. Это, в свою очередь, позволит сэкономить время и ресурсы.

Цифровой двойник, в конечном счете, позволяет предприятиям проигрывать разные ситуации, моделировать критические режимы эксплуатации и предсказывать поведение изделия в нестандартных условиях. А это значит, работать на опережение и предупреждать риски», — говорит директор ГК «ПЛМ Урал» Владимир Власов.

Тематические сайты: Промышленность, Цифровая трансформация
Сайты стран: Россия

Ньюсмейкер: ПЛМ Урал — 15 публикаций
Поделиться:

Интересно:

Международный Муниципальный Форум БРИКС стартовал в Санкт-Петербурге
01.11.2025 11:49 Новости
Международный Муниципальный Форум БРИКС стартовал в Санкт-Петербурге
Международный Муниципальный Форум БРИКС (ММФ БРИКС) начался в Санкт-Петербурге 29 октября. Генеральным партнером мероприятия выступает Правительство Москвы. В организации и работе мероприятия активное участие принимает Департамент внешнеэкономических и международных связей города Москвы (ДВМС) и Московский Центр Международного Сотрудничества. В ходе пленарной сессии «Стратегии развития умных городов: управление инфраструктурой» выступили руководитель ДВМС Сергей Черёмин, заместитель Министра иностранных дел России Сергей Рябков, председатель Московской городской Думы Алексей Шапошников, управляющий член совета директоров международной инвестиционной компании «Хуамин» (КНР) Ли Чжэн, Губернатор Гаваны Янет Эрнандес Перез и другие официальные лица. Они обсудили модели устойчивого развития муниципалитетов, эффективные «умные» технологии и цифровые решения, эффективные форматы обмена...
История рекламы в России
30.10.2025 19:02 Аналитика
История рекламы в России
В Средние века на Руси, чтобы привлечь покупателей, коробейники и зазывалы устраивали театрализованные представления со стихами и музыкой. О том, как на смену такой рекламе пришли газетные объявления, плакаты и телевизионные ролики - читайте в материале. Первая реклама: выкрики, прибаутки и лубки Первая реклама на Руси появилась на рубеже X и XI веков. Тогда купцы стали нанимать коробейников и зазывал, которые придумывали про товары небольшие стишки. В то же время на ярмарках были распространены выкрики и прибаутки. В них продавцы описывали товары, сообщали об их цене. Чтобы завлечь покупателей, зазывалы придумывали шутки. Выступления часто сопровождались театральными представлениями и музыкой. Возникла в это время и первая антиреклама — остроумные...
Вечный источник тока: загадка "багдадской батарейки", которой 2000 лет
29.10.2025 19:03 Новости
Вечный источник тока: загадка "багдадской батарейки", которой 2000 лет
В 1936 году недалеко от Багдада нашли странный древний артефакт. Казалось бы, обычная керамика возрастом две тысячи лет. Но когда специалисты изучили находку, ахнули: конструкция способна производить электрический ток. Могли ли древние цивилизации знать об электричестве? Или это величайшая археологическая ошибка, которую до сих пор не хотят признавать? Уникальная находка, которую никто не искал История началась в местечке Худжут-Рабу, неподалеку от древнего Ктесифона — столицы Парфянской империи. Рабочие копали траншею для железнодорожных путей и обнаружили развалины древнего поселения. Среди руин нашли необычный глиняный сосуд. Находкой заинтересовался Вильгельм Кениг — немецкий археолог, работавший в Национальном музее Ирака. Впрочем, как именно артефакт попал к нему, доподлинно не известно. Одни источники утверждают, что Кениг сам участвовал в раскопках 1936 года. Другие —...
Как родные: история обрусевших вещей
29.10.2025 13:10 Аналитика
Как родные: история обрусевших вещей
Многие изобретения древних народов сегодня были бы знакомы лишь историкам, если бы не получили второе рождение в России. Кто помнит, что предок кокошника родом из Древней Греции, а валенки пришли к нам от иранских племен, кочевавших в Центральной Азии? О самых известных русских «брендах» с нерусскими корнями - читайте в материале. Купола церквей После принятия христианства на Руси началось строительство храмов по византийскому крестово-купольному образцу. При этом древнерусские церкви не были их точной копией. Они отличались большими внутренними объемами и особой устремленностью ввысь. Византийские культовые сооружения строились из камня, а русские — в основном из дерева, хотя до наших дней сохранились именно каменные сооружения. Отличались русские храмы и количеством куполов:...
Они взяли Берлин. Через 30 лет...
27.10.2025 19:01 Аналитика
Они взяли Берлин. Через 30 лет
Шесть полных кавалеров Георгиевского креста стали Героями Советского Союза. Георгиевский крест считался самой почетной солдатской наградой в русской армии эпохи Первой мировой. Награда имела четыре степени. И счет полных кавалеров Георгиевского креста шел на тысячи. А воинов, ставших еще и Героями Советского Союза, можно пересчитать по пальцам. Иван Тюленев (1892 - 1978) Происхождение. Сын солдата. Чин, место службы. Драгун, младший унтер-офицер 5-го драгунского Каргопольского полка. Заслуги. Крест IV степени - за отличие в бою 11 сентября 1914 года, когда, "будучи в разъезде у д. Холупки-Сечки окруженным противником, прорвался через неприятельские цепи и присоединился к эскадрону, дав ценные сведения о противнике и его тыле"1. Крест III степени - за лихую разведку на реке Бзуре 15 марта 1915 года2. Крест III степени, замененный крестом II степени, - за то, что 14 июля...