Расскажем, как в холдинге уже используется эта технология для нескольких продуктов с целью ускорения и удешевления проектирования.
Благодарим Департамент по коммуникациям и связям с общественностью Группы Синара за предоставление данного материала.
Термин «цифровой двойник изделия» — это цифровая копия физического объекта или процесса, состоящая из связанных моделей подсистем, а также всех необходимых данных и программного обеспечения, позволяющего разработчикам проводить виртуальные испытания. Взаимосвязь виртуальных и натурных испытаний позволяет быстрее находить несоответствия и производить более качественные изделия.
Кроме портала, мы предлагаем вам и альманах «Управление производством». Все самое интересное и уникальное мы публикуем именно в нем. 300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов ждут вас в полном комплекте номеров. Оформляйте подписку и получайте самое лучшее!
Использование технологии «цифрового двойника» имеет накопительный эффект: на начальном этапе процесс создания математических моделей и инфраструктуры разработки может быть трудозатратным и долгим, но по мере накопления цифровых «копий» узлов, деталей, процессов, а также подтверждения их виртуальной «работы» натурными испытаниями, эффективность их применения растет. В первую очередь модель серийно выпускаемой техники позволяет ускорить процесс проектирования и испытаний новых модификаций продукции.
Этапы технологии «цифрового двойника» для разработки изделий:
В холдинге СТМ технология «цифровой двойник» с целью ускорения и удешевления проектирования уже используется для нескольких продуктов: это тепловоз ТЭМ10, электропоезда.
Проект внедрения «цифрового двойника» для локомотива ТЭМ10 интересен тем, что, как оказалось, для эффективного использования технологии оцифровка всего локомотива не нужна: разрабатываются и внедряются виртуальные аналоги конкретных систем, в зависимости от актуальности и необходимости.
Для ТЭМ10 были сделаны «двойники» основных систем тепловоза – тормозной, тяговой, охлаждения, вентиляции. Сейчас «цифровой» ТЭМ10 находится на стадии внедрения. Запущен процесс верификации и валидации между цифровой и натурной машинами: данные, полученные в виртуальной среде испытаний, сличаются с реальными. Это позволит сделать модель работы систем более точной.
В дальнейшем планируется проводить на «цифровом двойнике» виртуальные испытания тех режимов, которые нереально, тяжело и дорого провести в реальных условиях. Это могут быть отказы, экстремальные режимы возможной работы, сложные динамические нагрузки и так далее. Все это даст поле для принятия решений по техническим характеристикам узлов и систем, не прибегая к натурным испытаниям.
Также «цифровой двойник» позволяет оптимизировать подбор компонентов в агрегатной части. Например, если в одной из систем мы работаем с определенным насосом, но есть необходимость протестировать другой агрегат — его не нужно ставить на некий опытный тепловоз. Просчет в виртуальном режиме, с заменой параметров и характеристик насоса позволит понять, будет ли работа системы с новым компонентом более эффективной.
Для ускорения конструирования электропоездов на «Уральских локомотивах» ЦИР СТМ выступил с инициативой оцифровки основных систем электропоездов. Данные «двойников» впоследствии можно будет использовать для проектирования скоростных поездов нового поколения. Сейчас оцифровка находится на начальном этапе: разрабатываются математические модели тягового электропривода, системы кондиционирования воздуха, тормозной системы, а также системы открытия-закрытия дверей.
Принять участие: проект «Цифровое производство»
КОММЕНТАРИЙ
— Задача «Центра инновационного развития» СТМ в части применения технологий «цифрового двойника» — внедрить передовые решения в процесс разработки всей железнодорожной техники СТМ, чтобы получить максимальное качество и конкурентоспособность продукции как в России, так и за рубежом, – говорит руководитель отдела математического моделирования и теоретических исследований ЦИР СТМ Дмитрий Сорокин. — Это позволит сократить время проектирования и строительства всей железнодорожной техники производства Холдинга СТМ.
