«Синара» 0 комментариев

Работа с накопительным эффектом: цифровые двойники в холдинге СТМ

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:

  • постановка задач;
  • определение величин и параметров, необходимых для расчета;
  • определение условий и режимов расчетов;
  • получение исходных данных;
  • разработка физико-математической модели;
  • разработка виртуальных стендов и полигонов;
  • верификация и валидация результатов;
  • реиспользование в разработке новой техники.

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.

0 комментариев
Отправить
обсуждения
Здесь больше организационных вопросв, чем в самой платформе. Можно взять за основу Фабрику идей у Ев... СУМЗ: «Фабрика идей» и «Доска решения проблем» переходят на цифровую платформу
Белоярская АЭС принимает группы студентов, они могут быть и старше 18 лет. Но в целом да, в настояще... Туризм на АЭС: не развлечение, но просвещение
Отличный пример цифровизации или "умной фабрики", коллеги! А можете поделиться платформой ... СУМЗ: «Фабрика идей» и «Доска решения проблем» переходят на цифровую платформу
Узнайте больше Альманах “Управление производством” 300+ мощных кейсов, готовых к использованию чек-листов и других полезных материалов
Альманах “Управление производством”