Постановка задачи диагностики неисправностей и анализа эксплуатации пневмогидравлических приводов с пневмогидравлическим мультипликатором давления на основе модели цифрового двойника

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. В статье рассматривается концепция использования цифрового двойника для диагностики неисправностей и анализа эксплуатации пневмогидравлических приводов с пневмогидравлическим мультипликатором давления. Эта инновационная технология позволяет проводить более точные и эффективные проверки систем, что способствует повышению надёжности и безопасности оборудования. Цифровой двойник предоставляет возможность создания виртуальной модели системы, которая может использоваться для симуляции различных сценариев работы и выявления потенциальных проблем.

Цель исследования — повышение эффективности обнаружения неисправностей и оптимизации работы пневмогидравлических приводов с использованием инновационного подхода на базе цифрового двойника.

Материалы и методы. Для успешной реализации данного подхода используются современные методы анализа данных, математическое моделирование и алгоритмы машинного обучения. При этом особое внимание следует уделить точности данных, получаемых от датчиков, а также качеству программного обеспечения для создания модели цифрового двойника.

Результаты. Использование цифрового двойника обеспечивают надёжное обнаружение неисправностей. Результаты концепции показывают эффективность и точность процесса. Это инновационное решение повышает надёжность и продуктивность систем, сокращая время простоя оборудования.

Выводы. Модель цифрового двойника позволяет предвидеть отказы и повышает надёжность работы системы. Использование модели цифрового двойника улучшает производительность и снижает расходы на техническое обслуживание пневмогидравлических приводов.

пневмогидравлическая система; цифровая технология; инновационный привод; автоматизированный механизм; современная гидравлика; высокоточное управление давлением.

Об авторах

Никита Сергеевич Кривошеев

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: ax@hydraulicunit.ru
ORCID iD: 0009-0009-1754-4315
SPIN-код: 3147-5597

аспирант Высшей школы энергетического машиностроения

Россия, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29

Александр Аркадьевич Жарковский

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: azharkovsky@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3044-8768
SPIN-код: 3637-7853
Scopus Author ID: 7004534701
ResearcherId: T-3278-2018

д-р техн. наук, профессор, профессор Высшей школы энергетического машиностроения

Россия, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29

Любовь Александровна Коткас

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: kotkas_la@spbstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5485-2183
SPIN-код: 7620-2811

канд. техн. наук, преподаватель Высшей школы энергетического машиностроения

Россия, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29

Список литературы

  1. Кириллов Д.С., Барчукова Т.А. Цифровые двойники как основа цифровой трансформации промышленных предприятий. В кн.: Актуальные вопросы экономики и управления, Смоленск, 21–22 октября 2021. Смоленск: Маджента, 2021. С. 161–164. EDN: QCNKPE
  2. Лычкина Н.Н., Павлов В.В. Концепция цифрового двойника и роль имитационных моделей в архитектуре цифрового двойника. В кн.: Имитационное моделирование. Теория и практика (ИММОД-2023): Сборник трудов одиннадцатой всероссийской научно-практической конференции по имитационному моделированию и его применению в науке и промышленности, Казань, 18–20 октября 2023. Казань: АН РТ, 2023. С. 139–149. EDN: ZAOYZG
  3. Saaksvuori A., Immonen A. Product lifecycle management. Cham: Springer Science & Business Media, 2008.
  4. Grieves M. Digital twin: manufacturing excellence through virtual factory replication // White paper. 2014. Vol. 1, N. 2014. P. 1–7.
  5. Grieves M., Vickers J. Digital twin: Mitigating unpredictable, undesirable emergent behavior in complex systems // Transdisciplinary perspectives on complex systems: New findings and approaches. 2017. P. 85–113.
  6. Glaessgen E.H., Stargel D.S. The Digital Twin Paradigm for Future NASA and U.S. Air Force Vehicles. In: 53rd Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference. Reston: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2012. P. 1–14.
  7. Guide to the Systems Engineering Body of Knowledge (SEBoK). Дата обращения: 22.04.2024. Режим доступа: https://sebokwiki.org/wiki/
  8. The International Academy for Production Engineering. CIRP Encyclopedia of Production Engineering. Berlin, Heidelberg: Springer, 2019.
  9. Semeraro C., Lezoche M., Panetto H., et al. Digital twin paradigm: A systematic literature review // Computers in Industry. 2021. Vol. 130. doi: 10.1016/j.compind.2021.103469
  10. VanDerHorn E., Mahadevan S. Digital Twin: Generalization, characterization and implementation // Decision support systems. 2021. Vol. 145.
  11. Juarez M.G., Botti V.J., Giret A.S. Digital twins: Review and challenges // Journal of Computing and Information Science in Engineering. 2021. Vol. 21, N. 3.
  12. Haag S., Anderl R. Digital twin–Proof of concept // Manufacturing letters. 2018. Vol. 15. P. 64–66.
  13. Пузанов А.В. Элементы концепции цифрового двойника гидропривода. В кн.: Математическое моделирование: Тезисы II Международной конференции, Москва, 21–22 июля 2021. М.: Перо, 2021. С. 72–73. EDN: MBWDLR
  14. Крук А.Р., Егоров А.Л., Костырченко В.А., и др. Обзор методов контроля состояния элементов гидропривода // Фундаментальные исследования. 2016. № 2–2. С. 267–270. EDN: VORLTH
  15. Пиманов Д.А., Гальчак И.П. Децентрализованные гидроприводы со встроенными системами управления. В кн.: Обзор тенденций в агропромышленном комплексе: сборник статей конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Тенденции в АПК», Екатеринбург, 24 октября 2022. Екатеринбург: Уральский государственный аграрный университет, 2022. С. 16–17. EDN: UZAXDZ
  16. Боровков А.И., Рождественский О.И., Кукушкин К.В., и др. Дорожная карта по развитию сквозной цифровой технологии «Новые производственные технологии». Результаты и перспективы // Инновации. 2019. № 11(253). С. 89–104. doi: 10.26310/2071-3010.2019.253.11.011 EDN: SXVHQW
  17. Alcácer V., Cruz-Machado V. Scanning the Industry 4.0: A Literature Review on Technologies for Manufacturing Systems // Engineering Science and Technology an International Journal. 2019. Vol. 22, N. 3. P. 899–919. doi: 10.1016/j.jestch.2019.01.006

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Схема пневмогидравлического привода с возможностью удалённой диспетчеризации: 1 — электропневматический преобразователь давления; 2 — пневмораспределитель; 3 — пневмогидравлический мультипликатор давления; 4 — пневмогидравлический вытеснитель; 5 — гидроцилиндр; 6 — пневмогидравлический мультипликатор давления; 7 — пневмораспределитель.

Скачать (133KB)
3. Рис. 2. Концепция цифрового двойника пневмогидравлического привода.

Скачать (135KB)

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).