Концепции и технологии цифровизации машиностроительного предприятия. Учебное пособие. Павел Ведмидь

и систем, интеллектуальных ноу-хау, полученных с помощью длительных и дорогостоящих научных исследований, эффективного применения концепции открытых инноваций и трансфера передовых наукоемких технологий.

      Передовые производственные технологии умного производства в первую очередь включают в себя:

      • цифровое проектирование, включая компьютерное моделирование (Computer-Aided Design, CAD), компьютерный и суперкомпьютерный инжиниринг (Computer-Aided Engineering, CAE, и High-Performance Computing, HPC), технологии оптимизации (Computer-Aided Optimization, CAO), бионический (генеративный) дизайн (Bionic / Generative (Simulation&Optimization) -Driven Bionic / Generative Design), цифровые двойники (Digital Twin);

      • большие данные (Big Data), генерацию «умных» больших данных (Smart Big Data) на основе цифровых двойников;

      • промышленные датчики и индустриальный интернет (IIoT);

      • новые материалы (в первую очередь композиционные материалы, метаматериалы, металлопорошки для аддитивного производства);

      • аддитивные и гибридные технологии;

      • гибкие производственные ячейки, робототехнические комплексы;

      • информационные системы управления производством и предприятием;

      • технологии виртуальной и дополненной реальности;

      • экспертные системы и искусственный интеллект

      В рамках концепции умного производства можно выделить концепцию фабрик будущего (Factories of the Future). Так в [5] выделено три вида фабрик будущего: цифровые фабрики (Digital Factory), умные фабрики (Smart Factory) и виртуальные фабрики (Virtual Factory). Эти три вида производств отличаются по целям создания и применяемым технологиям.

      Цифровые фабрики ставят целью «увидеть» продукт до того, как он будет реально произведен. Основные технологии: CAD/CAM/CAE, PDM/PLM, cтанки с ЧПУ, аддитивные технологии и др.

      Умные фабрики в дополнение к целям цифровых фабрик предполагают более широкое использование средств автоматизации, улучшенный контроль и оптимизацию процессов. Умные фабрики нацелены на серийный выпуск изделий, но при сохранении максимальной гибкости производства. Обеспечивается это благодаря высокому уровню автоматизации и роботизации предприятия. Широко применяются автоматизированные системы управления технологическими и производственными процессами. Технологии промышленного интернета вещей (IIoT) обеспечивают межмашинное взаимодействие оборудования. Справиться с резко возросшими потоками информации, поступающими от датчиков и автоматизированных систем управления, позволяют технологии обработки больших данных (Big Data). Основные технологии: MDS (АСУТП), MES, IIoT, Big Data и др.

      Виртуальные фабрики суммируют цели и технологии цифровых и умных фабрик, а также создаются с целью управления цепочками поставок и для того чтобы создавать ценность посредством объединения продуктов и услуг. Основные технологии: ERP, CRM, SCM (Supply Chain Management, управление цепочками поставок) и др.

      Цифровое предприятие предусматривает цифровизацию и интеграцию процессов по вертикали в рамках всего предприятия, начиная от разработки продуктов и закупок и заканчивая производством,