Розробка концепції комбінованого планування проєктно-виробничої діяльності з застосуванням цифрових двійників
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.311751Ключові слова:
цифровий проєктний менеджмент, цифрові двійники, інформаційні технології управління проєктами, цифрова трансформаціяАнотація
Об’єктом дослідження є проєктно-виробнича діяльність проєктно-орієнтованих підприємств машинобудівного, літакобудівного, суднобудівного, приладобудівного та металургійного профілю.
Вирішувалася проблема інформаційної інтеграції та синхронізації процесів управління проєктами, що реалізує конкретне проєктно-орієнтоване підприємство, з управлінням його виробничими процесами засобами цифрових двійників. Вирішення цієї проблеми спрямоване на підвищення ефективності управління проєктно-виробничої діяльністю підприємств за рахунок використання в процесі планування цифрових двійників проєктів і виробництв.
Проаналізовано вплив трендів на розвиток цифрових технологій. Визначена необхідність розгляду проєктної та операційної діяльності компаній машинобудівного, літакобудівного, суднобудівного, приладобудівного та металургійного профілю як єдиної проєктно-виробничої діяльності. Показано, що такий підхід може бути успішним у випадку, коли можна буде змоделювати процеси і зміни в проєктно-виробничій діяльності і побудувати на цій основі раціональний план випуску продукції та реалізації проєктів. Запропоновано використання цифрових двійників об’єктів і процесів проєктно-виробничої діяльності компаній.
Сформульовані мета і задачі дослідження, спрямовані на створення концепції планування проєктно-виробничої діяльності з застосуванням цифрових двійників об’єктів та процесів проєктної та операційної діяльності.
В концепції визначено структуру цифрового середовища проєктно-орієнтованого виробництва, модель взаємопроникнення процесів планування проєктної і виробничої діяльності, агрегований метод критичного шляху, імітаційного моделювання для планування проєктно-виробничої діяльністю з використанням цифрових двійників. Показано, що для моделювання проєктно-виробничої діяльності необхідно застосувати моделі, методи управління взаємодією операційних і проєктних процесів компанії. Запропоновано для управління взаємодією операційних і проєктних процесів застосувати науково-практичні інструменти теорії інформаційної взаємодії.
Продемонстровані результати використання концепції в діяльності проєктно-орієнтованих компаній. Використання інструментів, створених на основі запропонованої концепції, дозволило скоротити час виконання проєктів на 10–15 %, зменшити витрати на виробничу діяльність на 5–10 % за рахунок ефективного планування проєктно-виробничих процесів
Посилання
- Jamwal, A., Agrawal, R., Sharma, M., Giallanza, A. (2021). Industry 4.0 Technologies for Manufacturing Sustainability: A Systematic Review and Future Research Directions. Applied Sciences, 11 (12), 5725. https://doi.org/10.3390/app11125725
- da Silva Mendonça, R., de Oliveira Lins, S., de Bessa, I. V., de Carvalho Ayres, F. A., de Medeiros, R. L. P., de Lucena, V. F. (2022). Digital Twin Applications: A Survey of Recent Advances and Challenges. Processes, 10 (4), 744. https://doi.org/10.3390/pr10040744
- Raj, P. (2021). Empowering digital twins with blockchain. The Blockchain Technology for Secure and Smart Applications across Industry Verticals, 267–283. https://doi.org/10.1016/bs.adcom.2020.08.013
- Marnewick, C., Marnewick, A. L. (2022). Digitalization of project management: Opportunities in research and practice. Project Leadership and Society, 3, 100061. https://doi.org/10.1016/j.plas.2022.100061
- Semeraro, C., Lezoche, M., Panetto, H., Dassisti, M. (2021). Digital twin paradigm: A systematic literature review. Computers in Industry, 130, 103469. https://doi.org/10.1016/j.compind.2021.103469
- Shchehlov, V., Morozova, O. (2022). Methods and technologies for the development of digital twins for guarantee-capable systems of the industrial internet of things. Control, Navigation and Communication Systems. Academic Journal, 4 (70), 127–137. https://doi.org/10.26906/sunz.2022.4.127
- Digital Twin Market. Markets and Markets. Available at: https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-twin-market-225269522.html
- Costantini, A., Di Modica, G., Ahouangonou, J. C., Duma, D. C., Martelli, B., Galletti, M. et al. (2022). IoTwins: Toward Implementation of Distributed Digital Twins in Industry 4.0 Settings. Computers, 11 (5), 67. https://doi.org/10.3390/computers11050067
- Consortium. Change2Twins. Available at: https://www.change2twin.eu/about/consortium/
- Consortium. DIGITbrain. Available at: https://www.digitbrain.eu/consortium/
- Bellavista, P., Di Modica, G. (2024). IoTwins: Implementing Distributed and Hybrid Digital Twins in Industrial Manufacturing and Facility Management Settings. Future Internet, 16 (2), 65. https://doi.org/10.3390/fi16020065
- Borghesi, A., Di Modica, G., Bellavista, P., Gowtham, V., Willner, A., Nehls, D. et al. (2021). IoTwins: Design and Implementation of a Platform for the Management of Digital Twins in Industrial Scenarios. 2021 IEEE/ACM 21st International Symposium on Cluster, Cloud and Internet Computing (CCGrid). https://doi.org/10.1109/ccgrid51090.2021.00075
- Villalonga, A., Negri, E., Biscardo, G., Castano, F., Haber, R. E., Fumagalli, L., Macchi, M. (2021). A decision-making framework for dynamic scheduling of cyber-physical production systems based on digital twins. Annual Reviews in Control, 51, 357–373. https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2021.04.008
- Wang, Y., Wu, Z. (2020). Model construction of planning and scheduling system based on digital twin. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 109 (7-8), 2189–2203. https://doi.org/10.1007/s00170-020-05779-9
- Novák, P., Vyskočil, J., Wally, B. (2020). The Digital Twin as a Core Component for Industry 4.0 Smart Production Planning. IFAC-PapersOnLine, 53 (2), 10803–10809. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2020.12.2865
- Qi, Q., Tao, F., Zuo, Y., Zhao, D. (2018). Digital Twin Service towards Smart Manufacturing. Procedia CIRP, 72, 237–242. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.03.103
- Zhao, P., Liu, J., Jing, X., Tang, M., Sheng, S., Zhou, H., Liu, X. (2020). The Modeling and Using Strategy for the Digital Twin in Process Planning. IEEE Access, 8, 41229–41245. https://doi.org/10.1109/access.2020.2974241
- Jiang, Y., Li, M., Li, M., Liu, X., Zhong, R. Y., Pan, W., Huang, G. Q. (2022). Digital twin-enabled real-time synchronization for planning, scheduling, and execution in precast on-site assembly. Automation in Construction, 141, 104397. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104397
- Zhuang, C., Liu, J., Xiong, H. (2018). Digital twin-based smart production management and control framework for the complex product assembly shop-floor. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 96 (1-4), 1149–1163. https://doi.org/10.1007/s00170-018-1617-6
- Muller-Zhang, Z., Antonino, P. O., Kuhn, T. (2020). Dynamic Process Planning using Digital Twins and Reinforcement Learning. 2020 25th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA). https://doi.org/10.1109/etfa46521.2020.9211946
- Teslia, I., Khlevna, I., Yehorchenkov, O., Yehorchenkova, N., Grigor, O., Kataieva, Y. et al. (2022). Development of the concept of building project management systems in the context of digital transformation of project-oriented companies. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (3 (120)), 14–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.268139
- Teslia, I., Grygor, O., Khlevna, I., Yehorchenkova, N., Yehorchenkov, O. (2021). Structure And Functions of Supporting Subsystems in Management of Project-Oriented Businesses of Companies. 2021 IEEE 16th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT), 2851, 379–382. https://doi.org/10.1109/csit52700.2021.9648763
- Brandl, F. J., Roider, N., Hehl, M., Reinhart, G. (2021). Selecting practices in complex technical planning projects: A pathway for tailoring agile project management into the manufacturing industry. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 33, 293–305. https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2021.03.017
- Yegorchenkova, N. I. (2012) Integration of matrix technologies and critical chain method and resource management of portfolios of projects and programs. Collection of scientific works "Management of complex systems development", 7, 30–35.
- Wagner, R., Schleich, B., Haefner, B., Kuhnle, A., Wartzack, S., Lanza, G. (2019). Challenges and Potentials of Digital Twins and Industry 4.0 in Product Design and Production for High Performance Products. Procedia CIRP, 84, 88–93. https://doi.org/10.1016/j.procir.2019.04.219
- Bécue, A., Maia, E., Feeken, L., Borchers, P., Praça, I. (2020). A New Concept of Digital Twin Supporting Optimization and Resilience of Factories of the Future. Applied Sciences, 10 (13), 4482. https://doi.org/10.3390/app10134482
- Vachalek, J., Bartalsky, L., Rovny, O., Sismisova, D., Morhac, M., Loksik, M. (2017). The digital twin of an industrial production line within the industry 4.0 concept. 2017 21st International Conference on Process Control (PC). https://doi.org/10.1109/pc.2017.7976223
- Pavlenko, P. M. (2024). Digital doubles and additive technologies in metalworking industries. XIV international scientific and practical conference "Complex quality assurance of technological processes and systems". Chernihiv, 139–142. Available at: https://drive.google.com/file/d/1s2IU7CHhsXHLKxCXEVmEM_AxquSi6b0q/view
- Teslia, I., Yegorchenkov, O., Khlevna, I., Yegorchenkova, N., Kataeva, Y., Khlevny, A., Klevanna, G. (2023). Development of the Concept of Intelligent Add-On over Project Planning Instruments. Information Technology for Education, Science, and Technics, 149–161. https://doi.org/10.1007/978-3-031-35467-0_10
- Teslia, I., Khlevna, I., Yehorchenkov, O., Latysheva, T., Grigor, O., Tryus, Y. et al. (2021). Development of a method of coordination of project and operational activities in the process of manufacturing complex knowledge-intensive products. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (3 (114)), 83–92. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.247248
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Petro Pavlenko, Iurii Teslia, Iulia Khlevna, Oleksii Yehorchenkov, Nataliia Yehorchenkova, Yevheniia Kataieva, Andrii Khlevnyi, Vitalii Veretelnyk, Tatiana Latysheva, Liubov Kubiavka
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
