Ідентифікація впливу цифрових технологій на виробничі системи: інвестиційний підхід

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.283876

Ключові слова:

цифровий двійник, технологія штрих-коду, радіочастотна ідентифікація, агентне моделювання, фінансова оцінка

Анотація

Об’єктом цього дослідження є вплив різних цифрових подвійних рішень на продуктивність робочих виробничих систем, в той час як економічні аспекти також беруться до уваги. У цій статті пропонується підхід до аналізу впливу різних систем ідентифікації на ефективність і окупність інвестицій у розгортання цифрових двійників у виробничих системах. Щоб досягти цієї мети, треба проаналізувати інвестиції та вартість експлуатації різних технологій Інтернету речей. Наступним етапом дослідницької роботи було визначення параметрів продуктивності, що дає змогу проаналізувати вплив різних цифрових подвійних рішень на продуктивність робочої виробничої системи. Можна вибрати чотири фінансові показники для аналізу економічного впливу рішення цифрового подвійника на виробництво в робочому місці: рентабельність інвестицій, річний темп зростання, внутрішня норма прибутку та чиста теперішня вартість. Підхід, що пропонується, ґрунтується на новій моделі симуляції на основі агентів із використанням інструменту моделювання AnyLogic. За результатами цього аналізу продуктивності модель обчислює фінансові показники, які описують очікуваний фінансовий вплив інвестицій та експлуатаційних витрат. Порівнюється вплив штрих-кодів і технологій радіочастотної ідентифікації на фінансовий і технологічний вплив виробничого середовища робочих цехів. Чисельний аналіз виробничої системи показує, що цифровий двійник на основі радіочастотної ідентифікації має на 9,2 % вищу рентабельність інвестицій, на 53 % вищу чисту теперішню вартість і на 1,6 % вищі річні темпи зростання. Модель можна легко перетворити для аналізу інших типів виробничих систем, що може призвести до підвищення ефективності цифрових подвійних рішень

Біографії авторів

Kristof Banyai, University of Miskolc

Bachelor Student in Mechanical Engineering

Laszlo Kovacs, University of Miskolc

Prof. Dr., Head of Department

Department of Information Technology

Посилання

  1. Digital twin market by enterprise, application, industry and geography - global forecast to 2027. MarketsandMarkets. Available at: https://www.reportlinker.com/p05092748/Digital-Twin-Market-by-End-User-And-Geography-Forecast-to.html
  2. Fuller, A., Fan, Z., Day, C., Barlow, C. (2020). Digital Twin: Enabling Technologies, Challenges and Open Research. IEEE Access, 8, 108952–108971. doi: https://doi.org/10.1109/access.2020.2998358
  3. Madni, A., Madni, C., Lucero, S. (2019). Leveraging Digital Twin Technology in Model-Based Systems Engineering. Systems, 7 (1), 7. doi: https://doi.org/10.3390/systems7010007
  4. Kritzinger, W., Karner, M., Traar, G., Henjes, J., Sihn, W. (2018). Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification. IFAC-PapersOnLine, 51 (11), 1016–1022. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.08.474
  5. Urbas, U., Hrga, T., Povh, J., Vukašinović, N. (2022). Novel alignment method for optical 3D gear metrology of spur gears with a plain borehole. Measurement, 192, 110839. doi: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2022.110839
  6. Schuh, G., Bergweiler, G., Chougule, M. V., Fiedler, F. (2021). Effects of Digital Twin Simulation Modelling on a Flexible and Fixtureless Production Concept in Automotive Body Shops. Procedia CIRP, 104, 768–773. doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2021.11.129
  7. Udugama, I., Kelton, W., Bayer, C. (2023). Digital twins in food processing: A conceptual approach to developing multi-layer digital models. Digital Chemical Engineering, 7, 100087. doi: https://doi.org/10.1016/j.dche.2023.100087
  8. Purcell, W., Neubauer, T. (2023). Digital Twins in Agriculture: A State-of-the-art review. Smart Agricultural Technology, 3, 100094. doi: https://doi.org/10.1016/j.atech.2022.100094
  9. Manocha, A., Afaq, Y., Bhatia, M. (2023). Digital Twin-assisted Blockchain-inspired irregular event analysis for eldercare. Knowledge-Based Systems, 260, 110138. doi: https://doi.org/10.1016/j.knosys.2022.110138
  10. Zuhr, P., Rissmann, L., Meißner, S. (2022). Framework for planning and implementation of Digital Process Twins in the field of internal logistics. IFAC-PapersOnLine, 55 (10), 2221–2227. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2022.10.038
  11. Xie, X., Lu, Q., Parlikad, A. K., Schooling, J. M. (2020). Digital Twin Enabled Asset Anomaly Detection for Building Facility Management. IFAC-PapersOnLine, 53 (3), 380–385. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2020.11.061
  12. Wong, J., Hoong, P., Teo, E., Lin, A. (2022). Digital Twin: A Conceptualization of the Task-Technology Fit for Individual Users in the Building Maintenance Sector. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1101 (9), 092041. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/1101/9/092041
  13. Kumar, S. M., Al Mahmoud, M. A. H., Al Yahyaee, N. (2022). Gap to Potential Identification through An Online Process Digital Twin. Day 3 Wed, November 02, 2022. doi: https://doi.org/10.2118/211130-ms
  14. Lai, W., Zhang, H., Jiang, D., Wang, Y., Wang, R., Zhu, J. et al. (2022). Digital Twin and Big Data Technologies Benefit Oilfield Management. Day 3 Wed, November 02, 2022. doi: https://doi.org/10.2118/211116-ms
  15. Aslanyan, A., Popov, A., Zhdanov, I., Pakhomov, E., Gulyaev, D., Farakhova, R. et al. (2022). Multiscenario Development Planning by Means of the Digital Twin of the Petroleum Field. Day 1 Wed, March 16, 2022. doi: https://doi.org/10.2118/208970-ms
  16. Westcott, B. J., Hag-Elsafi, O., Mosaferchi, G., Alampalli, S. (2021). Lifting load restrictions on the NYS Fort Plain Bridge: A case study in SHM and the internet of things. 10th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure: Transferring Research into Practice. Porto, 1135–1139.
  17. Skobelev, P., Tabachinskiy, A., Simonova, E., Lee, T.-R., Zhilyaev, A., Laryukhin, V. (2021). Digital twin of rice as a decision-making service for precise farming, based on environmental datasets from the fields. 2021 International Conference on Information Technology and Nanotechnology (ITNT). doi: https://doi.org/10.1109/itnt52450.2021.9649038
  18. Eppinger, T., Longwell, G., Mas, P., Goodheart, K., Badiali, U., Aglave, R. (2021). Increase food production efficiency using the executable Digital Twin (xDT). Chemical Engineering Transactions, 87, 37–42. doi: https://doi.org/10.3303/CET2187007
  19. Behnke, J. (2020). Digital Transformation's Impact on Smart Manufacturing. 2020 International Symposium on Semiconductor Manufacturing (ISSM). doi: https://doi.org/10.1109/issm51728.2020.9377506
  20. Venkateswaran, N. (2020). Industry 4.0 solutions - A pathway to use smart technologies / build smart factories. International Journal of Management (IJM), 11 (2), 132–140.
  21. Park, S., Lee, S., Park, S., Park, S. (2019). AI-Based Physical and Virtual Platform with 5-Layered Architecture for Sustainable Smart Energy City Development. Sustainability, 11 (16), 4479. doi: https://doi.org/10.3390/su11164479
  22. Caldarelli, G., Arcaute, E., Barthelemy, M., Batty, M., Gershenson, C., Helbing, D. et al. (2023). The role of complexity for digital twins of cities. Nature Computational Science, 3 (5), 374–381. doi: https://doi.org/10.1038/s43588-023-00431-4
  23. Bányai, K., Kovács, L. (2023). Impact of digital twin technology on production systems. In Hungarian: Digitális iker technológia hatása a gyártórendszerekre. Production Systems and Information Engineering, 11 (2), 13–32.
  24. Jia, W., Wang, W., Zhang, Z. (2022). From simple digital twin to complex digital twin Part I: A novel modeling method for multi-scale and multi-scenario digital twin. Advanced Engineering Informatics, 53, 101706. doi: https://doi.org/10.1016/j.aei.2022.101706
  25. Types of databases. Available at: https://www.javatpoint.com/types-of-databases
  26. What is Application Server? Available at: https://www.educba.com/what-is-application-server/
  27. What Are Application Controls? Definition, Examples & Best Practices. Diligent. Available at: https://www.diligent.com/insights/grc/application-controls/
  28. The Cost of IoT Sensors Is Dropping Fast. Available at: https://www.iofficecorp.com/blog/cost-of-iot-sensors
  29. How much does IoT cost? URL: https://itrexgroup.com/blog/how-much-iot-cost-factors-challenges/
  30. How to calculate your true database costs. Available at: https://www.cockroachlabs.com/blog/true-cost-cloud-database/
  31. How Much Does Cyber Security Cost? Common Cyber Security Expenses & Fees. Available at: https://www.provendata.com/blog/cyber-security-cost-expenses-fees/
  32. Net Present Value (NPV): What It Means and Steps to Calculate It. Investopedia. Available at: https://www.investopedia.com/terms/n/npv.asp
  33. Roser, C., Ballach, D., Langer, B., Wuttke, C.-C. (2021). A Simulation-Based Performance Comparison Between Flow Shops and Job Shops. IFIP Advances in Information and Communication Technology, 326–332. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-92934-3_33
  34. Shukla, O. J., Soni, G., Kumar, R. (2021). SimEvents-based discrete-event simulation modelling and performance analysis for dynamic job-shop manufacturing system. International Journal of Advanced Operations Management, 13 (2), 167. doi: https://doi.org/10.1504/ijaom.2021.116137
Ідентифікація впливу цифрових технологій на виробничі системи: інвестиційний підхід

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Banyai, K., & Kovacs, L. (2023). Ідентифікація впливу цифрових технологій на виробничі системи: інвестиційний підхід. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(13 (124), 66–78. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.283876

Номер

Том 4 № 13 (124) (2023): Трансфер технологій: промисловість, енергетика, нанотехнології

Розділ

Трансфер технологій: промисловість, енергетика, нанотехнології

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Kristof Banyai, Laszlo Kovacs

Creative Commons License

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.