Разработка, тестирование и доработка опытного образца программного комплекса для 3D-моделирования и организационно-технологического инжиниринга и реинжиниринга производственных процессов

Отчет о научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе (НИОКР) по теме «Разработка, тестирование и доработка опытного образца программного комплекса для 3D-моделирования и организационно- технологического инжиниринга и реинжиниринга производственных процессов» состоит из 8 разделов и содержит 56 страниц, 2 таблицы, 38 приложений. Ключевые слова: цифровизация, Индустрия 4.0, цифровой двойник, имитационное моделирование, производство, CAD данные, библиотека компонентов, оптимизация процессов. На сегодняшний день промышленным предприятиям для поддержания конкурентоспособности необходимо внедрять современные технологии: автоматизированные линии, промышленные роботы и контроллеры, а также осуществлять управление и контроль производственных процессов, равно как и производить анализ данных, полученных с оборудования. Решение данной задачи достижимо благодаря применению программного комплекса для 3D моделирования и оптимизации производственно-логистических процессов. Объект исследования. Объектом исследования является доработка опытного образца программного комплекса для 3D-моделирования и организационно- технологического инжиниринга и реинжиниринга производственных процессов. Методы исследования. При решении задач научно-технического исследования использовались следующие методы: системный анализ временных рядов, статистический анализ, математическое моделирование, статистическое моделирование, метод серого ящика, теория планирования эксперимента. Цель НИОКР - доработка программного комплекса для 3D моделирования и оптимизации производственно-логистических процессов за счет проработки математических алгоритмов имитационного моделирования системы и расширения банка данных компонентов – объектов моделирования. Доработка программного комплекса позволит предприятиям совершенствовать организацию производства путем прогнозирования и диагностики состояния технологических процессов за счёт создания трёхмерной имитационной модели и проведения сценарного моделирования производственно-логистических операций. Область применения: Предприятия: станко– и приборостроения, машиностроения, радиоэлектроники, пищевой промышленности; фармацевтической промышленности; складские комплексы. На предприятиях службы: главного инженера; роботизации и автоматизации; технологической подготовки производства; развития. Результаты, полученные в ходе реализации НИОКР:  Разработаны логические алгоритмы организационной последовательности имитационного моделирования производственных процессов программного комплекса;  Разработана концептуальная архитектура опытного образца программного комплекса;  Технически спроектирован опытный образец программного комплекса;  Разработан, протестирован и отлажен прототип опытного образца программного комплекса;  Осуществлено расширение библиотеки объектов моделирования, в том числе в пользовательскую библиотеку добавлено 20 уникальных компонентов, 102 единицы вспомогательного и обслуживающего оборудования, а также увеличено количество представленных брендов – производителей робототехники до 100 единиц;  Произведено тестирование имитационного моделирования при высоких нагрузках и большом количестве объектов моделирования;  Разработана образовательная программа для пользователей по основам работы в программном комплексе и созданию 3D имитационных моделей, а также добавлен функционал, позволяющий проходить обучение в онлайн режиме;  Произведена доработка программного комплекса в части нагрузки на производительность и устойчивость системы, а также доработан пользовательских интерфейсы и устранены выявленные ошибки. Экономическая эффективность заключается в том, что при внедрении программного комплекса на промышленное предприятие будут произведены: проверка эффективности организации технологических цепочек, оптимизация расположения оборудования и технологических процессов, что в конечном итоге приведет к повышению производительности и снижению затрат. Помимо этого, программный комплекс позволяет тестировать работу нового оборудования до его покупки, что существенно снижает затраты, которое могло бы понести предприятие в случае, если приобретенное оборудование не подошло по каким-либо причинам. Ко всему прочему, программный комплекс дает возможность производить обучение сотрудников по выполнению работ по предупреждению, локализации и ликвидации аварийных ситуаций в виртуальной среде. В продолжении развития программного комплекса планируется выпуск готовой версии продукта, предполагающей внедрение на производственные предприятия. Оценка успешности выполнения НИОКР: Все поставленные задачи по реализации НИОКР были выполнены в полном объеме, был доработан и протестирован программный комплекс, были выявлены риски и ошибки в работе, которые были своевременно устранены. В результате выполнения работы было получено свидетельство о государственной регистрации рабочего прототипа программного комплекса №2022619702 в Роспатент.