Впровадження цифрових двійників на підприємствах молокопереробної промисловості

Abstract

The aim of this study is to analyze the current state of implementation of digital twins and their effectiveness in improving management efficiency in enterprises in the dairy processing industry. An analysis and formalized justification of the selection and application of methodological and software tools for creating digital twins of enterprises in the dairy processing industry have been conducted. Conceptual alignment has been established between physical production processes and their digital representations, which is critically important for improving the reliability of models and the effectiveness of management decisions. A three-level architecture of digital twins for dairy processing has been justified: the cyber-physical level ensures the collection of raw data; the communication level ensures their reliable and synchronized transmission; the digital level — a complex hybrid comprising the following components: a digital copy of the production system, modeling modules, analytics and optimization, data storage and cloud technology components, MES, and ERP. The creation of digital models of production facilities and vehicles, combined with modern visualization tools, enables continuous monitoring of their technical condition, determination of their spatial location, and analysis of their movement trajectories in real time. At the same time, the use of such models helps improve packing strategies and container logistics processes, which, in turn, leads to lower operating costs and more efficient use of available resources. In turn, each level and its possible components are examined in detail. The effective implementation of digital twins is possible through the combination of cloud technologies, IoT, artificial intelligence, and machine learning, as well as in conjunction with corporate information systems such as ERP and MES.Метою пропонованого дослідження є аналіз сучасного стану реалізації цифрових двійників для підвищення ефективності менеджменту на підприємствах молоко-переробної промисловості. Проведено аналіз та формалізоване обґрунтування ви-бору і застосування методологічно-програмних засобів створення цифрових двійників підприємств молокопереробної галузі, а також концептуальну узгодженість між фізичними виробничими процесами та їх цифровими репрезентаціями, що є критично важливим для підвищення достовірності моделей та ефективності управлінських рішень. Обґрунтовано трирівневу архітектуру цифрових двійників для молокопереробного виробництва: кіберфізичний рівень забезпечує збір пер-винних даних; комунікаційний — їх надійну та синхронізовану передачу; цифровий —складний гібрид між такими компонентами: цифрова копія виробничої системи ,модулі моделювання, аналітика та оптимізація, компоненти технологій зберігання даних і хмарних технологій, MES та ERP. Детально розглянуто кожен рівень і можливі компоненти. Створення цифрових (віртуальних) моделей виробничих об’єктів і транспортних засобів у поєднанні із сучасними засобами візуалізації забезпечує можливість безперервного контролю їх технічного стану, визначення просторового положення та аналізу траєкторій переміщення в реальному часі. Паралельно застосування таких моделей сприяє удосконаленню пакувальних стратегій і процесів контейнерної логістики, що, у свою чергу, веде до зниження операційних витрат і підвищення ефективності використання наявних ресурсів. Ефективність впровадження інформаційних двійників можлива у поєднанні хмарних технологій, IoT,штучного інтелекту та машинного навчання, а також у поєднанні з корпоративними інформаційними системами ERP та MES.