Современная электроника №1/2022

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 65 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2022 с использованием системной или ими- тационной модели. Соответствующий цифровой двой- ник мельницы (рис. 3) измельчения использует технологии компьютер- ного инженерного анализа и систем- ного моделирования для определения степени износа футеровки и прогнози- рования износа футеровки во времени с учётом текущего состояния, планиру- емых режимов работы и загрузки [9, 10]. Моделирование и машинное обучение – дополняют или взаимозаменяют друг друга? Поскольку гибридный цифровой двойник основан на законах физики и механики конструкций, можно оценить такие параметры, как уровень нагрузки или накопленное усталостное напря- жение в конструкции, независимо от того, какие данные были получены от оборудования. Кроме того, такие пара- метры могут быть рассчитаны в любой точке конструкции. Таким образом, будет справедливо сказать, что даже если цифровой двой- ник, в основе которого лежат законы физики, и двойник, функционирую- щий за счёт глубокой аналитики дан- ных, являются в некоторой степени конкурирующими подходами, всё же они в значительной степени дополня- ют друг друга. Поэтому можно говорить о том, что будущее цифровых двойни- ков лежит в точке пересечения этих двух подходов, объединяя сильные сто- роны каждого из них. Гибридные цифровые двойники не только накапливают информацию о том, как условия эксплуатации влия- ют на работу оборудования, но способ- ны прогнозировать реакцию системы на предполагаемые будущие сцена- рии. Благодаря этому мы можем лучше подготовиться к предстоящим критиче- ским событиям, а также иметь возмож- ность настраивать параметры АСУ ТП для оптимизации эксплуатационных характеристик. В табл. 1 представлены основные преимущества и недостатки этих двух подходов. Интеллектуальный вибромониторинг и вибродиагностика как часть экосистемы «Цифровой двойник» До сих пор мы рассматривали при- меры цифровых двойников, которые описывают конкретный физический объект и содержат такие элементы, как: 3D CAD-модель, спецификации на материалы, записи о сервисном обслу- живании, операционные показатели и пр. Однако трактовка термина «циф- ровой двойник» постоянно расширя- ется и в разных отраслях приобретает свою специфику. И сегодня к экосисте- ме цифрового двойника можно отнести и современные системы вибромонито- ринга и вибродиагностики, которые в рамках концепции промышленного Интернета вещей (IIoT) поставляются клиентам в виде так называемых интел- лектуальных сервисов и выступают в роли оперативных виртуальных асси- стентов для сотрудников, занимаю- щихся техническим обслуживанием и ремонтом производственного оборудо- вания. Данные мониторинга техниче- ского состояния формируются на осно- ве постоянных измерений с датчиков, установленных на оборудовании (дат- чики виброскорости, давления, темпе- ратуры и др.). По этим данным выпол- няется анализ работы оборудования и его узлов. Результат анализа выступает сервисом, информируя сотрудников о фактическом состоянии оборудования и предлагая рекомендации по проведе- нию обслуживающих или ремонтных работ. Применение таких интеллек- туальных сервисов позволяет устано- вить эффективный режим работы обо- рудования и технического персонала, например, минимизировать простой. Системы такого типа делятся на два класса: первые предназначены для мониторинга технического состоя- ния оборудования. Они позволяют обнаруживать происходящие измене- ния в системе и их тенденции/тренды, сравнивают показания с пороговыми значениями и предлагают графиче- ский анализ результатов измерений в режиме реального времени. Второй класс систем контроля предназначен для диагностики технического состо- яния. Задачей диагностики является обнаружение дефектов оборудования и его узлов, а также прогнозирование обслуживания. Среди отечественных решений для интеллектуальной вибродиагностики и удалённого мониторинга техническо- го состояния оборудования стоит обра- тить внимание на системы прогности- ки ПРАНА и КОМПАКС. Система прогностики ПРАНА вобра- ла в себя более чем 7-летний опыт ком- пании РОТЕК в области производства и обслуживания основного энергети- ческого оборудования и сегодня вос- требована в самых разных отраслях промышленности (рис. 4). Система находится в коммерческой эксплуа- тации с 2015 года как независимое от OEM «коробочное» решение для про- гнозирования состояния промышлен- ного оборудования, управления надёж- ностью и мониторинга. Система мониторинга ПРАНА полу- чает необходимые данные из АСУ ТП объекта мониторинга. Мониторинг осу- ществляется по многим параметрам: виброускорение, виброскорость, тем- пература и др. Для выявления аномалий в данных измерений ПРАНА использует эмпирические модели эталонного тех- нического состояния диагностируе- мого объекта. Формирование диагно- стических признаков технического состояния критически важных элемен- тов оборудования позволяет выделить такие характеристики измеряемых сиг- налов, которые обладают требуемыми избирательными свойствами к задан- ному классу дефектов, подлежащих рас- познаванию. На основании машинно- Рис. 4. Система ПРАНА: схема маслоснабжения и вибротермоконтроля газового дожимного компрессора