В работе предложена система управления нагревом заготовок с использованием технологии цифрового двойника. Особенностью предложенной киберфизической системы является применение цифрового двойника «высокой степени зрелости», обеспечивающего мониторинг параметров печи и заготовок в режиме реального времени, поиск оптимальных топливных нагрузок, диагностику работы печи, адаптацию математических моделей к реальному объекту, возможность работы оператора с цифровым двойником в демо-режиме. В основе цифрового двойника лежит математическая модель, включающая в себя описание распределения температуры в зонах печи и по сечению каждой заготовки, алгоритм покоординатной синхронизации между расчетными значениями греющей среды и заготовками при имитации их перемещения. Отличительными чертами предложенной технологии цифрового двойника для проходной печи являются: формирование набора оптимальных уставок нейросетью, аппроксимирующей таблицу рассчитанных уставок полученным поисковым методом Нелдера-Мида, разработка функции диагностики оборудования печи и генерирование сигнала при системном отклонении рассчитанных значений от показаний, полученных с помощью математических моделей.

Андреев С. М., Ахметов Т. У., Нужин Д. В., Парсункин Б. Н. Автоматизированная система управления топливосберегающим несимметричным нагревом непрерывнолитых заготовок перед прокаткой. Электротехнические системы и комплексы, 2016, № 3 (32), с. 60–65. https://doi.org/10.18503/2311-8316-2016-3(32)-60-65; EDN: UORVXY
Андреев С. М., Парсункин Б. Н., Ахметов Т. У. Совершенствование информационного обеспечения энергосберегающих режимов нагрева металла. Машиностроение: сетевой электронный научный журнал, 2015, т. 3, № 2, с. 3–10. EDN: TNZJET
Арутюнов В. А., Бухмиров В. В., Крупенников С. А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. Москва: Металлургия, 1990. 239 c.
Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс. Москва: Радио и связь, 1988. 128 с.
Головко Н. А., Логунова О. С. Оценка архитектуры искуcственных нейронных сетей для моделирования процесса нагрева стальной полосы на агрегате непрерывного горячего цинкования. Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический институт», 2012, № 62 (968), с. 33–39.
Дозорцев В. Цифровые двойники в металлургии. Металлы Евразии, 2022, № 2, с. 44–45.
Коровин Г. Б. Возможности применения цифровых двойников в промышленности. Вестник Забайкальского государственного университета, 2021, т. 27, № 8, c. 124 - 133. https://doi.org/10.21209/2227-9245-2021-27-8-124-133; EDN: HNFIGS
Линник Ю. В. Метод наименьших квадратов и основы теории обработки наблюдений. Москва: Государственное издательство физико-математической литературы, 1958. 336 с.
Парсункин Б. Н., Андреев С. М., Жадинский Д. Ю., Ахметова А. У. Оптимальные топливосберегающие режимы нагрева непрерывнолитых заготовок в методических печах. Вестник Магнитогорского технического университета им. Г. И. Носова, 2015, № 3 (51), с. 89–96. EDN: ULEZJP
Парсункин Б. Н., Ахметов Т. У., Бондарева А. Р. Оптимизация управления тепловым режимом нагревательных печей. Электротехнические системы и комплексы, 2013, № 21, с. 283–289.
Парсункин Б. Н., Самарина И. Г. Система автоматического энергосберегающего управления на основе математической модели газодинамического режима нагревательной методической печи. Электротехнические системы и комплексы, 2017, № 2 (35), с. 55–60. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2017-2(35)-55-60; EDN: ZAXHNV
Румянцев М. И., Завалищин А. Н., Колыбанов А. Н., Ахмадиев К. Р. Особенности натяжения полосы на различных участках стана холодной прокатки и их отображение в цифровом двойнике процесса. Теория и технология металлургического производства, 2022, № 1 (40), с. 19–24.
Рябчиков М. Ю., Барков Д. С.-Х., Рябчикова Е. С. Управление нагревом металла в методических печах с учетом распределения внешних тепловых потерь по длине печи. Металлообработка, 2016, № 6 (96), с. 38–47. EDN: YFUIPR
Скляр В. А. Инновационные и ресурсосберегающие технологии в металлургии. Донецк: Донецкий национальный технический университет, 2014. 224 с.
Феоктисов В. Н. Мы уже цифровая компания: как технологии изменили работу ММК. Jetinfo, 2020, vol. 1-2, no. 300, pp. 43 - 49.
Хитрых Д. Цифровые двойники в промышленности: истоки, концепции, современный уровень развития и примеры внедрения. САПР и графика, 2022, № 7, с. 4–11.
Холопов В. А., Антонов С. В., Курнасов Е. В., Каширская Е. Н. Разработка и применение цифрового двойника машиностроительного технологического процесса. Вестник машиностроения, 2019, № 9, с. 37–43. EDN: JAJSJU
Царев М. В., Андреев Ю. С. Цифровые двойники в промышленности: история развития, классификация, технологии, сценарии использования. Известия высших учебных заведений. Приборостроение, 2021, т. 64, № 7, с. 517–531. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2021-64-7-517-531
Шиболденков А. В., Панова Д. А. Анализ данных производственного процесса в реальном времени: инновационная аналитическая платформа с использованием технологии искусственного интеллекта компании Sight Machine Inc. Креативная экономика, 2020, т. 14, № 12, с. 3465–3478. https://doi.org/10.18334/ce.14.12.111489
Шипко А. А., Трусова И. А., Плющевский И. Н., Корнеев С. В., Толстой А. В. Топливосбережение при нагреве металла в печах машиностроительных предприятий. Литье и металлургия, 2010, № 1-2 (54-55), с. 53–58. EDN: TZWVJD
Якивьюк П. Н., Пискажова Т. В., Сальников А. В., Гофман П. М. Цифровой двойник для управления совмещенной литейно-прокатной линией. Сибирский аэрокосмический журнал, 2022, т. 23, № 2, с. 347–356. https://doi.org/10.31772/2712-8970-2022-23-2-347-356; EDN: UCKBAX
For a digital twin of the grid. Available at: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/ api/uuid:09c20834-4ed4-49d8-923d-ebcc541cab37/inno2017-digitaltwin-e.pdf (accessed: 24.04.2023).
Fuller A., Fan, Z., Day C. Digital Twin: Enabling Technologies. Challenges and Open Research. IEEE Access, 2020, vol. 8, pp. 108952 - 108971.
Saracco R. Digital Twins: Evolution in Manufacturing. Available at: https://digitalreality.ieee.org/images/files/pdf/2022may-ebookdigitaltwins-manufacturing2.pdf (accessed: 25.04.2023).