Принципы формирования процессных цифровых двойников судна

Аннотация

Настоящая работа посвящена решению проблемы формирования цифровых двойников процессов, протекающих на судне, находящимся в эксплуатации. При этом акцент сделан на таких эксплуатационных процессах как маневрирование и скоростное проседание судна. Показано, что существующие математические модели движения судна не обеспечивают абсолютно точного описания процесса маневрирования и имеют ограничения по применению, так же как имеют ограничения эмпирические формулы и алгоритмы для определения скоростного проседания. В качестве альтернативы для виртуального представления эксплуатационных процессов судна предлагается использовать цифровые двойники (Digital Twins – DT) этих процессов. В работе приведено обоснование принципов формирования таких цифровых двойников, при котором в первую очередь содержательно проанализировано понятие «процесс», включая непосредственно его дефиницию, классификации, принципы локализации, параметры и характеристики, частные состояния. Дано пояснение концептуальному различию между математической и цифровой моделями судна.

Приведены результаты содержательного анализа понятия «цифровой двойник», представлена визуализация концепции цифрового двойника морского судна в период его эксплуатации. Обоснована структура процессного эксплуатационного цифрового двойника судна. Непосредственно цифровой двойник есть суть совокупность векторного пространства векторов параметров и векторного пространства векторов характеристик. Представлены решения некоторых частных задач по формированию процессного эксплуатационного двойника, связанных с оптимизацией представления входных и выходных величин (параметров и характеристик). В заключение поставлены задачи для дальнейшего исследования, итоговая цель которого – создание полноценной методической базы для формирования и использования процессных эксплуатационных цифровых двойников судна.