Details

Объект исследования: конвейерная лента упаковочного производства. Цель работы: разработка системы прогностического обслуживания на основе цифрового двойника для предсказания неисправностей конвейерной ленты. Основные задачи исследования: 1. Анализ современных подходов к прогностическому обслуживанию промышленного оборудования. 2. Создание системы мониторинга на основе датчиков вибрации и акустики. 3. Реализация цифрового двойника для анализа данных в реальном времени. 4. Тестирование системы в условиях, приближенных к реальным. Методы исследования: Системный анализ и обработка данных, применение алгоритмов машинного обучения (случайный лес, SVM, логистическая регрессия) и визуализация и интерпретация результатов с использованием Python-библиотек. Результаты работы: Разработана модель на основе алгоритма случайного леса, создана система мониторинга, реализован цифровой двойник, обеспечивающий анализ данных в реальном времени. Практическая значимость: Результаты работы позволяют внедрить систему прогностического обслуживания для конвейерных лент, что снижает время простоя оборудования и затраты на ремонт. Разработанное решение готово к промышленному применению.

Research Object: Conveyor belt in a packaging production line. Objective: Development of a predictive maintenance system based on a digital twin to forecast conveyor belt failures. Main Research Tasks: 1. Analyze modern approaches to predictive maintenance of industrial equipment; 2. Create a monitoring system based on vibration and acoustic sensors; 3. Implement a digital twin for real-time data analysis; 4. Test the system under near-real conditions. Research Methods: Systems analysis and data processing, application of machine learning algorithms (random forest, SVM, logistic regression), and data visualization and interpretation using Python libraries. Results: A machine learning model based on the Random Forest algorithm was developed, a monitoring system was implemented, and a digital twin was created, enabling real-time data analysis. Practical Significance: The results allow for the implementation of a predictive maintenance system for conveyor belts, reducing downtime and repair costs. The developed solution is ready for industrial deployment.

• РЕФЕРАТ
  • ВВЕДЕНИЕ
    • 1 Прогностическое обслуживание в промышленных условиях
  • 1.1 Решения PdM, применяемые к конвейерным лентам
  • 1.2 Решения DT для PdM
  • 2 Предлагаемое решение для исследования случая
  • 3 Шаг 1: наблюдение за конвейером с помощью датчиков
  • 3.1 Шаг 2: анализ телеметрических данных конвейера с использованием модели МО
  • 3.2 Выбор метода МО для оценки
  • 3.3 Оценка и сравнение различных методов МО
  • 3.4 Реализация кода
  • 3.5 Шаг 3: действие
    • 4 Решения на основе DT
  • 4.1 Оценка предлагаемого решения
  • ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  • ПРИЛОЖЕНИЕ А
• 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
  • 1.1 Полное наименование системы и ее условное обозначение
  • 1.2 Номер договора
  • 1.3 Наименование предприятий и их реквизиты
  • 1.4 Перечень документов, на основании которых создается система
  • 1.5 Плановые сроки начала и окончания работ по созданию системы
  • 1.6 Сведения об источниках и порядке финансирования работ
  • 1.7 Порядок оформления и представления Заказчику результатов работ
  • Порядок оформления и представления Заказчику результатов работ устанавливается договорами на выполнение работ и настоящим техническим заданием
• 2 ЦЕЛИ И НАЗНАЧЕНИЕ СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
  • 2.1 Назначение системы
  • 2.2 Цели создания системы
• 3 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ АВТОМАТИЗАЦИИ
  • 3.1 Краткие сведения об объекте автоматизации
  • 3.2 Сведения об условиях эксплуатации системы
• 4 ТРЕБОВАНИЯ К АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ
  • 4.1 Требования к системе в целом
    • 4.1.1 Требования к структуре и функционированию системы
    • 4.1.2 Требования к численности и квалификации персонала системы и режиму его работы
    • 4.1.3 Показатели назначения
    • 4.1.4 Показатели назначения
    • 4.1.5 Требования безопасности
    • 4.1.6 Требования к эргономике и технической эстетике
    • 4.1.7 Требования к транспортабельности для подвижных ас
    • 4.1.8 Требования к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту и хранению компонентов системы
    • 4.1.9 Требования к защите информации от несанкционированного доступа
    • 4.1.10 Требования по сохранности информации при авариях
    • 4.1.11 Требования к защите от влияния внешних воздействий
    • 4.1.12 Требования к патентной чистоте
    • 4.1.13 Требования по стандартизации и унификации
    • 4.1.14 Дополнительные требования
  • 4.2 Требования к функционалу системы
    • 4.2.1 Мониторинг и управление конвейерами
    • 4.2.2 Диагностика и прогнозирование
    • 4.2.3 Интеграция с внешними системами
    • 4.2.4 Аналитика и отчетность
  • 4.3 Требования к видам обеспечения системы
    • 4.3.1 Требование к математическому обеспечению
    • 4.3.2 Требование к информационному обеспечению
    • 4.3.3 Требование к лингвистическому обеспечению
    • 4.3.4 Требование к программному обеспечению
    • 4.3.5 Требование к техническому обеспечению
    • 4.3.6 Требование к метрологическому обеспечению
    • 4.3.7 Требование к метрологическому обеспечению
    • 4.3.8 Требование к обеспечению САПР
• 5 СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ СИСТЕМЫ
  • 5.1 Состав и содержание работ по созданию системы
• 6 ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ
  • 6.1 Перечень документов и исходных данных для разработки системы
  • 6.2 Перечень документов, предъявляемых по окончании соответствующих этапов работ
• 7 ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ И ПРИЕМКИ СИСТЕМЫ
  • 7.1 Виды испытаний
  • 7.2 Порядок проведения предварительных испытаний
  • 7.3 Порядок проведения опытной эксплуатации
• 8 ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВУ И СОДЕРЖАНИЮ РАБОТ ПО ПОДГОТОВКЕ К ВВОДУ СИСТЕМЫ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ
  • 8.1 Требования к готовности системы к эксплуатации
  • 8.2 Требования к срокам и порядку комплектования штата и обучения персонала
• 9 ТРЕБОВАНИЯ К ДОКУМЕНТИРОВАНИЮ
  • 9.1 Перечень подлежащих разработке документов
  • 9.2 Требования к выполнению текстовых документов.
• 10 ИСТОЧНИКИ РАЗРАБОТКИ
• 11 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
• СОСТАВИЛИ
  • ПРИЛОЖЕНИЕ Б