Моделі та інформаційна технологія цифрових двійників у виробництві та логістиці бетону

Abstract

Дисертаційна робота присвячена розробці методів, моделей та інформаційної технології підтримки прийняття рішень для ефективного управління виробництвом готової бетонної суміші та плануванням її доставки до будівельних майданчиків з урахуванням факторів ризику. У роботі детально проаналізовано теоретичні засади організації виробництва та логістики товарного бетону, сучасні підходи до планування виробничо-логістичних процесів, методи імітаційного моделювання та оптимізації, а також застосування цифрових двійників, штучного інтелекту та машинного навчання у виробничих системах. З урахуванням проведеного аналізу в роботі поставлено та вирішено науково-прикладне завдання розробки моделей, методів та інформаційної технології цифрових двійників для завдань планування та управління у виробництві та логістики бетонних заводів в умовах змінних ринкових вимог та обмежень. Робота базується на методах системного аналізу, теорії прийняття рішень, імітаційного моделювання, теорії оптимізації, методах машинного навчання, а також сучасних підходах до побудови цифрових двійників виробничо-логістичних систем. Вперше розроблено імітаційну модель аналізу процесів виробництва та логістики готових бетонних сумішей, яка на відміну від існуючих інтегрує технологічні та економічні показники у динамічну мультиагентну модель з урахуванням оптимізаційних механізмів, що дозволяє проводити оцінювання раціональності та ефективності організації виробництва та доставки товарного бетону, визначення вузьких місць виробничих та логістичних процесів, прогнозувати показники діяльності бетонних заводів, з урахуванням динаміки ринкових умов та розвитку інфраструктури виробничої й розподільчої мережі. Удосконалено модель планування та оптимізації в логістичному ланцюгу дала змогу врахувати фактори попиту, маршрутів доставки, часових обмежень і виробничих потужностей, що підвищило обґрунтованість управлінських рішень та дозволяє досить повно врахувати можливі варіанти переміщення транспортних засобів у логістиці бетону. Удосконалено модель оптимізації інфраструктури виробничо-розподільчої мережі, що надало можливість виявити конфігурації, які забезпечують найкраще співвідношення між витратами на експлуатацію, транспортом і прибутковістю при змінних сценаріях роботи системи та реалізації проєктів модернізації та розвитку. Дістали подальшого розвитку моделі машинного навчання для аналізу ефективності логістики та якості готового бетону в реальному часі, що засновані на ансамблевих методах машинного навчання, які на відміну від існуючих враховують параметри системи управління замовленнями, IoT платформи заводу та автобетонозмішувачів та систем маршрутизації, що дозволяє підвищити ефективність предиктивної аналітики якості та логістики готового бетону. Практичне значення одержаних результатів полягає в можливості використання запропонованого комплексу моделей, методів та інформаційної технології цифрового двійнику для планування та управління виробництвом й логістикою бетонних підприємств, з метою підвищення продуктивності, скорочення простоїв та зниження витрат.