Improving the efficiency of agricultural machinery design using digital twins

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Digital twins are a tool for improving the efficiency of design, optimization and acceleration of agricultural machinery market launch, which will allow for its comprehensive modeling and analysis at all stages of the life cycle. Methodological approaches to the creation of digital twins are considered, their advantages are analyzed, which help accelerate the transition between different stages of technology readiness. Practical recommendations aimed at rapid product launch are offered. The use of digital twins reduces development time, helps optimize design parameters and reduce the cost of field testing of domestic agricultural machinery, and therefore significantly increase its efficiency and competitiveness.

Sobre autores

Yu. Lachuga

Russian Academy of Sciences; Bashkir State Agrarian University

Autor responsável pela correspondência
Email: akadema1907@majl.ru
Moscow, Russia; Ufa, Russia

S. Mudarisov

Bashkir State Agrarian University; Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan

Email: salavam@gmail.com
Ufa, Russia; Ufa, Russia

I. Farkhutdinov

Bashkir State Agrarian University

Email: ildar1702@mail.ru
Ufa, Russia

Yu. Shogenov

Russian Academy of Sciences

Email: yh1961s@yandex.ru
Moscow, Russia

B. Ziganshin

Northern Trans-Ural State Agricultural University; Kazan State Agrarian University

Email: zigan66@mail.ru
Tyumen, Russia; Kazan, Russia

N. Ustinov

Northern Trans-Ural State Agricultural University

Email: UstinovNikNik@mail.ru
Tyumen, Russia

Bibliografia

  1. Дудник М. Интеграция цифровых двойников оборудования и процесса // Control Engineering Россия. 2020. № 2 (86). С. 63–66. Dudnik M. Integration of digital twins of equipment and process // Control Engineering Russia. 2020, no. 2 (86), pp. 63–66. (In Russ.)
  2. Чигиринский Ю.Л., Плотников А.Л., Фирсов И.В., Жданов А.А. К вопросу о необходимости создания цифровых двойников технологических процессов механической обработки деталей машин // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2024. № 3 (286). С. 37–41. Tchigirinsky Yu.L., Plotnikov A.L., Firsov I.V., Zhdanov A.A. About the necessity to create digital twins of technological processes for mechanical processing of machine parts // Izvestia Volgograd State Technical University. 2024, no. 3 (286), pp. 37–41. (In Russ.)
  3. Гавриленков С.И., Старостин И.Е. История становления метода математического прототипирования энергетических процессов как математической основы цифровых двойников авиационного оборудования // Наука. Техника. Человек: исторические, мировоззренческие и методологические проблемы. 2022. № 12. С. 90–96. Gavrilenkov S.I., Starostin I.E. The history of the formation of method of mathematical prototyping of energy processes as the mathematical basis of digital twins of aircraft equipment // Science. Technic. Man: historical, ideological and methodological problems. 2022, no. 12, pp. 90–96. (In Russ.)
  4. Митрофанов Д.Ю., Перерва О.Л. Оптимизация производственных процессов с использованием цифровых двойников // Экономика и предпринимательство. 2023. № 9 (158). С. 884–888. Mitrofanov D.Yu., Pererva O.L. Optimization of production processes using digital doubles // Economics and entrepreneurship. 2023, no. 9 (158), pp. 884–888. (In Russ.)
  5. Сычев В., Кулаков С., Шишин А. Цифровой двигатель. Применение технологии цифровых двойников позволяет ускорить разработку и сертификацию авиационных двигателей // САПР и графика. 2020. № 8 (286). С. 44–47. Sychev V., Kulakov S., Shishkin A. Digital engine. The use of digital twin technology makes it possible to accelerate the development and certification of aircraft engines // CAD and Graphics. 2020, no. 8 (286), pp. 44–47. (In Russ.)
  6. Цыганов В.Н. Влияние цифровых двойников на улучшение производственных процессов и экономическое обоснование их применения // Вопросы природопользования. 2024. № 1. С. 55–63. Tsyganov V.N. The influence of digital twins on the improvement of production processes and the economic justification of their use // Environmental management issues. 2024, no. 1, pp. 55–63. (In Russ.)
  7. Лобачевский Я.П., Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Шогенов Ю.Х. Инновационные достижения агроинженерных научных учреждений в условиях развития цифровых систем в сельском хозяйстве // Техника и оборудование для села. 2024. № 5 (323). С. 2–9. Lobachevsky Ya.P., Lachuga Yu.F., Izmailov A.Yu., Shogenov Yu.K. Innovative achievements of agricultural engineering scientific institutions in the context of the development of digital systems in agriculture // Machinery and equipment for rural areas. 2024, no. 5 (323), pp. 2–9. (In Russ.)
  8. Лобачевский Я.П., Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Шогенов Ю.Х. Инновационные достижения агроинженерных научных учреждений в условиях развития цифровых систем в сельском хозяйстве // Техника и оборудование для села. 2024. № 6 (324). С. 2–5. Lobachevsky Ya.P., Lachuga Yu.F., Izmailov A.Yu., Shogenov Yu.Kh. Innovative achievements of agricultural engineering scientific institutions in the context of the development of digital systems in agriculture // Machinery and equipment for rural areas. 2024, no. 6 (324), pp. 2–5. (In Russ.)
  9. Дидманидзе О.Н., Пуляев Н.Н., Гузалов А.С. Формирование подхода к созданию цифрового двойника трактора сельскохозяйственного назначения // Известия Международной академии аграрного образования. 2022. № 61. С. 33–37. Didmanidze O.N., Pulyaev N.N., Guzalov A.S. Forming an approach to creating a digital twin of agricultural tractor // Proceedings of the International Academy of Agrarian Education. 2022, no. 61, pp. 33–37. (In Russ.)
  10. Stark R., Fresemann C., Lindow K. Development and operation of Digital Twins for technical systems and services // CIRP Annals. 2019, vol. 68, no. 1, pp. 129–132.
  11. Kritzinger W. et al. Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification // Ifac-PapersOnline. 2018, vol. 51, no. 11, pp. 1016–1022.
  12. Schluse M. et al. Experimentable digital twins – Streamlining simulation-based systems engineering for industry 4.0 // IEEE Transactions on industrial informatics. 2018, vol. 14, no. 4, pp. 1722–1731.
  13. Дорохов А.С., Павкин Д.Ю., Юрочка С.С. Технология цифровых двойников в сельском хозяйстве: перспективы применения // Агроинженерия. 2023. № 4. С. 14–25. Dorokhov A.S., Pavkin D.Yu., Yurochka S.S. Technology of digital twins in agriculture: prospects for use // Journal of Agricultural Engineering. 2023, no. 4, pp. 14–25. (In Russ.)
  14. Кислицкий М.М., Миронов Д.А., Лылов А.С. Цифровые двойники сельскохозяйственных машин и оборудования в системе обеспечения продовольственной безопасности: значение и перспективы // Теория и практика мировой науки. 2022. № 12. С. 27–29. Kislitsky M.M., Mironov D.A., Lylov A.S. Digital twins of agricultural machinery and equipment in the food security system: significance and prospects // Theory and Practice of the World Science. 2022, no. 12, pp. 27–29. (In Russ.)
  15. Хитрых Д. Цифровые двойники в промышленности: истоки, концепции, современный уровень развития и примеры внедрения // САПР и графика. 2022. № 7 (309). С. 4–11. Hitryh D. Digital twins in industry: origins, concepts, current level of development and examples of implementation // CAD and graphics. 2022, no. 7 (309), pp. 4–11. (In Russ.)
  16. Мударисов С.Г. Моделирование процесса взаимодействия рабочих органов с почвой // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2005. № 7. С. 27–30. Mudarisov S.G. Modeling the process of interaction of working bodies with the soil // Tractors and agricultural machine. 2005, no. 7, pp. 27–30. (In Russ.)
  17. Мударисов С.Г., Рахимов З.С., Ямалетдинов М.М., Фархутдинов И.М. Оценка технологического процесса обработки почвы на основе уравнений динамики сплошных сред // Достижения науки и техники АПК. 2010. № 1. С. 63–65. Mudarisov S.G., Rahimov Z.S., Yamaletdinov M.M., Farkhutdinov I.M. Assessment of technological process of soil treatment on the basis of continuum dynamics equations // Achievements of Science and Technology in Agro-Industrial Complex. 2010, no. 1, pp. 63–65. (In Russ.)
  18. Mudarisov S.G., Gabitov I.I., Lobachevsky Yu.P. et al. Modeling the technological process of tillage // Soil & Tillage Research. 2019, vol. 190, pp. 70–77.
  19. Shmulevich I. State of the art modeling of soil-tillage interaction using discrete element method // Soil and Tillage Research. 2010, vol. 111, no. 1, pp. 41–53.
  20. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Течения газа с частицами. М.: Физматлит, 2008. Volkov K.N., Yemelyanov V.N. Gas flows with particles. Moscow: Fizmatlit, 2008. (In Russ.)
  21. Mudarisov S.G., Lobachevsky Ya.P., Farkhutdinov I.M. et al. Justification of the soil dem-model parameters for predicting the plow body resistance forces during plowing // Journal of Terramechanics. 2023, vol. 109, pp. 37–44.
  22. Mudarisov S., Farkhutdinov I., Khamaletdinov R. et al. Evaluation of the significance of the contact model particle parameters in the modelling of wet soils by the discrete element method // Soil & Tillage Research. 2022, vol. 215, 105228.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».