Operation of Maritime Transport Operation of Maritime Transport Эксплуатация морского транспорта 1992-8181 64630 10.34046/aumsuomt106/33 Раздел 2 СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА ON BOARD POWER PLANTS, SYSTEMS AND DEVICES Раздел 2 СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА DIGITAL TWINS OF SHIP POWER PLANT ELEMENTS AS A TOOL FOR COMPLEX MODELING OF TECHNOLOGICAL PROCESSES ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ ЭЛЕМЕНТОВ СУДОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ – КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Volintiru О. N. Volintiru O. N. Епихин Алексей Иванович Epikhin Alexey Ivanovich bsmbeton@mail.ru Тория Т. Г. Toriya T. G. Модина Марина Александровна A Modina M A Шкода Валентин Васильевич V Shkoda V V vshkoda@mail.ru Ермоленко М. А. Ermolenko M. A. Иванов О. В. Ivanov O. V. Государственный морской университет им. адмирала Ф. Ф. Ушакова ru State Maritime University named after Admiral F. F. Ushakov ru ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова» ru ФГБОУ ВО «ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова» ru Краснодарское высшее военное авиационное училище летчиков им. А.К. Серова ru Краснодарское высшее военное авиационное училище летчиков им. А.К. Серова ru 31 03 2023 31 03 2023 198 203 22 05 2023 31 03 2023 https://aumsu.editorum.ru/en/nauka/article/64630/view

Статья посвящена созданию цифрового двойника судового двигателя внутреннего сгорания. Техноло-гия объединяет такие приложения, как «умные» технологии, глобальная связь, большие данные, ма-шинное обучение и виртуальная реальность. Эти приложения являются ключевым компонентом Инду-стрии 4.0. Цифровой двойник судового двигателя — это компьютерная программа, которая использует данные реального мира для создания симуляций, позволяющих предсказать, как будет работать двига-тель или протекающие в нем процессы в определенных ситуациях под воздействием факторов разной природы. Описаны комбинации следующих категорий информации цифрового двойника судового дви-гателя: физическая модель и данные; аналитическая модель и данные; временные архивы параметров; транзакционные данные; визуальные модели; расчеты. Представлены составляющие элементы цифро-вых двойников. В статье рассмотрены перспективы использования цифровых двойников для комплекс-ного моделирования технологических процессов элементов судовой энергетической установки. От-дельный акцент в процессе исследования сделан на формальной спецификации цифрового двойника судового двигателя внутреннего сгорания, который обеспечит логику представления и обработки тем-поральных мультимодальных данных на уровне математического, алгоритмического и программного обеспечения с учетом свойств этих данных. Разработан алгоритм создания мультиобраза цифрового двойника судового двигателя внутреннего сгорания. Практические аспекты использования цифрового двойника представлены на примере моделирования его работы. Особую актуальность данные разра-ботки представляют в разработке технологий управления судовой энергетической установкой морского автономного надводного судна

The article is devoted to the creation of a digital twin of a marine internal combustion engine. The technology brings together applications such as smart technology, global connectivity, big data, machine learning and vir-tual reality. These applications are a key component of Industry 4.0. A marine engine digital twin is a computer program that uses real-world data to create simulations that predict how an engine or its processes will work in certain situations under the influence of factors of a different nature. Combinations of the following categories of marine engine digital twin information are described: physical model and data; analytical model and data; temporary archives of parameters; transaction data; visual models; calculations. The constituent elements of digital twins are presented. The article considers the prospects for using digital twins for complex modeling of technological processes of ship power plant elements. A separate emphasis in the research process is made on the formal specification of the digital twin of a marine internal combustion engine, which will provide the logic for the presentation and processing of temporal multimodal data at the level of mathematical, algorithmic and software, taking into account the properties of these data. An algorithm for creating a multi-image of a digital twin of a marine internal combustion engine has been developed. The practical aspects of using the digital twin are presented on the example of modeling its operation. These developments are of particular relevance in the development of technologies for controlling the ship power plant of a marine autonomous surface ship

 цифровой двойник двигатель модель данные процесс морское автономное надводное судно digital double engine model data process marine autonomous surface ship

Рахманов М. Л., Шишкин А. В. Современные цифровые технологии и цифровой двойник // Качество и жизнь. 2021. № 2 (30). С. 57-59. Rahmanov M. L., Shishkin A. V. Sovremennye cifrovye tehnologii i cifrovoy dvoynik // Kachestvo i zhizn'. 2021. № 2 (30). S. 57-59. Pfeiffer, Jerome Digital Twin Platforms: Require-ments, Capabilities, and Future Prospects // IEEE software. 2022. Volume 39: Number 2; pp 53-61. Pfeiffer, Jerome Digital Twin Platforms: Require-ments, Capabilities, and Future Prospects // IEEE software. 2022. Volume 39: Number 2; pp 53-61. Jimenez, Miguel Toward Autonomic, Software-In-tensive Digital Twin Systems // IEEE software. 2022. Volume 39: Number 2; pp 20-26. Jimenez, Miguel Toward Autonomic, Software-In-tensive Digital Twin Systems // IEEE software. 2022. Volume 39: Number 2; pp 20-26. Kulkarni, Vinay Engineering Digital Twin-Enabled Systems // IEEE software. 2022. Volume 39: Num-ber 2; pp 16-19. Kulkarni, Vinay Engineering Digital Twin-Enabled Systems // IEEE software. 2022. Volume 39: Num-ber 2; pp 16-19. Astrein V V and Kondratyev S I 2021 Multicriteria assessment of optimal forecasting models in deci-sion support systems to ensure the navigation safety (Journal of Physics: Conference Series vol 2061) pp 1-7 Astrein V V and Kondratyev S I 2021 Multicriteria assessment of optimal forecasting models in deci-sion support systems to ensure the navigation safety (Journal of Physics: Conference Series vol 2061) pp 1-7 Tulchinskii V V and Tulchinskii V I 2021 Auto-matic assistance system for visual control of targets (Journal of Physics: Conference Series vol 2061) pp 1-7 Tulchinskii V V and Tulchinskii V I 2021 Auto-matic assistance system for visual control of targets (Journal of Physics: Conference Series vol 2061) pp 1-7 Туркин, А. В. Моделирование рабочих процес-сов малооборотного судового двигателя для снижения эмиссии оксидов азота / А. В. Туркин, В. А. Туркин, А. Ю. Самойленко // Морские ин-теллектуальные технологии. - 2018. - № 1-1(39). - С. 106-110. Turkin, A. V. Modelirovanie rabochih proces-sov malooborotnogo sudovogo dvigatelya dlya snizheniya emissii oksidov azota / A. V. Turkin, V. A. Turkin, A. Yu. Samoylenko // Morskie in-tellektual'nye tehnologii. - 2018. - № 1-1(39). - S. 106-110. Epikhin, A. I. Neurocontrol methods in the context of development of technical solutions for transition to unmanned navigation / A. I. Epikhin // Journal of Physics: Conference Series, Novorossiysk, Virtual, 15-16 июня 2021 года. - Novorossiysk, Virtual, 2021. - P. 012115. - DOI 10.1088/1742-6596/2061/1/012115. Epikhin, A. I. Neurocontrol methods in the context of development of technical solutions for transition to unmanned navigation / A. I. Epikhin // Journal of Physics: Conference Series, Novorossiysk, Virtual, 15-16 iyunya 2021 goda. - Novorossiysk, Virtual, 2021. - P. 012115. - DOI 10.1088/1742-6596/2061/1/012115. Epikhin, A. I. Method for synthesis of an intelligent automatic system for diagnosing combustion en-gine vibration of the power supply system of an un-manned vessel / A. I. Epikhin // Journal of Physics: Conference Series, Novorossiysk, Virtual, 15-16 июня 2021 года. - Novorossiysk, Virtual, 2021. - P. 012023. - DOI 10.1088/1742-6596/2061/1/012023. Epikhin, A. I. Method for synthesis of an intelligent automatic system for diagnosing combustion en-gine vibration of the power supply system of an un-manned vessel / A. I. Epikhin // Journal of Physics: Conference Series, Novorossiysk, Virtual, 15-16 iyunya 2021 goda. - Novorossiysk, Virtual, 2021. - P. 012023. - DOI 10.1088/1742-6596/2061/1/012023. Niţǎ, C. M., Scurtu, I. C., & Ovidiu Cupsa, S. (2018). Review in Numerical Simulation in Naval Application. Journal of Physics: Conference Series, 1122(1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1122/1/012020 Niţǎ, C. M., Scurtu, I. C., & Ovidiu Cupsa, S. (2018). Review in Numerical Simulation in Naval Application. Journal of Physics: Conference Series, 1122(1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1122/1/012020 Studenikin, D.E., Kuku, E.A. System for determin-ing the parameters of a sea vessel by analyzing a photo image (2021) Journal of Physics: Conference Series, 2061 (1), статья № 012078, https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85119511207&doi=10.1088%2f1742-6596%2f2061%2f1%2f012078&part-ne-rID=40&md5=5171f2a47064ae1a79d993af4aDTae37 Studenikin, D.E., Kuku, E.A. System for determin-ing the parameters of a sea vessel by analyzing a photo image (2021) Journal of Physics: Conference Series, 2061 (1), stat'ya № 012078, https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85119511207&doi=10.1088%2f1742-6596%2f2061%2f1%2f012078&part-ne-rID=40&md5=5171f2a47064ae1a79d993af4aDTae37 Modina, M.A., Kheckert, E.V., Epikhin, A.I., Vos-kanyan, A.A., Shkoda, V.V., Pismenskaya, Yu.V. Ways to reduce harmful emissions from the opera-tion of power plants in special environmental con-trol areas (2021) IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 867 (1), статья № 012104. Modina, M.A., Kheckert, E.V., Epikhin, A.I., Vos-kanyan, A.A., Shkoda, V.V., Pismenskaya, Yu.V. Ways to reduce harmful emissions from the opera-tion of power plants in special environmental con-trol areas (2021) IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 867 (1), stat'ya № 012104. Antonov, A.A., Studenikin, D.E., Malakhov, S.O., Filatova, R.G., Kondratyev, S.I., Khekert, E.V.Al-gorithm for constructing a route to pass a narrow fairway (2021) Journal of Physics: Conference Se-ries, 2061 (1), статья № 012116, https://www.sco-pus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85119521729&doi=10.1088%2f1742-6596%2f2061%2f1%2f012116&part-ne-rID=40&md5=41624d2cb5124a66c5b711d533c04974 Antonov, A.A., Studenikin, D.E., Malakhov, S.O., Filatova, R.G., Kondratyev, S.I., Khekert, E.V.Al-gorithm for constructing a route to pass a narrow fairway (2021) Journal of Physics: Conference Se-ries, 2061 (1), stat'ya № 012116, https://www.sco-pus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85119521729&doi=10.1088%2f1742-6596%2f2061%2f1%2f012116&part-ne-rID=40&md5=41624d2cb5124a66c5b711d533c04974 Gerasidi, V.V., Lisachenko, A.V. Analysis of fuel consumption of modern electronically controlled high-speed marine engines (2021) Journal of Phys-ics: Conference Series, 2061 (1), статья № 012057. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85119507135&doi=10.1088%2f1742-6596%2f2061%2f1%2f012057&part-ne-rID=40&md5=b687220fdc20357eab55511d4d7e8686 Gerasidi, V.V., Lisachenko, A.V. Analysis of fuel consumption of modern electronically controlled high-speed marine engines (2021) Journal of Phys-ics: Conference Series, 2061 (1), stat'ya № 012057. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85119507135&doi=10.1088%2f1742-6596%2f2061%2f1%2f012057&part-ne-rID=40&md5=b687220fdc20357eab55511d4d7e8686