Модель оптимизации производственного планирования и диспетчеризации в многономенклатурном производстве на основе данных и имитационного моделирования: применение на производственном участке с цифровым двойником

Эффективное производственное планирование и диспетчеризация (PPS) имеют критически важное значение для промышленного производства, поскольку позволяют оптимизировать использование ресурсов, снижать затраты и соблюдать сроки. Однако в сложных условиях многономенклатурного производства, где задача является NP-трудной (трудной в недетерминированном полиномиальном времени) и характеризуется непредсказуемостью, традиционные модели PPS часто оказываются недостаточно эффективными. Такие модели не располагают информацией в реальном времени, что приводит к получению невыполнимых решений. Кроме того, в существующей научной литературе недостаточно внимания уделяется интеграции планирования и диспетчеризации. В настоящем исследовании предлагается модель оптимизации на основе имитационного моделирования (SBOM), объединяющая имитационное моделирование с гибридным алгоритмом оптимизации роя частиц (HPSO) и дополненная технологией цифрового двойника (DT). Модель, использующая Simio для интеграции данных в реальном времени, предназначена для оптимизации расписаний, адаптации к сбоям и повышения эффективности за счет формирования выполнимых решений на основе данных в реальном времени. В конечном итоге она обеспечивает максимальную производительность в интегрированных производственных средах, реализующих принципы Индустрии 4.0. Результаты экспериментов показывают, что модель превосходит традиционные методы. Испытания, проведенные непосредственно на производственном участке, подтверждают эффективность модели при оперативном управлении процессами в реальном времени и гибкой обработке динамических изменений.