ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕЛКОСЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.23478441Abstract
Проведён анализ российских и зарубежных исследований применения имитационного моделирования для повышения эффективности мелкосерийного производства в составе гибких производственных систем. Цель работы — систематизация технологических и организационных подходов к проектированию и управлению гибкими производственными системами в условиях многономенклатурного выпуска, сопоставление методов моделирования и обоснование влияния имитационного моделирования на технико-экономические показатели систем. Методология включала библиографический анализ более 60 источников из баз eLibrary.ru, CyberLeninka, Scopus и Web of Science за 1979–2025 гг., классификацию подходов по структуре производства, математической основе модели и оцениваемым критериям эффективности, а также сопоставление результатов вычислительных экспериментов. Установлено, что мелкосерийное производство характеризуется потерями при переналадке, загрузкой оборудования на уровне 35–50 % и изменчивостью производственного цикла. Дискретно-событийное имитационное моделирование позволяет выявлять узкие места, согласовывать загрузку параллельных ресурсов и повышать коэффициент загрузки оборудования до 90–95 %, а применение цифровых двойников позволяет сократить длительность производственного цикла до 82 %. Сформулированы направления дальнейших исследований: интеграция имитационных моделей с системами управления предприятием в режиме реального времени, разработка критериев адаптации моделей к стохастическим возмущениям и типизация моделей для малых предприятий. Практическая значимость исследования заключается в обосновании методических принципов внедрения имитационного моделирования и цифровых двойников в мелкосерийное машиностроительное производство, позволяющих повысить загрузку оборудования, сократить потери при переналадке и снизить риски управленческих решений.Keywords
гибкая производственная система, мелкосерийное производство, имитационное моделирование, дискретно-событийное моделирование, цифровой двойник, производственное планирование, загрузка оборудованияReferences
Чудаков, А. Д. (1990). Системы управления гибкими комплексами механообработки. Машиностроение.
Булавко, О. А., & Туктарова, Л. Р. (2021). Развитие гибких производственных систем в условиях нового технологического уклада. Бизнес. Образование. Право, (2), 39–43. https://doi.org/10.25683/VOLBI.2021.55.207
Кельтон, В., & Лоу, А. (2004). Имитационное моделирование. Классика CS. Питер.
Карпов, Ю. Г. (2006). Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5. БХВ-Петербург.
Дуюн, И. А., & Чуев, К. В. (2021). Оценка эффективности работы гибких производственных систем и роботизированных комплексов с использованием имитационного моделирования. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, 6(4), 91–100. https://doi.org/10.34031/2071-7318-2021-6-4-91-100
Banks, J., Carson, J. S., Nelson, B. L., & Nicol, D. M. (2010). Discrete-Event System Simulation. Pearson.
Лысенко, И. В. (2010). Типология и структура высокотехнологичных гибких систем и модулей для дискретного производства. Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева, (15), 5–8.
Гайнович, И. Н., Фролов, М. А., & Куралесова, Н. О. (2016). Совершенствование технологического процесса многономенклатурного производства на основе имитационного моделирования гибких производственных линий в цехе. Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева, (2), 208–213.
Полетаев, В. А., Зиновьев, В. В., & Стародубов, А. Н. (2010). Создание концепции имитационного моделирования автоматизированных производственных систем. Вестник Кузбасского государственного технического университета.
Shivanand, H. K., Benal, M. M., & Koti, V. (2006). Flexible Manufacturing Systems. New Age International.
Имитационное моделирование производственных систем: учебное пособие / под общ. ред. А.А. Вавилова. — М.; Берлин: Машиностроение; Техника, 1983. — 190 с.
Клейнрок, Л. (1979). Теория массового обслуживания / пер. с англ. Машиностроение.
Tao, F., Zhang, H., Liu, A., & Nee, A. Y. C. (2019). Digital Twin in Industry: State-of-the-Art. IEEE Transactions on Industrial Informatics, 15(4), 2405–2415. https://doi.org/10.1109/TII.2018.2873186
Bangsow, S. (2010). Manufacturing Simulation with Plant Simulation and SimTalk: Usage and Programming with Examples and Solutions. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-05074-9
Fuller, A., Fan, Z., Day, C., & Barlow, C. (2020). Digital Twin: Enabling Technologies, Challenges and Open Research. IEEE Access, 8, 108952–108971. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2998358
Florescu, A., & Barabas, S. A. (2020). Modeling and Simulation of a Flexible Manufacturing System — A Basic Component of Industry 4.0. Applied Sciences, 10(22). https://doi.org/10.3390/app10228300
Лащенов, Д. П., & Бурковский, В. Л. (2019). Имитационное моделирование гибкой производственной системы на базе автоматизированного сборочно-монтажного цеха. Вестник Воронежского государственного технического университета, 15(3). https://doi.org/10.25987/VSTU.2019.15.3.007
Ершова, И. В., & Тотьмянин, А. А. (2023). Моделирование производственных заданий с использованием программы AnyLogic. Автоматизация и моделирование в проектировании и управлении, (1), 32–39. https://doi.org/10.30987/2658-6436-2023-1-32-39
Григорьев, С. Н., Долгов, В. А., Никишечкин, П. А., et al. (2022). Имитационное моделирование производственных процессов предприятий различных типов. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение», (3), 84–99. https://doi.org/10.18698/0236-3941-2022-3-84-99
Simulation and Optimization of Production Scheduling in Mixed-Flow Assembly Workshop with Multiple Product Varieties and Small Batch Sizes. (2025). Sensors and Materials, 37.
Coito, T., Faria, P., Martins, M. S. E., Firme, B., Vieira, S. M., Figueiredo, J., & Sousa, J. M. C. (2022). Digital Twin of a Flexible Manufacturing System for Solutions Preparation. Automation, 3(1), 153–175. https://doi.org/10.3390/automation3010008
Шамаев, С. Ю. (2013). Система компьютерного моделирования гибких производственных систем на основе объектно-ориентированных технологий: дис. ... канд. техн. наук. дис. ... канд. техн. наук.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 MUHANDISLIK VA IQTISODIYOT

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

