ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 96 ТЕХНОЛОГИЯ обработки и передачи накопленных потоковых данных, полученных от реального изделия и описывающих его поведение, – цифровой тени (DS – Digital Shadow) [22, 23]. DS помогает сконцентрировать массивы данных из разных подсистем с целью их обработки и фильтрации для использования в DT. Например, при механической обработке резанием в цифровое пространство от изделия поступает избыточно большой массив данных разного характера о параметрах процесса, часть которых не имеет прямого отношения к DT. Избыточные данные возникают в основном из-за отсутствия диапазонов измеряемых параметров изделия. Вместе с этим в повторяющихся или несильно отличающихся процессах на этапе производства актуальной задачей при применении DS является генерирование содержательных (эффективных) данных. Riesener M., Schuh G. и др. предложили структуру DS, которая позволяет собирать и объединять информацию на основе разнородных источников данных [24, 25]. В работе авторов Федонина О.Н. и др. предложена структура автоматизированной системы, которая обеспечивает сбор и анализ данных металлорежущих станков с ЧПУ в рамках системы управления производством MES [26]. Интеграция имитационной модели DS с MES была предложена Negri S. и др. [27] путем создания DT, используемого для принятия решений, включая интеллектуальную систему, которая содержит правила и знания для выбора между альтернативами. Таким образом, можно заключить, что в настоящий момент различными научными группами исследуется DT различных уровней (иерархий), начиная от DT режущего инструмента (РИ) [5] и заканчивая DT процесса эксплуатации. Этот факт говорит нам о том, что PLM-системы могут интегрироваться с DT для обеспечения более эффективного управления всем ЖЦ [7, 22, 28], а также могут использоваться для моделирования и анализа различных процессов [29]. К примеру, за счет мониторинга в режиме реального времени (ОМ – онлайн-мониторинга) [30, 31] можно уточнять представление о техническом состоянии ТО, проводить его диагностику, прогнозировать оставшейся срок службы и др. [32–34]. Поскольку одним из основных элементов технологической системы является металлорежущий инструмент, то со стороны создания DT и DS он заслуживает наибольшего внимания как в части обеспечения стабильности процесса механической обработки, так и в части качества получаемых поверхностей. Однако, учитывая многофакторность процесса механической обработки, для формирования DT и DS необходимо постоянно получать данные о процессе механической обработки в реальном времени. В работах [35–39] описываются системы мониторинга контроля состояния инструмента (КСИ) в реальном времени на ТО. Анализ научных работ [40–42] позволил сформулировать цель мониторинга КСИ: оценка состояния РИ, обнаружение сколов и поломки инструмента. Учитывая сложность прогнозирования состояния инструмента, используют несколько датчиков [43–45]. Однако наличие большого количества датчиков приводит к повторяющимся (избыточным) данным, что в конечном итоге снижает эффективность применения систем КСИ. Таким образом, выбор подходящих датчиков и соответственно методов мониторинга очень важен [46–49]. В исследованиях многих авторов описывается применение мониторинга на основе сигналов силы [40], акустической эмиссии (АЭ) [42, 50], мощности, тока [51, 52], температуры и др. [33, 45]. Динамометры и приборы АЭ являются дорогостоящим оборудованием, и для измерения сигналов, в том числе значений сил резания, требуются высококвалифицированные специалисты. Система АЭ также достаточно сложна и включает в себя комплект предусилителей, кабельные линии, блоки предварительной обработки и преобразования сигналов АЭ, ЭВМ с необходимым математическим обеспечением [53], средства отображения информации, а также блоки калибровки системы [54]. Результаты, полученные при помощи термодатчиков, часто ненадежны, потому что инфракрасные лучи не позволяют измерить реальную температуру в зоне резания [33]. Точно так же использование термопары [53] имеет свои минусы для операций фрезеров ания из-за сложности процесса. Вместе с этим анализ научных работ последних лет показывает, что тематика КСИ с использованием виброакустических (ВА) сигналов изучается фрагментарно. В основном исследования сосредоточены на двух областях: онлайн-анализе износа режущего инструмента на основе вибра-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1