OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 1 2025 107 EQUIPMENT. INSTRUMENTS яния износа режущего инструмента на качество получаемой при резании поверхности является актуальной научной задачей. В современном представлении использование систем вибромониторинга позволяет, основываясь на цифровых измерениях вибраций, прогнозировать качество поверхности, получаемой при резании [2, 3]. Такой прогноз возможен только при условии разработки сложных математических моделей эволюционной динамики процессов, происходящих в процессе резания [4]. Сложность этих моделей и требование к их параметрической идентификации представляют собой проблему, решение которой значительно повысит возможности современных систем металлообработки. Одним из способов решения этой проблемы является использование новой цифровой парадигмы в системах управления металлообработкой, получившей название «цифровой двойник» [5–7]. В частности, подход, основанный на использовании интеллектуальных моделей, которые описывают сложную динамику технологических процессов, происходящих при резке металла, является наиболее перспективным в этой новой области научных знаний [8, 9]. Например, в работах, выполненных коллективами под руководством Y. Altintas – одного из известных специалистов в области цифровых двойников управления металлообработкой, предлагается использовать цифровые двойники для формирования новых программ ЧПУ, которые позволят обрабатывать детали без предварительных настроек и экспериментов [10]. То есть вопросы выбора технологических режимов обработки как в процессе решения текущих задач, так и при перестройке системы управления на металлорежущем станке (свойство гибкости) могут быть решены с использованием виртуальных моделей цифрового двойника. В современном представлении технология построения цифровых двойников с точки зрения синтеза виртуальных моделей базируется на двух парадигмах, первая из которых основана на использовании детерминированных математических моделей [10], а вторая – на широком внедрении нейронных сетей [8, 9]. Одним из важнейших направлений развития технологии цифрового двойника является направление диагностики различных неисправностей. К примеру, в работе [11] рассматриваются вопросы генерации размеченных обучающих наборов данных для различных неисправностей подшипников, которые дополняли бы ограниченные измеренные данные. Здесь авторы предлагают новый подход с использованием цифрового двойника для решения проблемы ограниченных измеренных данных при диагностике неисправностей подшипников. Результаты экспериментов, проведенных авторами, показывают повышение точности диагностики неисправностей [12]. Это же направление, но несколько в ином представлении, раскрывается в работе [13]. Здесь авторы указывают на ограниченность традиционных методов диагностики неисправностей на основе экспериментальных данных. Они отмечают, что в некоторых критически важных промышленных сценариях такой набор данных не всегда доступен. Именно технология цифрового двойника, которая создает виртуальное представление физического объекта, отражающее его рабочие условия, позволяет диагностировать неисправности технических систем или технологических процессов, когда данных о неисправностях недостаточно. Авторы предлагают систему диагностики неисправностей на основе цифровых двойников с использованием размеченных смоделированных данных и неразмеченных измеренных данных [13]. Построение системы цифрового двойника, осуществляющей в режиме реального времени интеграцию данных датчиков c неисправных подшипников в подпространства виртуальных моделей, представлено в работе [14]. Авторы уточняют параметры виртуальных моделей путем сравнения результатов цифрового моделирования во временной области с измеренными и снятыми сигналами [14]. Вместе с тем комплексное влияние изношенности режущего инструмента на динамику процесса резания – крайне сложная задача современности, решение которой невозможно без учета термодинамических особенностей процессов, протекающих при резании металлов [15, 16]. В результате анализа видно, что технология цифрового двойника получила широкое распространение в диагностике неисправностей, в том числе неисправностей подшипников. Поэтому очевидным развитием технологии цифрового двойника является применение ее для прогнозирования влияния изнашиваемости режущего
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1