Как используют цифровой двойник на российских железных дорогах

Цифровые

Двойники

РЖД

В РЖД цифровых двойников использовали для анализа состояния двигателей, оптимизации производства и для планирования движения поездов по железным дорогам страны.
///////////////////////
Практика
С цифровыми двойниками в РЖД работают уже несколько лет. Технологию часто использовали для анализа состояния узлов и процессов, происходящих в несущих элементах тягового подвижного состава.
Первый digital twin такого типа создали в 2018 году в рамках совместного с компанией «Желдорреммаш» проекта по разработке моделей для анализа и модернизации электродвигателя НБ418К6. Эта модель имела большое число дефектов концентраторов напряжения, внутренних полостей, появляющихся из-за низкого качества пространственного литья.
Разработанный во Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта (ВНИЖТ) цифровой двойник НБ418К6 позволил усилить слабые места и исправить все литьевые дефекты. Повысилась надежность узла, снизилась стоимость обслуживания. Проект улучшил экономическую эффективность для «Желдорреммаша». Стоимость норм сократилась на 20%, а чистый финансовый выигрыш для завода составил 108 млн руб. РЖД, в свою очередь, благодаря появлению этого цифрового двойника продлили срока службы электродвигателей НБ418К6 на 25 лет и повысили коэффициент готовности электровоза ВЛ-80 на 5%
Также РЖД и компания «2050.digital» в рамках проекта «Цифровой завод» создали цифровой двойник производства на базе имитационной модели. Его внедрили на Новочеркасском ЭВЗ.
На виртуальной копии сборочного цеха высчитывается график выпуска поездов на посту, а также выполнения годового плана. Кроме того, производится расчет максимального количества выпуска продукции при заданных условиях работы. Еще анализируется работа конкретных участков производства в цехах. Это помогает повысить эффективность выполнения недельного плана при актуальной загрузке производства.
Другой цифровой двойник – аналог физических устройств и комплекса процессов, связанных с управлением движением поездов. В 2019 году в научном центре «Цифровые модели перевозок и технологии энергосбережения» АО «ВНИИЖТ» фактически создали модель цифровой железной дороги. Полученная система планирования движения поездов страны, использующая данные из кластера дорожных серверов системы разработки прогнозных графиков «Эльбрус», позволила успешно прогнозировать загрузку путей и станций на различные периоды времени. Иными словами, удалось создать прогнозную макромодель движения поездов.
Двойник использует имитационную модель, воспроизводящую процессы следования поездов с учетом параметров инфраструктуры и условий пропуска, характеристик транспортных потоков и системы организации «окон» для проведения ремонтных работ.
Digital Twin повысил эффективность пропуска поездопотоков с максимальным использованием существующей инфраструктуры. А также позволил своевременно оценивать влияние различных сценариев для организации движения, точно прогнозировать изменение пропускной и провозной способности.
Сегодня в РЖД выделяют четыре основных направления для создания «цифровых двойников»
1
Статичные объекты. Например, пути
2
Динамичные объекты: локомотивы, вагоны
3
Процессы, в первую очередь управленческие
4
Параметры внешней среды, в том числе связанные со сбором макроэкономических и маркетинговых данных
В ближайшее время при внедрении двойников внимание будет сфокусировано на создании цифровых двойников для объектов и процессов на сортировочных и грузовых станциях.