Подход к формированию виртуальной метаструктуры цифрового проектного двойника корпоративной информационной системы машиностроительного предприятия

Abstract

В настоящее время формируется методология системной инженерии, продуктом которой является, как правило, создание информационных моделей реальных объектов, дополненных виртуальными составляющими, и наоборот, виртуальных объектов, дополненных реальными составляющими. Например, информационная модель технологического объекта – спецификация реального оборудования, дополненная спецификацией приобретаемого оборудования какого-либо технологического процесса и наоборот. По аналогии с общей инженерией в области технической деятельности метаструктуры таких информационных моделей должны удовлетворять V-образной структуре процессов валидации и верификации. То есть модели в течение их жизненного цикла должны регулярно проверяться путем оценки степени соответствия её структуры и параметров реальным и виртуальным объектам. Сегодня существуют условия совместного решения задачи системного информационного моделирования технологических объектов с учетом их внутренней (физической) структуры и внешней структуры цифровой среды. В общетеоретическом плане в основе построения системных моделей лежит проблема формального непротиворечивого описания (грамматического исчисления) структуры и функциональных закономерностей множества объектов и их связей в исследуемой предметной области. В основу излагаемого подхода системного моделирования рассматриваемой предметной области положена классическая модель учебно-производственной деятельности машиностроительного предприятия (МП) и вуза. Цель исследования. Применить принципы проектного подхода для формирования метаструктуры цифрового двойника корпоративной информационной системы (КИС) машиностроительного предприятия, исследовать перспективы его применения, определить ключевые информационные компоненты в управлении предметно-ориентированными знаниями и данными, а также возможность масштабирования технологий при формировании цифровой среды для архитектуры современного МП, повышения эффективности взаимодействия участников бизнес-процессов. Методы исследования, использованные в работе: принципы методологии системной инженерии (процессного подхода, жизненного цикла и др.); комплексный подход и структурный анализ процесса проектирования по методологии SADT (Structured Analyze and Design Technology); методология TOGAF (The Open Group Architecture Framework). Результаты. Предложенный подход системного моделирования рассматриваемой предметной области является развитием работ коллектива авторов; демонстрируется возможность его масштабирования на примере взаимодействия участников НОЦ с использованием в составе вуза цифрового двойника КИС предприятия реального сектора экономики. Показана необходимость разработки модели управления знаниями, возрастающая роль информационно-поисковых систем. Заключение. Предложенный подход расширяет применение метаструктуры цифрового двойника, позволяет скорректировать архитектуру предприятия для повышения эффективности бизнес-процессов. Currently, the methodology of system engineering is being formed, the product of which is, as usual, the creation of real objects information models, supplemented by virtual components, and on the contrary, virtual objects, supplemented by real components. For example, an information model of a technological object is a specification of real equipment, supplemented by a specification of the purchased equipment of a technological process and on the contrary. By analogy with general engineering in the field of technical activity, the metastructures of such information models must meet the V-shaped structure of the validation and verification processes. Therefore, models should be regularly checked during their life cycle to ensure that their structure and parameters correspond to real and virtual objects. At the present, there are conditions for a coordinated decision of technological objects system information modeling, taking into account their internal (physical) structure and of the digital environment the external structure. In general theoretical terms, the construction of system models is based on the problem of formal consistent description (grammatical calculus) of the structure and functional regularities of a set of objects and their connections in the subject area under study. The presented approach of the subject area system modeling under consideration is based on the classical model of a machine-building enterprise (MP) educational and production activities and a university. Aim. To apply the principles of the design approach for the formation of a corporate information system (CIS) engineering company metastructure digital twin, to explore the prospects of its application, to show the key information components in the management of subject- oriented knowledge and data, as well as the ability to scale technology in the formation of a digital environment for architecture and modern MP, improving the efficiency of business processes participants interaction. Materials and methods. The principles of the system engineering methodology (process approach, life cycle, etc.), an integrated approach and structural analysis of the design process according to the SADT (Structured Analysis and Design Technology) methodology, and the TOGAF (The Open Group Architecture Framework) methodology are used. Results. The proposed approach for system modeling the subject area is the development of works of the authors, demonstrates the possibility of scaling on the example of interaction of participants of the REC using part of the University's digital twin KIS enterprises of the real sector of the economy. The requisite of developing a knowledge management model and the increasing role of information search engines are shown. Conclusion. The proposed approach expands the application of the digital twin metastructure, allows correcting the enterprise architecture to improve the efficiency of business processes.