Цифровой двойник технологического процесса для прогнозирования и опережающего управления

Abstract

В статье предложен методический подход к использованию цифрового двойника технологического процесса как инструмента прогнозирования и поддержки управленческих решений. Актуальность исследования обусловлена ростом сложности экономических и технологических систем, усилением взаимосвязанности их элементов, а также необходимостью учета динамики потоковых процессов и неопределенности при принятии решений. Целью работы является разработка подхода, объединяющего моделирование состояния системы и формирование управленческих воздействий в рамках единой концепции цифрового двойника. Подход основан на представлении технологического процесса как динамической системы взаимосвязанных материальных, информационных и энергетических потоков, формирующих текущее и прогнозируемое состояние объекта управления. Методология исследования включает методы системного анализа, экономико-математического моделирования, а также элементы обработки данных и интеллектуального анализа. Цифровой двойник формализуется как динамическая модель, позволяющая не только отражать текущее состояние системы, но и прогнозировать ее развитие на основе анализа траекторий изменения параметров. Результаты исследования показывают, что предложенный подход обеспечивает возможность сценарного прогнозирования, оценки вероятности перехода системы в критические состояния и формирования опережающих управленческих воздействий. По сравнению с традиционными реактивными методами управления, предлагаемый подход ориентирован на предотвращение неблагоприятных ситуаций. Применение цифрового двойника позволяет связать модель состояния системы с задачами управления на уровне формирования управленческих воздействий. Практическая значимость работы заключается в возможности применения разработанного подхода для повышения эффективности управления технологическими процессами, выявления узких мест и обеспечения устойчивого функционирования систем в условиях неопределенности и изменчивости внешней среды.