vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2024-18-2-33-39EFHTVUvimjour-578Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕINNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTПрограммное обеспечение для создания цифровых двойников рабочих органов сельскохозяйственных машинSoftware for developing digital twins of agricultural machinery working bodiesМироновД. А.MironovD. A.

Денис Александрович Миронов, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник

Москва

Denis A. Mironov, Ph.D.(Eng.), leading researcher

Moscow

nano.otdel@mail.ruПоповД. В.PopovD.  V.

Дмитрий Владимирович Попов, инженер

Москва

Dmitry V. Popov, engineer

Moscow

nano.otdel@mail.ruРасуловР. К.RasulovR. K.

Рустам Касимович Расулов, младший научный сотрудник

Москва

Rustam K. Rasulov, junior researcher

Moscow

nano.otdel@mail.ruЛаммА. К.LammA. K.

Алексей Константинович Ламм, младший научный сотрудник

Москва

Alexey K. Lamm, junior researcher

Moscow

nano.otdel@mail.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian FederationФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2024250620241823339Copyright © Миронов Д.А., Попов Д.В., Расулов Р.К., Ламм А.К., 20242024Миронов Д.А., Попов Д.В., Расулов Р.К., Ламм А.К.Mironov D.A., Popov D.V., Rasulov R.K., Lamm A.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/578

Цифровой двойник, являясь виртуальной моделью реального объекта, становится важным инструментом для моделирования объектов и явлений в современном мире. В сельском хозяйстве он играет особенно значимую роль, обеспечивая возможность не только анализировать данные о почве, климате, урожайности и растениях, но и прогнозировать возможные изменения в этих параметрах. Благодаря накоплению и анализу огромного объема информации, цифровые двойники помогают оптимизировать использование ресурсов, таких как вода, удобрения и пестициды, что в свою очередь приводит к увеличению урожайности и снижению затрат. Кроме того, цифровые двойники позволяют автоматизировать многие процессы в сельском хозяйстве, включая управление сельскохозяйственной техникой и машинами. Они предоставляют возможность более точного и эффективного управления агрегатами, такими как тракторы и комбайны, а также помогают в прогнозировании и предотвращении поломок оборудования, что способствует уменьшению временных и финансовых потерь. (Цель исследования) Анализ программных продуктов для проектирования и создания цифровых двойников. (Материалы и методы) Рассмотрели различные виды программ, отобранных по критериям спектра функциональных возможностей и их совместимости с другими программами. (Результаты и обсуждение) Проанализировали каждую из программ на возможность выполнения поставленных задач. В представленных примерах отметили особенности каждого вида программного обеспечения. Сформировали требования для выбора программ. (Выводы) Представили характеристики рассмотренных программных продуктов, определили их функциональные возможности. Установили необходимые требования для принятия решения о выборе программ со схожими функциональными возможностями.

Digital twins, as virtual models of physical entities, are becoming vital in modeling various objects and phenomena in the modern world. In the agricultural sector, their role is particularly crucial, since digital twins facilitate not only the analysis of soil, climate, yield, and plant data but also the forecast of changes in these parameters. Accumulating and analysing vast amounts of information, digital twins help optimize the use of resources such as water, fertilizers, and pesticides, which in turn leads to increased yields and reduced costs. Moreover, digital twins enable the automation of many processes in agriculture, including the management of agricultural machinery and equipment. They provide the capability for more precise and efficient control of units such as tractors and combines, and also assist in predicting and preventing equipment failures, thereby reducing time and financial losses. (Research purpose) The paper aims to analyze software products used in the design and development of digital twins.(Materials and methods) The paper evaluates various software programs, selected based on their functionality range and compatibility with other systems.(Results and discussion) The paper assesses the effectiveness of each program in fulfilling its intended tasks. The provided examples highlight distinct features of each software type. Criteria for program selection were formulated. (Conclusions) The findings delineate the characteristics and functionalities of the evaluated software products, thereby determining their functional capabilities. Necessary requirements were defined to facilitate decision-making in selecting programs with similar functionality.

цифровой двойникрешательпрограммное обеспечениемодельсельское хозяйствопочвообрабатывающие машиныdigital twinsoftwareagriculturemodelingagriculturetillage machinesReferencesФедоренко В.Ф., Таркивский В.Е. Цифровые беспроводные технологии для оценки показателей сельскохозяйственной техники // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2020. Т. 14. N1. С. 10-15. DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-1-10-15.Fedorenko V.F., Tarkivskiy V.E. Digital wireless technology to measure agricultural performance. Agricultural Machinery and Technologies. 2020. Vol. 14. N 1. 10-15 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2020-14-1-10-15.Тищенко В.И. Феномен «цифрового двойника // Sciences of Europe. 2021. N85-3. С. 51-59. DOI: 10.24412/3162-2364-2021-85-3-51-59.Tishchenko V. The digital twin phenomenon. Sciences of Europe. 2021. N85-3. 51-59 (In Russian). DOI: 10.24412/3162-2364-2021-85-3-51-59.Рудской А.И., Колбасников Н.Г., Боровков А.И. и др. Компьютерное моделирование ударной вязкости структурно-неоднородных металлов // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2011. N1 (117). С. 226-233. EDN: NREROJ.Rudskoy A.I., Kolbasnikov N.G., Borovkov A.I., et al. Computer modeling of impact strength of structurally inhomogeneous metals. St. Petersburg Polytechnical University Journal. 2011. N1 (117). 226-233 (In Russian). EDN: NREROJ.Боровков А.И., Немов А.С., Колбасников Н.Г., ЗолотовА.М. Конечно-элементное моделирование и исследование двухопорного ударного изгиба стального образца с целью определения ударной вязкости //Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2007. N3. С. 53-58. EDN: JFVGVD.Borovkov A.I., Nemov A.S., Kolbasnikov N.G., Zolotov A.M. Finite element modeling and investigation of two-support impact bending of a steel sample in order to determine impact strength. St. Petersburg Polytechnical University Journal. 2007. N3. 53-58 (In Russian). EDN: JFVGVD.Ронжин А.Л., Савельев А.И. Системы искусственного интеллекта в решении задач цифровизации и роботизации агропромышленного комплекса // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. N2. С. 22- 29. DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-2-22-29.Ronzhin A.L., Savel’ev A.I. Artificial intelligence systems for solving problems of agro industrial complex digitalization and robotization. Agricultural Machinery and Technologies. 2022. Vol. 16. N2. 22-29 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-2-22-29.Ценч Ю.С., Годлевская Е.В. Математическое моделирование как инструмент проектирования сельскохозяйственных машин и агрегатов (применительно к истории развития научной школы Южного Урала) // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. N2. С. 4-12. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-2-4-12.Tsench Yu.S., Godlevskaya E.V. Mathematical modeling as a aspect for designing agricultural machines and units (development history of Southern Urals scientific school). Agricultural Machinery and Technologies. 2023. Vol. 17. N2. 4-12 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-2-4-12.Дерепаскин А.Н., Куваев А.Н., Токарев И.В. Математическая модель для определения конструктивной массы почвообрабатывающего орудия // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Т. 16. N1. С. 27-33. DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-1-27-33.Derepaskın A.I., Kuvaev А.N., Tokarev I.V.A mathematical model for determining the specific structural weight of a tillage implement. Agricultural Machinery and Technologies. 2022. Vol. 16. N1. 27-33 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-1-27-33.Лобачевский Я.П., Лискин И.В., Сидоров С.А. и др. Разработка и технология изготовления почвообрабатывающих рабочих органов // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N4. С. 3-8. EDN: WLZXPD.Lobachevskiy Ya.P., Liskin I.V., Sidorov S.A. et al. Working out and production technique of soil cultivating working tools. Agricultural Machinery and Technologies. 2016. N4. 3-8 (In Russian). EDN: WLZXPD.Сидоров С.А., Поткин С.Н., Миронов Д.А., ЛискинИ.В. Комбинированные лабораторные исследования материалов рабочих органов на абразивный износ // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N6. С. 21-26. DOI: 10.22314/207375992016.6.2126.Sidorov S.A., Potkin S.N., Mironov D.A., Liskin I.V. Сombined laboratory abrasion test of working tools materials. Agricultural Machinery and Technologies. 2016. N6. 21-26 (In Russian). DOI: 10.22314/207375992016.6.2126.Лобачевский Я.П., Миронов Д.А., Миронова А.В. Основные направления повышения ресурса быстроизнашиваемых рабочих органов сельскохозяйственных машин // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2023. Т. 17. N1. С. 41-50. DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-1-41-50.Lobachevskiy Ya.P., Mironov D.A., Mironova A.V. Increasing the operating lifetime of wearable working bodies of agricultural machines. Agricultural Machinery and Technologies. 2023. Vol. 17. N 1. 41-50 (In Russian). DOI: 10.22314/2073-7599-2023-17-1-41-50.Погонышев В.А., Ториков В.Е., Погонышева Д.А. Цифровые двойники в сфере АПК // Современные тенденции развития аграрной науки. 2022. С. 729-734. EDN: GWNVDX.Pogonyshev V.A., Torikov V.E., Pogonysheva D.A. Digital counterparts in the field of agriculture. Modern Trends in the Development of Agricultural Science. 2022. 729-734 (In Russian). EDN: GWNVDX.Лобачевский Я.П., Миронов Д.А., Кислицкий М.М., Миронова А.В. Эффекты от применения цифровых двойников в сельском хозяйстве // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2023. N103. С. 71-78. DOI: 10.21515/1999-1703-103-71-78.Lobachevsky Ya.P., Mironov D.A., Kislitsky M.M., Mironova A.V. Digital twins use effects in agriculture. Proceedings of the Kuban State Agrarian University. 2023. N103. 71-78 (In Russian). DOI: 10.21515/1999-1703-103-71-78.Миронов Д.А., Ламм А.К., Расулов Р.К. Обзор программных продуктов разработки цифровых двойников // Вестник Национального Института Бизнеса. 2022. N4 (48). С. 12-27. EDN: QQNQEE.Mironov D.A., Lamm A.K., Rasulov R.K. Review of software products for the development of digital twins. Bulletin of the National Institute of Business. 2022. N4 (48). 12-27 (In Russian). EDN: QQNQEE.Кислицкий М.М., Миронов Д.А., Лылов А.С. Цифровые двойники сельскохозяйственных машин и оборудования в системе обеспечения продовольственной безопасности: значение и перспективы // Теория и практика мировой науки. 2022. N12. С. 27-29. EDN: HHXIAW.Kislitsky M.M., Mironov D.A., Lylov A.S. Digital twins of agricultural machinery and equipment in the food security system: significance and prospects. Theory and Practice of World Science. 2022. N12. 27-29 (In Russian). EDN: HHXIAW.Дорохов А.С., Павкин Д.Ю., Юрочка С.С. Технология цифровых двойников в сельском хозяйстве: перспективы применения // Агроинженерия. 2023. Т. 25. N4. С. 14-25. DOI: 10.26897/2687-1149-2023-4-14-25.Dorokhov A.S., Pavkin D.Yu., Yurochka S.S. Digital twin technology in agriculture: prospects for use. Agroengineering. 2023. Vol. 25. N4. 14-25 (In Russian). DOI: 10.26897/2687-1149-2023-4-14-25.Сидоров С.А., Миронов Д.А., Ценч Ю.С., Миронова А.В. Оценка износостойкости и ресурса двухслойных упрочненных почворежущих рабочих органов в различных почвенных условиях // Инженерные технологии и системы. 2020. Т. 30. N4. С. 699-710. DOI: 10.15507/2658-4123.030.202004.699-710.Sidorov S.A., Mironov D.A., TsenchYu.S., Mironova A.V. Assessment of durability and service life of two-layer hardened earth cutters in various soil conditions. Engineering Technologies and Systems. 2020. Vol. 30. N4. 699-710 (In Russian). DOI: 10.15507/2658-4123.030.202004.699-710.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.