Вход для сотрудников

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение
«ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ
ИМ. В.М.ГОРБАТОВА»
Российской Академии Наук

УДК 519.876.5:664
Ил. 3. Табл. 4. Библ. 24.

DOI: 10.21323/2071-2499-2022-4-22-26

Мониторинг жизненного цикла пищевого продукта, созданного на основе цифрового двойника

Никитина М.А.1, доктор техн. наук, Чернуха И.М.1, академик РАН, Кусай Абу Траби2,3
1ФНЦ пищевых систем имени В.М. Горбатова РАН
2Московский государственный университет пищевых производств
3 Университет Хамы

Ключевые слова: пищевой продукт, цифровой двойник, цикл Деминга, карты Хотеллинга, алгоритм обобщённой дисперсии,
Реферат:
Рассмотрена аналогия между цифровыми двойниками в проектировании машин и аппаратов и технологии создания пищевых продуктов. Использование цифрового двойника пищевого продукта позволяет прогнозировать характеристики конечного продукта. Благодаря цифровой модели представляется возможность проверить соответствие продукта маркетинговым заявлениям или нормативным требованиям. Цифровой двойник даёт возможность быстро трансформировать рецептуру при переносе производства на другое предприятие или при необходимости адаптировать технологию к новому оборудованию. Показано, что цифровой двойник пищевого продукта на предприятие должен выпускаться при полном соответствии с циклом Деминга и включать мониторинг за многопараметрическим технологическим процессом с использованием карт Хотеллинга и алгоритма обобщённой дисперсии.


Monitoring the life cycle of a food product created on the basis of the digital twin

Nikitina M.A1., Chernukha I.M1., Qusay Abu Trabi2.3
1 Gorbatov Research Center for Food Systems
2 Moscow State University of Food Production
3 University of Hama

Key words: food product, digital twin, Deming cycle, Hotelling’s charts, algorithm of generalized variance
Summary:
The paper examines an analogy between digital twins in designing machines and apparatus and technology of food product development. The use of a digital twin for a food product makes it possible to predict characteristics of the final product. A digital model allows checking the product compliance with the marketing claims or normative requirements. A digital twin enables quick transformation of a recipe when transferring production to another enterprise or adaptation of the technology to the new equipment if necessary. It is shown that a digital twin of a food product should be released in an enterprise with the full compliance with the Deming cycle and include monitoring the multiparametric technological process using Hotelling’s charts and the algorithm of generalized variance.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES:

1.Grieves, M. Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems / M. Grieves, J. Vickers // In Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems: New Findings and Approaches; Kahlen, F.-J., Flumerfelt, S., Alvesm, A., Eds.; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany. – 2017. – P. 85-113.

2. Barricelli, B. A Survey on Digital Twin: Definitions, Characteristics, Applications, and Design Implications / B. Barricelli, E. Casiraghi, D. Fogli // IEEE Access. – 2019. – V. 7. – P. 167653–167671.

3. Galuzin, V. Autonomous Digital Twin of Enterprise: Method and Toolset for Knowledge-Based Multi-Agent Adaptive Management of Tasks and Resources in Real Time / V. Galuzin, A. Galitskaya, S. Grachev, V. Larukhin, D. Novichkov, P. Skobelev, A. Zhilyaev // Mathematics. – 2022. – V. 10. – Р. 1662. DOI: 10.3390/math10101662.

4. “Maserati has fused cutting-edge digitalisation methods with Italian passion to meet customer demand” by Tom Austin-Morgan, October 2, 2017. Electronic resource. – Access mode: [https://www.eurekamagazine.co.uk/design-engineering-features/interviews/maserati-has-fused-cutting-edge-digitalisation-methods-withitalian-passion-to-meet-customer-demand/161332/].

5. Прохоров, А. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт / А. Прохоров, М. Лысачев; науч. ред. проф. А. Боровков – М.: ООО «АльянсПринт», 2020. – 401 с.

Prokhorov, A. Tsifrovoy dvoynik. Analiz, trendy, mirovoy opyt [Digital twin. Analysis, trends, world experience] / A. Prokhorov, M. Lysachev; scientific ed. prof. A. Borovkov. – Moscow: Alliance Print LLC, 2020. – 401 p.

6. How Vijay Sethi is driving the Digital Twin project at Hero Moto Corp, March 14, 2017. Electronic resource. – Access mode: [https://cio.economictimes.indiatimes.com/news/strategy-andmanagement/how-vijay-sethi-is-driving-the-digital-twin-project-athero-moto-corp/57625617?redirect=1].

7. Боровков, А. Новая парадигма. Цифровые двойники – стратегия инновационного прорыва в ОПК / А. Боровков // Новый оборонный заказ. Стратегии. – 2020. – № 4 (63). Электронный ресурс. – Режим доступа [https://dfnc.ru/arhiv-zhurnalov/2020-4-63/novaya-paradigma-tsifrovye-dvojniki-strategiya-innovatsionnogo-proryva-v-opk/].

Borovkov, A. Novaya paradigma. Tsifrovyye dvoyniki – strategiya innovatsionnogo proryva v OPK [New paradigm. Digital twins – a strategy for an innovative breakthrough in the defense industry] / A. Borovkov // New defense order. Strategies. – 2020. – № 4 (63). Electronic resource. – Access mode [https://dfnc.ru/arhiv-zhurnalov/2020-4-63/novaya-paradigma-tsifrovye-dvojniki-strategiya-innovatsionnogo-proryva-v-opk/].

8. ГОСТ Р 57700.37-2021 Национальный стандарт Российской Федерации «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения». – М.: Российский институт стандартизации, 2021. – 15 с.

GOST R 57700.37-2021 Natsionalʹnyy standart Rossiyskoy Federatsii «Kompʹyuternyye modeli i modelirovaniye. Tsifrovyye dvoyniki izdeliy. Obshchiye polozheniya» [National standard of the Russian Federation “Computer models and modeling. Digital twins of products. General Provisions"]. – Moscow: Russian Institute of Standardization, 2021. – 15 p.

9. ГОСТ Р 57188-2016 Национальный стандарт Российской Федерации «Численное моделирование физических процессов. Термины и определения». – М.: Стандартинформ, 2018. – 12 с.

GOST R 57188-2016 Natsionalʹnyy standart Rossiyskoy Federatsii «Chislennoye modelirovaniye fizicheskikh protsessov. Terminy i opredeleniya» [National standard of the Russian Federation “Numerical modeling of physical processes. Terms and Definitions"]. – Moscow: Standartinform, 2018. – 12 p.

10. ГОСТ Р 57412-2017 Национальный стандарт Российской Федерации «Компьютерные модели в процессах разработки, производства и эксплуатации изделий. Общие положения». – М.: Стандартинформ, 2018. – 15 с.

GOST R 57412-2017 Natsionalʹnyy standart Rossiyskoy Federatsii «Kompʹyuternyye modeli v protsessakh razrabotki, proizvodstva i ekspluatatsii izdeliy. Obshchiye polozheniya» [National standard of the Russian Federation “Computer models in the development, production and operation of products. General Provisions"]. – Moscow: Standartinform, 2018. – 15 p.

11. Nikitina, M.A. About a "digital twin" of a food product / M.A. Nikitina, I.M. Chernukha, A.B. Lisitsyn // Theory and Practice of Meat Processing. – 2020. – Т. 5. – № 1. – Р. 4-8. DOI: 10.21323/2414-438X-2020-5-1-4-8.

12. Никитина, М.А. Пищевые продукты / М.А. Никитина, А.Б. Лисицын, А.Н. Захаров, Е.Б. Сусь, С.А. Пилюгина, А.С. Дыдыкин, А.В. Устинова // Свидетельство о регистрации базы данных RU 2015620557 от 30.03.2015.

Nikitina, M.A. Pishchevyye produkty [Food products] / M.A. Nikitina, A.B. Lisitsyn, A.N. Zakharov, E.B. Sus’, S.A. Pilyugina, A.S. Dydykin, A.V. Ustinova // Certificate of registration of the database RU 2015620557 dated 30.03.2015.

13. Никитина, М.А. Расчёт нутриентной адекватности состава поликомпонентных мясных продуктов / М.А. Никитина, А.Б. Лисицын, А.Н. Захаров, Е.Б. Сусь, А.В. Устинова, А.С. Дыдыкин // Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2015660124 от 22.09.2015.

Nikitina, M.A. Raschët nutriyentnoy adekvatnosti sostava polikomponentnykh myasnykh produktov [Calculation of the nutrient adequacy of the composition of polycomponent meat products] / M.A. Nikitina, A.B. Lisitsyn, A.N. Zakharov, E.B. Sus’, A.V. Ustinova, A.S. Dydykin // Certificate of registration of the computer program RU 2015660124 dated 09/22/2015.

14. Липатов, Н.Н. Совершенствование методики проектирования биологический ценности пищевых продуктов / Н.Н. Липатов, А.Б. Лисицын, С.Б. Юдина // Мясная индустрия. – 1996. – № 1. – С. 14-15.

Lipatov, N.N. Sovershenstvovaniye metodiki proyektirovaniya biologicheskiy tsennosti pishchevykh produktov [Improving the methodology for designing the biological value of food products] / N.N. Lipatov, A.B. Lisitsyn, S.B. Yudina // Meat industry. – 1996. – № 1. – P. 14-15.

15. Лисицын, А.Б. Оценка качества белка с использованием компьютерных технологий / А.Б. Лисицын, М.А. Никитина, Е.Б. Сусь // Пищевая промышленность. – 2016. – № 1. – С. 26-29.

15. Lisitsyn, A.B. Otsenka kachestva belka s ispolʹzovaniyem kompʹyuternykh tekhnologiy [Protein quality assessment using computer technologies] / A.B. Lisitsyn, M.A. Nikitina, E.B. Sus // Food industry. – 2016. – № 1. – P. 26-29.

16. Enriching society through the Deming philosophy. Electronic resource. – Access mode: [https://deming.org/explore/pdsa/].

17. Адлер, Ю.П. Практическое руководство по статистическому управлению процессами /Ю.П. Адлер, В.Л. Шпер. – М.: Альпина Паблишер, 2019. – 234 с.

Adler, Yu.P. Prakticheskoye rukovodstvo po statisticheskomu upravleniyu protsessami [A Practical Guide for Statistical Process Control] / Yu.P. Adler, V.L. Shper. – Мoscow, 2019. – 234 р.

18. Duncan, A.J. The economic design of x-chart used to maintain current control of the process / A.J. Duncan // Journal of the American Statistical Association. – 1956. – V. 51. – P. 228-242. DOI: 10.1080/01621459.1956.10501322.

19. Chen, N. A distribution-free multivariate control chart / N. Chen, X. Zi, Ch. Zou // Technometrics. – 2016. – V. 58 (4). – P. 448-459. DOI: 10.1080/00401706.2015.1049750.

20. Зенцова, Е.А. Сравнительный анализ подходов к оптимизации параметров контрольной карты Хотеллинга / Е.А. Зенцова // Автоматизация процессов управления. – 2017. – № 1. – С. 47–52.

Zentsova, E.A. Sravnitelʹnyy analiz podkhodov k optimizatsii parametrov kontrolʹnoy karty Khotellinga [Comparison of parameters optimization approaches of Hotelling’s control chart] / E.A. Zentsova // Automatization of Control Process. – 2017. – № 1. – Р. 47–52.

21. Spettel, P. Covariance matrix self-adaptation evolution strategy for optimization under linear constraints / P. Spettel, H.-G. Beyer, M. Hellwig // IEEE Transactions on Evolutionary Computation. – 2019. – V. 23 (3). – P. 514-524. DOI: 10.1109/TEVC.2018.2871944.

22. Roberts, I. Channel power optimization of WDM systems following gaussian noise nonlinearity model in presence of stimulated Raman scattering / I. Roberts, J.M. Kahn, J. Harley, D.W. Boertjes // Journal of Lightwave Technology. – 2017. – V. 35 (23). – P. 5237-5249. DOI: 10.1109/JLT.2017.2771719.

23. Mertikopoulos, P. Learning in an uncertain world: MIMO covariance matrix optimization with imperfect feedback / P. Mertikopoulos, A.L. Moustakas // IEEE Transactions on Signal Processing. – 2016. – V. 64 (1). – P. 5-18. DOI: 10.1109/TSP.2015.2477053.

24. Yang, K. Adaptive process monitoring using covariate information / K. Yang, P. Qiu // Technometrics. – 2021, – V. 63 (3). – P. 313-328. DOI: 10.1080/00401706.2020.1772115.


Контакты:

Никитина Марина Александровна
m.nikitina@fncps.ru
Чернуха Ирина Михайловна
i.chernuha@fncps.ru
Кусай Абу Траби
qusay2077@gmail.com

Для цитирования:

Никитина, М.А. Мониторинг жизненного цикла пищевого продукта, созданного на основе цифрового двойника / М.А. Никитина, И.М. Чернуха, А.Т. Кусай // Все о мясе. – 2022. – № 4. – С. 22-26. DOI: 10.21323/2071-2499-2022-4-22-26.

For citation:

Nikitina, M.A. Monitoring the life cycle of a food product created on the basis of the digital twin / M.A. Nikitina, I.M. Chernukha, A.T. Qusay // Vsyo o myase. – 2022. – № 4. – Р. 22-26. DOI: 10.21323/2071-2499-2022-4-22-26.





Политика конфиденциальности

Противодействие коррупции

Карта сайта

Яндекс цитирования Яндекс.Метрика