СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ХЛЕБОПЕКАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..5
1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ………………………………………10
1.1. Этапы разработки цифрового двойника…………………………...........14
1.2. Классификация цифровых двойников…………………………………...15
1.3. Подходы к построению цифровых двойников………………………….19
1.4. Влияние цифровых двойников на пищевую
промышленность………………………………………………………….22
2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………...26
2.1. Технологическая линия производства батонов
из пшеничной муки…………………………………………………….....26
2.1.1. Выбор и обоснование технологической схемы производства хлебобулочных изделий из пшеничной муки………………………......28
2.2. Замес как отдельный процесс производства батонов
из пшеничной муки……………………………………………………….30
2.2.1. Стадии замеса…………………………………………………………......31
2.2.2. Интенсивность замеса…………………………………………………….32
2.2.3. Интенсивный замес теста — замес при скоростной или усиленной механической обработке теста………………………………………………….33
2.3. Характеристики тестомесильной машины ТММ-140…………………….33
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ………………………………………….37
3.1. Исследование особенностей внедрения цифровых двойников на российских и зарубежных предприятиях…………………………………........37
3.2. Проблемы внедрения цифровых двойников на пищевых и других промышленных предприятиях…………………………………………….........48
3.3. Определение необходимых показателей для исключения ошибок
при замесе с использованием цифрового двойника
тестомесильной машины ТММ-140…………………………………………….55
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………......59
4.1. Этап 1. Разработка в Blender моделей оборудования
хлебопекарного цеха…………………………………………………………….60
4.2. Этап 2. Создание проекта участка цеха (участка замеса) в Unity 3D……………………………………………………..68
4.3. Этап 3. Создание и обзор проекта цифрового двойника тестомесильной машины ТММ-140.....................................................................69
4.4. Этап 4. Создание цифрового двойника-прототипа тестомесильной машины ТММ-140……………………………………………………………….71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..80
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………..82
ПРИЛОЖЕНИЕ А………………………………………………………………..88

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования. Замес – важный этап в процессе приготовления хлебобулочных изделий, который имеет существенное влияние на их качество. Правильно проведенный замес позволяет достичь желаемой структуры, аромата и вкуса хлеба, формирования хорошей структуры мякиша и создания оптимальной консистенции теста.
Прежде всего, замес является процессом активации клейковины, содержащейся в мучной основе. При воздействии на нее воды и механических движений происходит образование сети из глютена, который отвечает за эластичность и упругость теста. Благодаря этому, хлебобулочные изделия получают объем, хорошую текстуру и легкость.
Однако существует несколько факторов, которые определяют качество замеса и, соответственно, хлеба. Первым и важным фактором является длительность замеса. Слишком короткое время может привести к несформированной структуре и сплетению клейковин, что отразится на качестве конечного изделия. Слишком длительный замес, в свою очередь, может привести к излишней активации глютена и образованию тугого и тяжелого теста.
Также важно учитывать интенсивность замеса. Слишком интенсивное воздействие может повредить структуру глютена и привести к неравномерному развитию клеток в хлебе. Однако недостаточная интенсивность может не обеспечить полноценное взаимодействие компонентов теста и привести к неконсистентному и грубому изделию.
Наконец, необходимо учитывать температуру воды при замесе. При слишком высокой температуре происходит неправильное развитие глютена и избыточное образование пузырьков, в результате чего хлеб получается с крупными и неравномерными порами. Низкая температура воды, напротив, затрудняет развитие глютена, что ведет к недостаточной редкости.

Весь текст будет доступен после покупки

1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

Цифровой двойник — это цифровая (виртуальная) модель любых объектов, систем, процессов или людей. Она точно воспроизводит форму и действия оригинала и синхронизирована с ним.
Использование цифровых двойников в хлебопекарной промышленности основано на создании точной компьютерной модели всего производственного процесса, которая затем визуализируется на экране. Благодаря этому, операторы имеют возможность тщательно отслеживать каждый шаг производства и быстро реагировать на любые нештатные ситуации.
Появление цифровых двойников является одним из результатов развития цифрового производства, новой промышленной революции и интернета вещей. С появлением интернета вещей (IoT) технология внедрения цифрового двойника стала экономически выгодной и стала получать все большее признание в обществе.
С помощью новой технологии моделирования, у предприятий появилась возможность использовать цифрового двойника в своих бизнес-процессах.
Также появилась возможность тестировать новые проекты в виртуальном мире, экономя при этом время, ресурсы и деньги.

Весь текст будет доступен после покупки

1.Lee J., Bagheri B., Kao H. A. A cyber-physi-cal systems architecture for industry 4.0-based manu-facturing systems //Manufacturing letters. – 2015. – Т. 3. – С. 18-23.
2.Glaessgen E., Stargel D. The digital twin par-adigm for future NASA and US Air Force vehicles //53rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference 20th AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Conference 14th AIAA. – 2012. – С. 1818.
3.El Saddik A. Digital twins: the convergence of multimedia technologies //IEEE MultiMedia. – 2018. – Т. 25. – №. 2. – С. 87-92.
4.Soderberg R. et al. Toward a Digital Twin for real-time geometry assurance in individualized produc-tion //CIRP Annals. – 2017. – Т. 66. – №. 1. – С. 137-140.
5.Tao F. et al. Digital twin-driven product de-sign framework //International Journal of Production Research. – 2018. – С. 1-19.
6.Bolton R. N. et al. Customer experience chal-lenges: bringing together digital, physical and social realms //Journal of Service Management. – 2018. – Т. 29. – №. 5. – С. 776-808.
7. Царев М.В., Андреев Ю.С. Цифровые двойники в промышленности: история развития, классификация, технологии, сценарии использования // ИЗВ. ВУЗОВ. ПРИБОРОСТРОЕНИЕ. 2021. Т. 64, № 7. – С. 1-15.
8. Grieves M., Vickers J. Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems // Kahlen F. J., Flumerfelt S., Alves A. (Eds). Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems. Cham: Springer, 2017. P. 85-113. DOI:10.1007/978-3-319-38756-7_4.
9. Zhuang C. B., Liu J. H., Xiong H., Ding X. Y., Liu S. L., Weng G. Connotation, architecture and trends of product digital twin // Computer Integrated Manufacturing Systems. 2017. Vol. 23, N 4. P. 53—768. DOI: 10.13196/j.cims.2017.04.010.

Весь текст будет доступен после покупки