Системные модели парка автономных транспортных средств для виртуальных испытаний при организации технического обслуживания

Рассматривается задача управления парком агротехнических автономных транспортных средств (АТС): автономных автомобилей и беспилотных зерноуборочных комбайнов. Система технического обслужи-вания такого парка должна обеспечивать реализацию различных стратегий эксплуатации, обслуживания и ремонта транспортных средств. С целью минимизации затрат и сокращения времени проектирования широко используются виртуальные испытания на основе цифровых двойников в виде математических и имитационных моделей. Предложен комплекс системных моделей для виртуальных испытаний АТС на этапе виртуального запуска в производство. Комплекс включает в себя две оптимизационные модели и имитационную модель агротехнической производственно-логистической системы. Сформулированы и решены задача нахождения оптимального календарно-сетевого графика агротехнических работ и задача назначения АТС на производственные работы. Имитационная системная модель построена на стохастических временных раскрашенных сетях Петри. Приведена структура иерархической имитационной модели и описана модель технического обслуживания на основе сети Петри. Виртуальные испытания проводятся в виде статистического эксперимента на имитационной модели. Представлен пример полученных графиков коэффициента использования автономных автомобилей, которые позволяют определить периоды между профилактическим техническим обслуживанием. Выбор аппарата стохастических раскрашенных сетей Петри как основы имитационных моделей обусловлен удобством и возможностями задания вероятностных законов для исследуемых производственных процессов и процессов деградации и износа агрегатов АТС. Предложено формальное описание АТС в виде мультимножеств с компонентами, соответствующими временным характеристикам и стоимостным параметрам. Проведение виртуальных испытаний на основе разработанных системных моделей позволяют сформулировать требования и рекомендации для организации эксплуатации и технического обслуживания АТС.