priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2026-69-6-555-564pribor-552Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРИБОРОВDESIGN AND PRODUCTION TECHNOLOGY OF INSTRUMENTSКомбинирование моделей синхронизации физических и цифровых процессов производства малых космических аппаратовCombining models of synchronizing physical and digital processes in small spacecraft manufacturingБобрышовА. П.BobryshovA. P.

Алексей Павлович Бобрышов — Институт инновационных технологий в электромеханике и робототехнике, кафедра электромеханики и робототехники; старший преподаватель

Санкт-Петербург

Aleksey P. Bobryshov —  Institute of Innovative Technologies in Electromechanics and Robotics, Department of Electromechanics and Robotics; Senior Lecturer

St. Petersburg

ap.bobryshov@mail.ruКузьменкоВ. П.KuzmenkoV. P.

Владимир Павлович Кузьменко — канд. техн. наук, доцент; Институт инновационных технологий в электромеханике и робототехнике, кафедра электромеханики и робототехники; доцент

Санкт-Петербург

Vladimir P. Kuzmenko — PhD, Associate Professor; Institute of Innovative Technologies in Electromechanics and Robotics, Department of Electromechanics and Robotics; Associate Professor

St. Petersburg

mr.konnny@gmail.comРысинА. В.RysinA. V.

Александр Владимирович Рысин — Институт инновационных технологий в электромеханике и робототехнике, кафедра электромеханики и робототехники; старший  преподаватель

Санкт-Петербург

Alexander V. Rysin — Institute of Innovative Technologies in Electromechanics and Robotics, Department of Electromechanics and Robotics; Senior Lecturer

St. Petersburg

Galewon@yandex.ruСолёнаяО. Я.SolyonayaO. Ya.

Оксана Ярославовна Солёная — канд. техн. наук; Институт инновационных технологий в электромеханике и робототехнике, кафедра электромеханики и робототехники; доцент

Санкт-Петербург

Oksana Ya. Solyonaya — PhD, Associate Professor; Institute of Innovative Technologies in Electromechanics and Robotics, Department of Electromechanic

St. Petersburg

osolenaya@list.ruСанкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроенияРоссияSt. Petersburg State University of Aerospace InstrumentationRussian Federation202618072026696555564Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20262026Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/552

Разработана комбинация моделей синхронизации цифровых и физических процессов производства малых космических аппаратов типа CubeSat, обеспечивающая учет степени автоматизации, особенностей каждого этапа производства для достижения наименьшей рассинхронизации. Методологической основой служат методы синхронизации цифровых и физических процессов производства, обеспечивающие учет динамики контролируемых операций и ее предсказание. С использованием Python вычислено рассогласование по нескольким моделям синхронизации как для каждого этапа производства, так и для средней ошибки всего производства. Комбинация математических моделей синхронизации корректируется за счет введения весовых коэффициентов, учитывающих степень автоматизации производственного процесса изготовления CubeSat, с учетом достоинств работы каждой отдельной модели. Предложенный подход может применяться в процессах различного уровня автоматизации: от низкого до близкого к серийному уровня изготовления малых космических аппаратов.

A combined model of synchronization of digital and physical processes for the production of small CubeSattype spacecraft taking into account the degree of automation and the specifics of each stage of production in order to achieve the least possible desynchronization, is developed. The methodological basis is the methods of synchronization of digital and physical production processes, which ensure that the dynamics of controlled operations are taken into account and predicted. Using Python, the misalignment is calculated using several synchronization models for each stage of production, as well as for the total average error of the entire production. The mathematical model of combined synchronization is adjusted by introducing weighting factors that take into account the degree of automation of the CubeSat manufacturing process, considering the advantages of each individual model. The proposed model can be used in processes of various levels of automation: from low to close to the serial production level of small spacecrafts.

малый космический аппаратCubeSatмодели синхронизациифизический процесс производствацифровой процесс производствасогласованность процессовавтоматизацияsmall spacecraftCubeSattiming modelsphysical manufacturing processdigital manufacturing processprocess coordinationautomationработа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, соглашение № FSRF-2023-0003 „Фундаментальные основы построения помехозащищенных систем космической и спутниковой связи, относительной навигации, технического зрения и аэрокосмического мониторинга”.The work was carried out with the financial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, agreement No. FSRF-2023-0003 “Fundamental principles for constructing interferenceresistant systems of space and satellite communications, relative navigation, technical vision and aerospace monitoring.”ReferencesZhang T., Wang G., Xue C., Wang J., Nixon M., Han S. Time-Sensitive Networking (TSN) for Industrial Automation: Current Advances and Future Directions // ACM Computing Surveys. 2023. Vol. 52. https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.03691.Zhang T., Wang G., Xue C., Wang J., Nixon M., Han S. ACM Computing Surveys, 2023, vol. 52, https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.03691.Kritzinger W., Karnr M., Traar G., Henjes J., Sihn W. Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification // IFAC-PapersOnLine. 2018. Vol. 51. Р. 1016–1022. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.08.474.Kritzinger W., Karnr M., Traar G., Henjes J., Sihn W. IFAC-PapersOnLine, 2018, vol. 51, рр. 1016-1022, https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.08.474.Ткаченко И. С. Методические подходы к созданию и функционированию серийного роботизированного производства малых космических аппаратов // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2024. Т. 23, № 3. С. 178–193.Tkachenko I.S. Samara University Vestnik. Aerospace engineering, technology and mechanical engineering, 2024, no. 3(23), pp. 178–193. (in Russ.)Kanavouras K., Makoto Hein A., Sachidanand M. Agile Systems Engineering for sub-CubeSat scale spacecraft // arXiv:2210.10653v1 [astro-ph.IM]. 14 Oct. 2022. DOI:10.48550/arXiv.2210.10653.Kanavouras K., Makoto Hein A., Sachidanand M. arXiv:2210.10653v1 [astro-ph.IM], 14 Oct. 2022, DOI:10.48550/arXiv.2210.10653.Плотников Л. А. Перспективы реализации спутниковой группировки „Сфера“ для обеспечения достижений научно-технических целей развития Российской Федерации // Экономика и качество систем связи. 2024. № 1(31). С. 122–128.Plotnikov L.A. Ekonomika i kachestvo sistem svyazi, 2024, no. 1(31), pp. 122–128. (in Russ.)Space engineering Testing. 2012. by the European Space Agency for the members of ECSS [Электронный ресурс]: .Space engineering Testing, 2012, the European Space Agency for the members of ECSS, https://s3vi.ndc.nasa.gov/ssri-kb/static/resources/ECSS-E-ST-10-03C.pdf.IPC-A-610D Acceptability of Electronic Assemblies. 2000 [Электронный ресурс]: .IPC-A-610D Acceptability of Electronic Assemblies, 2000, https://pcbdesigner.ru/downloads/IPC_eng/IPC-A610Deng.Battistini S., Pontani M., Graziani F. Special Issue on Small Satellites Missions and Applications // Applied Sciences. 2023. N 13. DOI:10.3390/app13148322.pdf?ysclid=mbo16j2ovl68449268. 8. Battistini S., Pontani M., Graziani F. Applied Sciences, 2023, no. 13, DOI:10.3390/app13148322.Ivanov D., Ovchinnikov M. Y. CubeSat Handbook. Chapter 6: Constellations and formation flying. 2021. DOI:10.1016/b978-0-12-817884-3.00006-0.Ivanov D., Ovchinnikov M.Y. CubeSat Handbook, Chapter 6: Constellations and formation flying, 2021, DOI:10.1016/b978-0-12-817884-3.00006-0.Jong-Oh P., Jong-Yoen C., Seong-Bin L., Jae-Wook K. Electrical Ground Support Equipment (EGSE) Design for Small Satellite // Journal of Astronomy & Space Sciences. 2002. N 19. Р. 215–224. DOI:10.5140/JASS.2002.19.3.215.Jong-Oh P., Jong-Yoen C., Seong-Bin L., Jae-Wook K. Journal of Astronomy & Space Sciences, 2002, no. 19, pp. 215–224, DOI:10.5140/JASS.2002.19.3.215.Nieto C., Emami R. CubeSat Mission: From Design to Operation // Applied Sciences Appl. Sci. 2019. Vol. 3110, N 9. DOI:10.3390/app9153110.Nieto C., Emami R. Applied Sciences, 2019, no. 9(3110), DOI:10.3390/app9153110.CubeSat Design Specification Rev. 13 The CubeSat Program, Cal Poly SLO CubeSat Design Specification (CDS) REV 13 Document Classification X Public Domain ITAR Controlled Internal Only [Электронный ресурс]: .CubeSat Design Specification Rev. 13 The CubeSat Program, Cal Poly SLO CubeSat Design Specification (CDS) REV 13 Document Classification X Public Domain ITAR Controlled Internal Only, https://www.academia.edu/11525487/CubeSat_Design_Specification_Rev_13_The_CubeSat_Program_Cal_Poly_SLO_CubeSat_Design_Specification_CDS_REV_13_Document_Classification_X_Public_Domain_ITAR_Controlled_Internal_Only.Hänel A., Schnellhardt T., Wenkler E., Nestler A. The development of a digital twin for machining processes for the application in aerospace industry // Proc. CIRP. 53rd CIRP Conf. on Manufacturing Systems. 2020. DOI:10.1016/j.procir.2020.04.017.Hänel A., Schnellhardt T., Wenkler E., Nestler A. Procedia CIRP, 53rd CIRP Conference on Manufacturing Systems, 2020, DOI:10.1016/j.procir.2020.04.017.

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