Общая цель и основные области развития цифровой инженерии

0
42

Общая цель и основные области развития цифровой инженерииСтратегия этого направления представляет собой глубокое видение развивающейся цифровой инженерии, специфичное для инженерной практики предприятий, которая вдохновляет эти дисциплины на развитие цифровой системной прикладной науки как академической исследовательской области. Всё это должно послужить развитию разработки соответствующих научных знаний и технологий, для поддержки цифровой инженерной трансформации. Сейчас активно ведутся разработки общих концепций проектирования цифровых систем в глобальном контексте Индустрии 4.0 и науки о данных. Развитие цифровой системной инженерии будет способствовать внедрению унифицированных протоколов, а также цифрового инжиниринга в целом с помощью знаний, методологий, технологий, обучения и образования для квалифицированного персонала предприятий.
Ядром разработки цифровых систем является перевод в цифровой вид всех продуктов разработки. Более широкая всеобъемлющая цель развития цифровых систем заключается в разработке принципов, теорий, методологий, методов, моделей и технологий (в первую очередь для оцифровки инженерных систем и системной инженерии) в связанных конструкторских, инженерных и операционных средах.

Непосредственными целями разработки цифровых систем являются оцифровка продуктов разработки (объекты, механизмы, узлы, технологии обработки и т.п.), обмен информацией, моделями, цифровыми двойниками, а также решение связанных с этими процессами проблем цифрового доверия, больших данных, автоматизации производственных процессов, искусственного интеллекта и машинного обучения, возникающие в локальной, облачно-вычислительной и подключаемой внешней среде.
При разработке и проектировании производства сначала необходимо оцифровать различные инженерные разработки и технологии производства, такие как модели, данные, материалы, продукты, услуги, процессы, технологические условия, планы предприятия/цеха и другие. В рамках цифровизации уникальная идентификация играет решающую роль для обеспечения подотчётности и прослеживаемости (для отслеживания потоков информации, сортамента, материалов, цепочки неисправностей, цепочки поставок и других). Центральной задачей является разработка цифрового дополнения для каждого объекта разработки с чётко определённой семантикой, что позволяет использовать цифровые технологии для управления, эксплуатации или взаимодействия с этими продуктами производства на всём протяжении его существования (не исключая правильную утилизацию).

В цифровой взаимосвязанной среде каждый этап жизненного цикла системной инженерии будет сталкиваться с беспрецедентно большим объёмом информации; это большая проблема в отношении того, как использовать эти огромные потоки данных, что является ещё одной основной темой цифровой системной инженерии. В связи с этим два исследовательских вопроса требуют немедленного пристального внимания. Во-первых, как следует обрабатывать эти большие данные применительно к инженерному конструированию? Как мы можем использовать науку о самих данных для правильной обработки и интерпретации информации в области цифровой инженерии? Во-вторых, учитывая распределённый характер хранения знаний в оцифрованном виде и условиях подключаемых платформ, надёжность хранения + достоверность оцифрованных инженерных разработок (включая модели) является критической проблемой. Какие механизмы цифрового доверия будут необходимы для эксплуатации этой среды?

Для решения вышеуказанных исследовательских проблем, разработка инженерных систем должна интегрировать и использовать цифровые технологии, такие как BigData (включая облачные вычисления), унифицированные протоколы передачи/получения данных, машинное обучение, искусственный интеллект, технологии семантики, а также механизмы подтверждённых сертификатов безопасности и доверия, разработанные специалистами по кибербезопасности, блокчейну и подобных.
Что касается дисциплинарных отношений, то «цифровой инжиниринг», как правило, представляет собой практику конструирования/разработки технологических процессов в оцифрованной подключаемой среде с использованием инновационных технологий. Разработка цифровых систем — это академическая область исследований, направленная на разработку соответствующих научных знаний и технологий для поддержки практики цифровой инженерии. С точки зрения цифровой трансформации эта типология системного инженерного подхода – перевод в цифровой вид для сохранения всех данных, которые могут потребоваться на этапах проектирования производства или реинжиниринга 9перенастройки производственных процессов).

С точки зрения науки о данных цифровая системная инженерия – это дополнительное расширение этого направления научных изысканий, применимое к классической системной инженерии. Это новое развитие за счёт использования цифровых технологий, которая руководствуется системным мышлением, новым подходом с трансформированными принципами и методологиями. В области конструирования и машиностроения разработка цифровых систем имеет большое значение для активной области исследований и разработки новых систем на основе готовых моделей (MBSE -Model-based systems engineering). Согласно определению — это формализованное применение моделирования для поддержки системных требований, проектирования, анализа, проверки и валидации, начиная с этапа концептуального проектирования и которое продолжается на протяжении всего времени разработки и последующих этапов жизненного цикла.

Главная цель MBSE состоит в том, чтобы преобразовать традиционные подходы к системному проектированию, ориентированные на документы, в подходы, ориентированные на готовые проверенные в эксплуатации модели, тем самым преодолев недостатки предыдущего метода. Это позволяет быстро и плавно внедрять, усовершенствовать или интегрировать новые цифровые технологии в производственную сферу. Уникальная идентификация (как часть оцифровки) обеспечивает отслеживание информации и подотчетность в течение всего жизненного цикла как самой системы проектирования, так и произведённого продукта/услуги. Эти процессы постоянно обогащаются новой информацией для координации, управления и планирования сложных системам.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь