Представление проекта образовательного портала: «Виртуальный корабль»

А.С. Рябоконь
Ведущий инженер по АСУП,
СПб, ФГУП «Адмиралтейские верфи»

Модернизация сферы морской индустрии связана с необходимостью повышения качества высокотехнологичной и наукоемкой продукции машиностроения, ускорения темпов его обновления, снижения стоимости производства и владения техникой. Подобные задачи наукоемких и высокотехнологичных производств не могут быть решены без развития соответствующей научно-образовательной среды.

Компьютерные технологии (PLM и CAD\CAM\CAE, в частности) и технологии знаний предоставляют необходимый инструментарий и программно-аппаратные средства для эффективного управления этими процессами. Уровень подготовки и знаний персонала промышленных предприятий напрямую определяет эффективность современного производства. Инвестиции в знания растут быстрее, чем инвестиции в основные фонды. Экономика, базирующаяся на знаниях, должна придти на смену индустриальной экономике.

Приближение научно-образовательной среды к производству должно усилить интеграционные процессы в науке и тем самым преодолеть увеличивающуюся специализацию, излишнюю дифференциацию и фрагментарность знаний, а также трудности их освоения человеком в обучении и практической деятельности. Отдельные успешные российские предприятия активно участвуют в этих процессах, внедряют передовые инновационные технологии и поддерживают развитие внедряемых технологий своими заказами организациям из сферы науки и образования. Такие предприятия создают свои корпоративные университеты и/или имеют тесные связи с лучшими ВУЗами и другими образовательными учреждениями, имеют и развивают свои системы корпоративных знаний.

Включение знаний, а вместе с этим и определенной части системы образования в процессы современного производства позволит уменьшить разрыв и отставание сферы науки и образования от опережающего развития наукоемкой техники и технологий, возникающих из-за репродуктивной сущности процесса образования, когда воспроизводятся прошлые знания.

Эффективным инструментом (средством) интеграции может стать научно-образовательный Internet - портал, организующий взаимодействие всех заинтересованных специалистов и организаций по тематике морской индустрии под девизом «Виртуальный корабль и его среда – средство коммуникации, информационного и интеллектуального обеспечения взаимодействия специалистов морской индустрии».

рис.1. Фрагмент Intranet портала системы корпоративных знаний

ФГУП «Адмиралтейские верфи».

Объединение научно-образовательной и производственной сред общим функциональным процессом с использованием сети Интернет позволяет формировать приоритеты для внедрения инноваций на основе широкого спектра различных независимых мнений и предложений.

Основные цели проекта:

1. Образовательная – свободное распространение базовых научных, учебно-методических и практических знаний.

2. Информационная – представление, обсуждение, экспертиза новых результатов научной, образовательной и производственной деятельности участников проекта.

3. Консолидирующая – возможность осуществлять поиск перспективных технологий и партнеров в области кораблестроения и морской индустрии, демократичные форматы прямого сетевого общения, интеграция интеллектуального потенциала ведущих научных, образовательных учреждений, судостроительных корпораций, отдельных специалистов и студентов.

Технологии PLM, имитационного моделирования и виртуальной реальности – системообразующий фактор проекта «Виртуальный корабль»

Предлагаемый Internet – Intranet портал «Виртуальный корабль…» не просто электронная площадка, каких много, для организации взаимодействия специалистов отрасли. Для достижения поставленных целей портал нуждается в системообразующем концептуальном ядре, опирающемся на перечисленные технологии. Виртуальная реальность (технологии, которой адаптированы к сетевым портальным решениям) формирует среду для прямого и образного представления новых направлений и альтернативных решений конкретных задач судостроения и мореплавания. Доказательная основа дискуссий и оценки предлагаемых решений наиболее авторитетными специалистами - участниками проекта, позволяют задать кратчайшее направление для совершенствования и апробации выдвигаемых решений. Широкое обсуждение и проверка гипотез и решений в области абстрактных идей виртуального корабля, прежде чем реализовывать их в чрезвычайно трудоемком и материалоемком проектировании, производстве и эксплуатации кораблей и судов, может обеспечить колоссальную экономию ресурсов.

Рис.2. Фрагмент интерактивного электронного технического руководства по штатному обслуживанию изделия корабельного машиностроения.

Разработка Учебного Центра ФГУП «Адмиралтейские верфи».

Синергизм технологий виртуальной реальности и комплексного представления знаний о корабле.

В основе виртуальной реальности лежит численное и логическое моделирование процессов и возможность дополнительно предоставить механизм прямого обращения к образным формам мышления человека с помощью средств визуализации трехмерных объектов. При этом широко используются идеи когнитивистики, науки о мышлении и специфических познавательных способностях человека. Технология виртуальной реальности позволяет также выделить человеческую компоненту, как объект исследований сложных человеко-машинных систем, характерных для современного производства и корабельных комплексов.

Рис.3. Фрагмент электронного учебного пособия

по изучению общего устройства корабля.

Сочетание технологий виртуальной реальности и комплексного представления данных о корабле решает задачи объединения данных, порожденных в различных областях науки о корабле, и эффективного управления ими с целью создания реалистичного законченного продукта - корабль. Компьютерные технологии PLM (CALS) совместно с CAD\CAM\CAE и специализированными пакетами, поддерживающими работу с виртуальной реальностью, предоставляют необходимые программно-аппаратные средства, инструментарий для эффективного управления рассматриваемыми процессами в области морской индустрии.

Предполагаемая структура ресурсов Internet – Intranet портала «Виртуальный корабль…»

Internet – Intranet портал должен содержать следующие разделы виртуального корабля, как системы комплексного представления знаний о корабле на базе трехмерной визуализации, имитационного моделирования и когнитивного анализа процессов:

В области науки о корабле:

- мореходность, прочность, непотопляемость кораблей,

- корабельная энергетика, надежность, живучесть и безопасность,

- автоматизация, мониторинг, прогнозирование, диагностика корабельной техники,

В области морского образования:

- общая и довузовская подготовка,

- высшее образование и целевая подготовка,

- послевузовское образование, переподготовка, профессиональный рост,

- непрерывное образование, дистанционное обучение и др. формы удаленного - доступа к образовательным ресурсам,

- электронные учебники, адаптивные обучающие системы, компьютерные тренажеры и т.п.

В области судостроительного производства:

- проектирование,

- строительство,

- эксплуатация.

Помимо многомерно структурированной информации о технической стороне построения и функционирования морской индустрии портал должен содержать базовую информацию о ресурсах гидросферы, экономических и гуманитарных аспектах эксплуатации ее ресурсов.

Рис.4. Блок-схема структуры Internet - Intranet портала.

С точки зрения структуры доступа и хранения информационных ресурсов портала, порядка пользования данными портала, следует выделить три крупных элемента:

- раздел с общедоступной и бесплатной базовой учебной информацией;

- раздел, посвященный анонсированию и обеспечению удобной навигации доступа (только в качестве ссылок) к авторским и корпоративным информационным ресурсам. Порядок доступа к этим информационным ресурсам (как и материалам, представляющим авторские работы по представлению и анализу сторонних информационных ресурсов на страницах этого раздела портала) регулируется их владельцами;

- раздел, открытый только зарегистрированным участникам проекта, обеспечивающий управление проектами этих участников. Порядок доступа к отдельным подразделам этого раздела определяется участниками конкретных проектов.

С точки зрения характера размещенных и предоставляемых порталом информационных услуг, можно выделить основной информационный content и разнообразные сервисы, предоставляемые порталом. Помимо сервисов, которые реализуются и администрируются в рамках отдельных проектов портала, на Internet портале предполагается сделать доступным сервис репликации выбираемого корпоративным заказчиком content (а) портала «Виртуальный корабль...» в его корпоративную базу знаний. Она может располагаться на Intranet портале корпоративного заказчика и получать (по его отдельному заказу) авторский content, закрытый в Internet на портале «Виртуальный корабль...». При этом, исходя из требований информационной безопасности заказчика, его Intranet портал может иметь соответствующе защищенный канал связи с Internet - Intranet порталом «Виртуальный корабль», или вовсе не иметь такового (корпоративная сеть заказчика отделена от Internet «воздушным зазором»).

Направленность проекта

Виртуальный корабль как система комплексного представления знаний о корабле должна предоставлять общественный (публичный) продукт и услуги, не являющиеся коммерческими. Здесь образовательные продукты и услуги предоставляются бесплатно по методическим вопросам и теоретическим описаниям, известным или опубликованным ранее. Прикладные знания, базы данных и конкретные проекты могут быть предоставлены авторами/владельцами таковых или с их разрешения как интеллектуальная собственность. Условия предоставления соответствующих презентаций, демонстрационных или рабочих версий оговариваются с авторами/владельцами на двусторонней, реже многосторонней основе.

Обсуждать идеи и предложения, предоставлять услуги по освоению новых товаров и технологий – это главные задачи Internet - портала «Виртуальный корабль – средство коммуникации, информационного и интеллектуального обеспечения взаимодействия специалистов морской индустрии».

Вместе с тем включение системы образования в процессы современного производства позволит уменьшить ее разрыв и отставание от опережающего развития наукоемкой техники и технологий.

Ожидаемые результаты проекта

1. Развитие технологий виртуальной реальности для повышения качества общего и профессионального образования в области судостроения, техники океана и освоения Мирового океана.

2. Повышение объема и доступности образовательных ресурсов за счет их постоянного накопления и обновления, многомерной структуризации и систематизации, новых возможностей представления и анализа информации

3. Привлечение наиболее высококвалифицированных специалистов научно-образовательных и производственных учреждений, интеграция интеллектуального потенциала и развитие европейского наукоемкого судостроения, машиностроения и средств освоения ресурсов Мирового океана.

4. Преодоление отставания научно-образовательной среды от опережающего развития наукоемкой и высокотехнологичной техники морской индустрии, разрешение трудностей освоения человеком новых сложных знаний.