ІНТЕГРАЦІЯ ПРИКЛАДНОГО КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ТА ПРОЄКТУВАННЯ СИСТЕМ ІНТЕРНЕТ-РЕЧЕЙ У ПІДГОТОВЦІ ЗДОБУВАЧІВ ОСВІТИ ІНЖЕНЕРНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

Анотація

Стаття присвячена критичній проблемі історичного розриву між теоретичною підготовкою здобувачів інженерних спеціальностей (що часто обмежується прикладним комп’ютерним моделюванням) та практичною реалізацією (зокрема, проєктуванням повноцінних систем Інтернету речей – ІоТ). Цей значний диспаритет у навчальному процесі безпосередньо суперечить актуальним вимогам Індустрії 4.0 та необхідності підготовки фахівців, здатних ефективно працювати з кіберфізичними системами (КФС). Автори обґрунтовують нагальну необхідність парадигмального переходу до КФС-Освіти, орієнтованої на формування наскрізних компетенцій сучасного інженера. Центральним і ключовим елементом цієї нової освітньої концепції виступає ідея цифрового двійника (Digital Twin). Саме цей інструментарій забезпечує безшовну, двосторонню конвергенцію та інтеграцію віртуального і фізичного середовищ, дозволяючи моделювати, контролювати та оптимізувати реальні фізичні процеси в режимі реального часу. З метою подолання виявленого розриву та забезпечення цілісності інженерної підготовки у статті запропоновано та детально описано оригінальну п’ятифазну модель життєвого циклу інтегрованого проєкту. Ця модель являє собою структурований та послідовний алгоритм роботи, що охоплює всі ключові етапи – від початкової ідеалізації та створення детермінованої математичної або комп’ютерної моделі через симуляційні та валідаційні процеси аж до емпіричної апробації (тестування в реальних умовах) та фізичного впровадження повномасштабної кіберфізичної системи. Окрему увагу приділено визначенню організаційно-педагогічних умов, необхідних для ефективного впровадження запропонованої п’ятифазної моделі у навчальний процес. Ключовою умовою виступає створення інтегрованого лабораторного комплексу, який має бути оснащений сучасними засобами для роботи з ІоТ, віртуальною/доповненою реальністю та інструментами для створення та використання цифрових двійників. Результати проведеного дослідження мають високу методологічну цінність і можуть слугувати теоретичною та практичною основою для реформування інженерних освітніх програм, зокрема для формування необхідних наскрізних професійних компетенцій КФС-інженера, здатного проєктувати, розробляти та експлуатувати складні кіберфізичні системи в умовах глобалізованого цифрового виробництва.