Применение цифрового двойника информационной платформы предприятия в производственных и учебных процессах с учетом функционально-стоимостных и временных ограничений (на примере бизнес-процессов базовой кафедры информационных технологий)

Abstract

Введение. В настоящий момент при реализации проектов по разработке и производству высокотехнологичной продукции разработчики работают в кооперации. В рамках таких проектов создаются цифровые платформы, позволяющие снизить транзакционные издержки за счет модернизации и алгоритмизации бизнес-процессов. Применение двойника такой предметно-ориентированной платформы в корпоративной информационной системе университета позволит модернизировать его учебные программы, а также повысить эффективность подготовки студентов. Цель исследования. Рассмотреть системную модель трансформации процесса обучения с использованием цифрового двойника информационной платформы, позволяющей решать актуальные задачи в заданной предметной области. Разработать методику применения функционально-стоимостного анализа при учете заданных ограничений на располагаемые проектные ресурсы, включая временные. Методы исследования, использованные в работе: – принципы методологии системной инженерии (процессного подхода, жизненного цикла и др.); – комплексный подход и структурный анализ процесса проектирования по методологии SADT (Structured Analyze and Design Technology); – функциональное моделирование (в нотации IDEFO). Результаты. Предложен метод определения ресурсных ограничений, включая временные, на основе функционально-стоимостного анализа (ФСА) по моделям процессов в исследуемой предметной области с использованием информационной платформы. Предложен модульный подход, основанный на логике прямого и обратного отношений композиции – декомпозиции, путем выделения элементарных объектов исследуемой предметной области по правилам дифференциально-интегрального исчисления (определённых и неопределённых интегралов) и далее теории динамических систем. Подход демонстрируется на решении задачи формирования учебных программ по дисциплинам базовой кафедры «Информационные технологии в машиностроении», связанных с производственной деятельностью. Показано, что применение предложенного подхода позволяет формализовать противоречия в компетенциях студентов с требованиями работодателей и определить компромиссные решения для их устранения. Заключение. Разработанный подход системного функционального моделирования на основе цифрового двойника платформы предметно-ориентированной области позволяет произвести количественную оценку трудозатрат при ресурсных ограничениях, включая временные. Introduction. Currently, developers work in cooperation in implementing projects for the development and production of high-tech products. Digital platforms are being created for these projects that reduce transaction costs by modernizing and algorithmization business processes. The applying of such a subject-oriented platform of digital twin in the corporate information system of the University allows modernizing its educational programs, as well as improving the efficiency student training. Aim. The purpose of the article is to consider a transformation systematic model of the educational process by using the digital twin of an information platform that provides solving actual problems in researched subject area. It is necessary to develop a method for applying ABC-cost accounting the specified restrictions on available project resources, including time. Materials and methods. The methods used in the work: the principles of system engineering methodology (process approach, life cycle, etc.); the complex approach and structural analysis of the design process using the SADT methodology (structured analysis and design technology); the functional modeling (in IDEF0 notation). Results. It was suggested a method for determining resource constraints including time constraints, based on ABC-cost of process models in the researched subject area using an information platform. A modular approach based on the logic of direct and inverse composition – decomposition relations is proposed. The elementary objects of the researched subject area according to the rules of differential integral calculus (definite and indefinite integrals) and then the theory of dynamical systems were identified. Conclusion. The developed approach of system functional modeling based of the platform digital twin of the subject-oriented area provides a quantitative working hour costs including time and resource constraints.