В последние годы учебные фабрики расширились, особенно в Европе. Они стали оснащаться множеством видов разнопланового оборудования, которое различается по размеру, объёму, функциям и сложности. Все эти усилия по усовершенствованию механизированного/станочного парка, направлены на улучшение опыта обучения студентов и участников отрасли во многих областях знаний (в основном это касается области производства и транспортной инженерии). Такие заводы предоставляют широчайшие возможности для тесного сотрудничества университетов с производственными компаниями. Каждый из них пользуется преимуществами такого взаимодействия.

Для университета это реалистичная среда для образования, повышения профессиональной подготовки и исследований, особенно в областях, связанных с производством и транспортом. С помощью обучающих фабрик можно проводить различные анализы и моделировать сценарии не только для производства, но и для смежных отраслей. Это позволяет подготовить будущих выпускников к правильному реагированию на различные сценарии, которые постоянно разворачиваются в реальной компании.
А сами производственные компании могут создавать очень успешную среду для развития теоретических и практических знаний/навыков, как новых, так и опытных сотрудников. Актуальной для всех сейчас видится задача по переподготовке сотрудников к процессам Индустрии 4.0. Они также могут разрабатывать различные производственные сценарии и сценарии рисков, не переставая переносить успешный опыт в реальные производственные процессы.

В этой статье представлена концепция обучающей фабрики, включающей производственный цикл и логистический кластер, которая использует не только физические объекты, но и использует цифровые двойники, работающие с облачными платформами. Начнём с того, что киберфизические системы необходимо рассматривать как технологию, соединяющую физические объекты с виртуальным миром. Облачные платформы открывают многообещающие перспективы для будущего сотрудничества между разными университетами/производствами/научным сообществом. Описанная архитектура позволяет моделировать цифровую обучающую фабрику. Огромный объём собираемых данных требует высокой концентрации в сфере облачных вычислений.

Архитектура логистической платформы

Использование современных информационных и коммуникационных технологий играет ключевую роль в текущей глобальной конкурентной среде для обеспечения долгосрочной устойчивости производственных компаний. Обучающая фабрика по назначению может включать в себя, кроме производственных задач, также основные логистические процессы. Такая комбинаторность необходима для разработки и демонстрации процессов производства или транспортировки, и должна находиться в среде, где реальность заменяется виртуальной компьютерной моделью и другими инновационными элементами информационных технологий. Таким образом, фабрика может иметь различную архитектуру и структуру. Подходящая архитектура для различных целевых задач может быть успешно построена на облачной платформе.

Облако – это модель обмена информацией (данными), основанная на распределённых мощностях глобального Интернета. Это понятие также может быть определено как предоставление услуг или сервисных программ серверами, доступ к которым можно получить посредством сети Интернет. Пользователи могут получить к ним удалённый доступ, например, с помощью веб-браузера или почтового клиента. Если предполагается, что услуга платная, то пользователи платят не за собственно приобретение программного обеспечения, а за его использование (так называемая подписка). Принцип работы сервисов и продуктов в облаке заключается в том, что они предоставляют пользователю вычислительную мощность или дисковое пространство на сервере.

Промышленные киберфизические системы являются основной технологией, способствующей развитию Индустрии 4.0, которая сочетает в себе прежнюю традиционную промышленную и управляющую инженерию с новыми технологическими парадигмами (например, технологии больших данных, интернет вещей, искусственный интеллект и машинное обучение) для создания самообучающихся и самонастраивающихся цифровых двойников способных проводить инновационные усовершенствования в формате даже целых заводов.

Принцип работы сервисов и продуктов в облаке заключается в том, что они предоставляют пользователю вычислительную мощность или дисковое пространство большого количества серверов. Во многих случаях это делается в форме специализированных приложений, предложения которых варьируются от офисных до систем распределённых вычислений и операционных систем, работающих в браузерах, таких как eyeOS, Cloud или iCloud.

Модель работы распределённой облачной системы рассказывает о том, что предлагается в рамках сервиса – будь то программное обеспечение, аппаратное обеспечение или их комбинация:

IaaS (Infrastructure as a Service) – Инфраструктура как услуга – сервис позволяет преобразовывать физические логистические ресурсы в виртуальные облачные агенты.

Paas (Platform as a service) – Платформа как услуга – интеллектуальное согласование данных со своим предшественником, облегчает выполнение синхронизированного процесса выполнения заказа, а интеллектуальная система синхронизации, работающая на уровне планирования, предназначена для решения проблем координации.

SaaS (Software as a Service ) – Программное обеспечение как услуга – аналитические сервисы должны быть доступны в виде программного приложения, работающего в облачной инфраструктуре, а возможности этого приложения предоставляются через программный интерфейс.

Модели более высокого уровня обслуживания, такие как SaaS, сокращают объём административной работы, связанной с выполнением анализа, и более удобны для конечного пользователя, который работает с использованием готового программного интерфейса. Модели с более низким уровнем обслуживания оставляют больше свободы при построении своей архитектуры всей системы и предоставляют больше возможностей настройки, но в то же время требуют больше административных навыков и разработки, а также развёртывания сложного программного обеспечения.

Онлайн-сервисы могут быть использованы для оперативной работы экспедиторских компаний. Например, для создания заявки на перевозку, организации документов, контроля работы менеджеров по логистике, мониторинга прибыльности компании.
Облачный сервис для автоматизации транспортной логистики также может быть установлен на серверах заказчика в формате SaaS, что позволяет оптимизировать маршруты, интегрируя систему мониторинга транспортных средств с ГЛОНАСС/GPS.

Облачные SaaS можно использовать для автоматического планирования маршрутов доставки. Таким образом, ядром логистической программы является уникальный алгоритм, который оптимально планирует маршруты с учётом всех ограничений, выбирая оптимальные и наиболее подходящие с точки зрения технических возможностей и транспортных затрат.

Например, вся среда обучения может быть адаптирована к индивидуальной реальной производственной среде участника обучения. Благодаря виртуальной реальности возможны новые формы отражения, например, запись процесса обучения для последующего анализа или демонстрации. Технические, дидактические и организационные требования, для интеграции с новыми технологическими достижениями, могут быть определены путём систематического анализа учебной литературы.