Сотрудники Центра НТИ СПбПУ организовали круглый стол «Лучшие практики системного инжиниринга в образовании» на конференции SAEC-2022
В проведении круглого стола участвовали две лаборатории Центра НТИ СПбПУ — «Промышленные системы потоковой обработки данных» и «Цифровое моделирование индустриальных систем».
13-14 октября в Санкт-Петербургском политехническом университете Петра Великого состоялась XXVI Международная научно-практическая конференция «Системный анализ в проектировании и управлении» (SAEC-2022), собравшая более 250 очных и онлайн-участников.
Мероприятие организовано Высшей школой киберфизических систем и управления Института компьютерных наук и технологий СПбПУ и Южным федеральным университетом (Ростов-на-Дону, Таганрог). Основная цель конференции — представление и обсуждение новых результатов научных исследований и практических достижений в области теории систем, системного анализа и теории управления.
Почетный председатель программного комитета конференции — научный руководитель СПбПУ академик РАН Ю.С. Васильев. Сопредседатели — д-р техн. наук, проф. В.Н. Козлов и д-р экон. наук, проф. В.Н. Волкова. Ученые секретари конференции — канд. техн. наук, доц. С.В. Широкова, канд. экон. наук, доц. А.В. Логинова.
В ходе конференции ученые из разных городов России, а также Беларуси, Боснии и Герцеговины, Бразилии, Вьетнама, Ирака, Китая, Кореи, Монголии, Сирии и других стран представили широкий спектр работ по развитию и практическому применению разнообразных концепций, опирающихся на исходные понятия системных представлений. Разносторонний и глубокий доклад «Системный анализ управления наукой, образованием, разрешением конфликтов» представил д-р техн. наук, профессор, завотделом Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН Г.Г. Малинецкий.
В рамках конференции лаборатории Центра НТИ СПбПУ «Промышленные системы потоковой обработки данных» и «Цифровое моделирование индустриальных систем» совместно организовали два круглых стола – «Лучшие практики системного инжиниринга в образовании» и «Моделирование в технических и социально-экономических системах».
13 октября состоялся круглый стол «Лучшие практики системного инжиниринга в образовании». Модератором круглого стола выступила ученый секретарь конференции SAEC-2022, доцент Высшей школы бизнес-инжиниринга Института промышленного менеджмента, экономики и торговли СПбПУ, ведущий научный сотрудник Лаборатории ПСПОД Светлана Широкова.
Сотрудники Лаборатории ПСПОД техник Михаил Шекера и программист Александр Купцов представили доклад «Разработка и внедрение виртуальных учебных моделей с использованием средств виртуальной реальности». Докладчик, Михаил Шекера, осветил результаты изучения международного опыта интеграции обучающих симуляторов в процесс подготовки кадров в различных сферах деятельности и представил результаты исследования продуктивности существующих решений в выбранной области. В рамках данного исследования были рассмотрены статьи из баз данных РИНЦ и Scopus, в том числе материалы как об изменении возможностей оборудования виртуальной реальности, так и об ее использования её в качестве альтернативы труднореализуемым в реальном мире учебным практикам. Исследование подтвердило связь между использованием VR-тренажеров и степенью подготовленности как студентов, так и сотрудников к отработанным ситуациям.
Олеся Прохорова, техник Лаборатории ПСПОД (в соавторстве с программистом Лаборатории ПСПОД Александром Купцовым) описала возможности использования виртуального пространства в сфере дополнительного образования на примере 3D-помещения, смоделированного по чертежам существующей аудитории учебного корпуса. В качестве инструментов использовались программа для создания 3D-моделей Blender и межплатформенная среда для разработки компьютерных игр и проектов Unity.
Елизавета Никулина, специалист Лаборатории ПСПОД представила ход проекта по разработке сервиса оценки удобочитаемости текста с применением технологий машинного обучения для повышения качества новостного, образовательного и научного контента веб-сайта высшего учебного заведения (соавтор доклада – инженер-исследователь Лаборатории ПСПОД Алина Черкас). В докладе были рассмотрены методы и подходы к оценке удобочитаемости, показано соответствие классических метрик оценки сложности текста и экспертных оценок, предложен комбинированный подход к определению уровня удобочитаемости текста. Докладчик представила алгоритм градиентного бустинга XGBoost как инструмент для реализации нейросетевого подхода к оценке удобочитаемости и описала этапы создания нейросетевой модели и полученные результаты.
Далее выступила директор Центра открытого образования СПбПУ Светлана Калмыкова. Соавторы доклада — заведующий Лабораторией ПСПОД Марина Болсуновская, программист Лаборатории ПСПОД Василий Васильев и доцент Высшей школы программной инженерии Института компьютерных наук и технологий СПбПУ Ирина Шошмина.
Светлана Владимировна представила проект, реализуемый Центром Открытого образования совместно с сотрудниками различных подразделений СПбПУ. Это цифровой сервис для персонализированного проектирования образовательных программ «Обучение F3 — Future, Fusion, Flexible», который создается в рамках стратегического проекта «Технополис «Политех» программы «Приоритет-2030». Он основан на методике системного инжиниринга мультидисциплинарных образовательных программ для научных организаций и промышленных предприятий. Цифровой сервис реализует конструктор индивидуальных образовательных траекторий и предоставляет пользователям набор инструментов для автоматизации подбора элементов дисциплин в соответствии с заданным профессиональным профилем обучающегося. Для построения мультидисциплинарных образовательных программ используется стратегия микрообучения и формирования микромодулей.
Специалист Лаборатории ПСПОД Виктория Подмарькова и младший научный Александра Петряева рассказали о методике ручной разметки спутниковых снимков земной поверхности с космического аппарата Аист-2Д, которая была разработана в Лаборатории ПСПОД в рамках работы со школьниками при проведении конкурса «Космическая идентификация объектов и искусственный интеллект» (программа «Дежурный по планете»). Докладчик, Виктория Подмарькова, представила разработанные в Лаборатории ПСПОД алгоритмы классической ручной сегментации изображений и методику ручной разметки обучающих и тестовых изображений для последующего анализа и применения в области глубоких свёрточных нейронных сетей.
Другой аспект этой темы был раскрыт в следующем докладе «Обзор методов семантической сегментации спутниковых снимков земли с применением нейросетевых технологий», представленном техником Лаборатории ПСПОД Яной Махонько (соавторы – младший научный сотрудник Лаборатории ПСПОД Александра Петряева и ведущий специалист Лаборатории ПСПОД Лидия Дмитриева).
В докладе были рассмотрены возможности применения космических снимков разной точности, обрабатываемых с помощью нейросетевых технологий, для экологического мониторинга Земли. Многие локальные и глобальные экологические проблемы могут быть выявлены с использованием спутниковых снимков разной детальности: высокого и низкого разрешения. Снимки высокого разрешения используют для мониторинга локальных проблем, например, зоны вырубки вблизи городов, а низкого разрешения – для большего охвата территории, например, зоны пожаров. В рамках исследования были проанализированы статьи из базы научных публикаций Scopus. Результаты данного исследования могут быть использованы руководителями подразделений при подборе инструмента моделирования для решения задач сегментирования и классификации отдельных участков, учитывая разные классы, задачи и отрасли.
Научный сотрудник Лаборатории «Цифровое моделирование индустриальных систем» Центра НТИ СПбПУ, старший преподаватель Высшей школы киберфизических систем и управления Института компьютерных наук и технологий СПбПУ Инна Селедцова представила доклад о тиражировании использования подходов системного инжиниринга в обучении специалистов индустриальных партнеров (в соавторстве с главным инженером проекта Лаборатории ПСПОД Андреем Кузьмичевым). Докладчик провела сравнение образовательных моделей, таких как problem-based learning (проблемно-ориентированное обучение), challenge-based learning (обучение через вызов), learning-by-doing (обучение действием), case-study learning (обучение через анализ конкретных учебных ситуаций) в контексте обучения сотрудников индустриальных партнеров. Сравнение учитывает как специфику программ по обучению системному инжинирингу, так и специфику индустриальных компаний и возможные модели компетенций, включающие в себя как soft, так и hard компетенции специалистов. В результате сравнения сделаны выводы по возможностям и ограничениям каждой модели обучения.
Далее тот же спикер представила доклад «Разработка магистерской программы «разработка платформенных решений в области системного и цифрового инжиниринга», в соавторстве с главным инженером проекта Лаборатории ПСПОД Андреем Кузьмичевым. Инна Алексеевна представила обзор существующих магистерских программ по подготовке инженерных кадров в области системного и цифрового инжиниринга в российских вузах, результаты которого легли в основу проектирования новой магистерской программы «Разработка платформенных решений в области системного и цифрового инжиниринга» в СПбПУ. Докладчик осветила методологические аспекты разработки новой магистерской программы, а также концепцию образовательного процесса от этапа отбора студентов до выпуска с программы с учетом таких аспектов, как привлечение промышленных партнеров, участие студентов в стажировках и использование в образовательном процессе собственной виртуальной лаборатории — кросс-отраслевой мультидисциплинарной Цифровой платформы разработки цифровых двойников CML-Bench™, реализующей методологию G-MBSE.
Круглый стол был организован в соответствии с планом реализации программы Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» (Соглашение о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий в соответствии с п. 4 статьи 78.1 Бюджетного кодекса Российской федерации от 14.07.2022 № 075-15-2022-1154, проект «Цифровое моделирование, проектирование и оптимизация производственных процессов и деятельности компаний реального сектора экономики», мероприятие «Тиражирование лучших практик передовых инженерных школ для подготовки и переподготовки инженеров».
