Многопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы как элемент современной цифровой образовательной среды

Аннотация

Постановка проблемы: одним из ключевых сдерживающих факторов качественной подготовки инженерных кадров
для цифровой экономики является отсутствие в региональных университетах России доступа к современному лаборатор-
ному оборудованию. Среди эффективных подходов к решению указанной проблемы находится организация удаленного
доступа к экспериментальному оборудованию на основе концепции мультиарендности. Цель: разработка способа органи-
зации высокотехнологичной цифровой образовательной среды, обеспечивающей выполнение лабораторных исследований
в удаленном многопользовательском режиме при подготовке инженерных кадров с применением технологии контекстного
обучения. Методы: создание унифицированной структуры сегмента цифровой образовательной среды, основой которой
являются многопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы с унифицированной структурой
и специальной методикой адаптации таких систем под различные условия их эксплуатации. Результаты: разработана и
апробирована унифицированная структура сегмента цифровой образовательной среды. Ее основными элементами явля-
ются web-лаборатория, обеспечивающая регламентированный доступ обучаемых к лабораторным исследованиям, и мно-
гопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы, реализующие эти исследования посредством
параллельного обращения обучаемых к разделяемым ресурсам — автоматизированным лабораторным макетам/стендам/
установкам. Созданный программный комплекс для сбора и обработки статистической информации о функционировании
многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем как систем массового обслуживания лежит
в основе предложенной методики их адаптации к различным условиям функционирования. Предложенный сегмент циф-
ровой образовательной среды позволяет реализовывать ряд направлений контекстного обучения, в том числе применение
в экспериментальных исследованиях современных компьютерных измерительных технологий; исследование характеристик
цифрового двойника лабораторного макета/установки с применением типовых методик; идентификацию и верификацию
математических моделей как исследуемых объектов, устройств, процессов и явлений, так и образцов многопользователь-
ских систем в виде соответствующих систем массового обслуживания; апробацию различных алгоритмов диспетчеризации
разделяемого ресурса. Практическая значимость: предложенная структура сегмента образовательной среды обеспечивает
подготовку инженеров с применением инновационных аппаратно-программных решений; эксплуатацию экспериментально-
го оборудования на основе концепции мультиарендности, в десятки раз сокращая себестоимость оснащения одного рабоче-
го места обучающегося; применение на системном уровне технологии контекстного обучения.