| Закреплена за кафедрой | Кафедра цифровых технологий и бизнес-аналитики |
|---|---|
| Направление подготовки | 09.03.03. Прикладная информатика |
| Профиль | Управление IT-проектами; ERP-системы и прикладное программирование |
| Форма обучения | Заочная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | z09_03_03_Прикладная информатика_Профили-2023 |
|
|
||||||||||||||
Распределение часов по курсам
| Курс | 2 | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Практические | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Сам. работа | 98 | 98 | 98 | 98 |
| Часы на контроль | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году
Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2023-2024 учебном году на заседании
кафедры
Кафедра цифровых технологий и бизнес-аналитики
Протокол от 14.04.2023 г. № 8
Заведующий кафедрой Рудакова
| 1.1. | Целью изучения дисциплины является освоение технологий цифровых двойников, как систем комплексного многопараметрического моделирования различных продуктов, производственных процессов и систем, а также знакомство с общей концепцией построения киберфизических систем, как новой технологической платформы формирования информационно-управляющей среды, объединяющей принципы и методы информационных и информационно-прикладных технологий, и предназначенной для решения задач промышленной автоматизации и управления Задачи дисциплины: Формирование компетенций в области построения и использования различных цифровых двойников Формирования навыков моделирования продуктов, производственных процессов и систем Приобретение знаний: о цифровых двойниках и принципах их практического применения; о различных видах моделирования, используемых при построении цифровых двойников Приобретение умений: создания различных видов моделей, используемых при построении цифровых двойников |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.О.01.ДВ.01 |
| ОПК-2 | Способен понимать принципы работы современных информационных технологий и программных средств, в том числе отечественного производства, и использовать их при решении задач профессиональной деятельности; |
| ОПК-2.1 | Знает современные информационные технологии и программные средства, в том числе отечественного производства при решении задач профессиональной деятельности |
| ОПК-2.2 | Умеет выбирать современные информационные технологии и программные средства, в том числе отечественного производства при решении задач профессиональной деятельности |
| ОПК-2.3 | Владеет навыками применения современных информационных технологий и программных средств, в том числе отечественного производства, при решении задач профессиональной деятельности |
| УК-1 | Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач |
| УК-1.1 | Знает основные теоретико-методологические положения системного подхода как научной и философской категории |
| УК-1.2 | Осуществляет поиск информации для решения поставленной задачи по различным типам запросов |
| УК-1.3 | Сопоставляет разные источники информации с целью выявления их противоречий и поиска достоверных суждений |
| УК-1.4 | Анализирует информацию и предлагает возможные варианты решения поставленной задачи, оценивая их достоинства и недостатки |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | экономические, правовые и организационно-управленческие основы реализации решений по созданию и функционированию предпринимательских структур, требования информационной безопасности; |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | использовать передовые цифровые технологии, направленные на развитие организации и повышение технологичности, комфорта и безопасности городской среды |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | Осуществляет реализацию организационно-управленческих решений по созданию и функционированию предпринимательских структур и бизнеса с использованием современных программных средств; навыками формирования предложений по развитию организации на основе создания и ведения баз данных по различным показателям ее функционирования |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Курс | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Концепция цифровых двойников. Структура и состав цифровых двойников | ||||||
| 1.1. | Концепция цифровой экономики и индустрии 4.0. Референсная архитектурная модель для Индустрии 4.0. Понятия цифровой тени и цифрового двойника. Концепция и стандартные определения цифрового двойника. Примеры реализации цифровых двойников в различных отраслях: машиностроение, строительство, логистика и др. Перспективы развития цифровых двойников: цифровые двойники персонала и региональные цифровые двойники | Практические | 2 | 0,5 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 1.2. | Имитационные модели, базы данных, интеллектуальные программные модули класса генетических оптимизационных алгоритмов, подсистемы интеллектуального анализа данных (data mining) | Практические | 2 | 0,5 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 1.3. | Работа с литературой. | Сам. работа | 2 | 16 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| Раздел 2. Моделирование с использованием CAD/CAM/CAE систем | ||||||
| 2.1. | Понятие и назначение систем автоматизированного проектирования (САПР). Концепция CAD/CAM/CAE. Механизмы имитационного моделирования в CAD/CAM/CAE системах. | Практические | 2 | 0,5 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 2.2. | Практические примеры использования CAD/CAM/CAE систем при построении цифровых двойников в различных отраслях | Практические | 2 | 0,5 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 2.3. | Работа с литературой | Сам. работа | 2 | 16 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| Раздел 3. Моделирование с использованием геоинформационных систем | ||||||
| 3.1. | Классификация географических данных. Подходы к интеграции географических данных в цифровые двойники. Использование статических и динамических карт. Принципы организации данных геоинформационных систем. Механизмы визуализации результатов моделирования в геоинформационных системах. | Практические | 2 | 0,5 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 3.2. | Примеры практического использования геоинформационных систем при построении цифровых двойников | Практические | 2 | 0,5 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 3.3. | Работа с литературой | Сам. работа | 2 | 16 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| Раздел 4. Понятия и определения киберфизических систем | ||||||
| 4.1. | Понятие киберфизической системы. Концепция киберфизических систем. Основные структурные части киберфизических систем. Примеры киберфизических систем. Принципы мехатроники, искусственного интеллекта, «больших данных», «глубокого обучения», системы распознавания образов. | Практические | 2 | 0,5 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 4.2. | Концептуальная модель киберфизической системы. Уровни концептуальной модели киберфизической системы: физический, сетевой, хранилище данных, обработка и аналитика, уровень приложений. Основные технологии в киберфизических системах. | Практические | 2 | 1 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 4.3. | Работа с литературой | Сам. работа | 2 | 16 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| Раздел 5. Киберфизические системы в Индустрии 4.0 | ||||||
| 5.1. | Основы промышленного интернета вещей и производственных киберфизических систем. Индустриальные киберфизические системы. Сферы применения индустриальных киберфизических систем. | Практические | 2 | 0,5 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 5.2. | Проектирование индустриальных киберфизических систем. Защита информации в системах. Информационная безопасность. | Практические | 2 | 1 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 5.3. | Работа с литературой. Подготовка к промежуточной аттестации по дисциплине. | Сам. работа | 2 | 34 | УК-1.1, УК-1.2, УК-1.3, УК-1.4, ОПК-2.1, ОПК-2.2, ОПК-2.3 | Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3, Л2.2, Л2.3 |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| 1. Опишите инжиниринговые инструменты для создания ЦД и их эволюцию. 2. ЦД и оптимизация изделия, аддитивные технологии. 3. Опишите технологии сбора и обработки данных для создания ЦД. 4. Опишите технологии математического моделирования и цифровых теней. 5. Что такое ЦД, облака и периферийные вычисления? 6. Опишите ЦД и новые человеко-машинные интерфейсы. 7. ЦД и блокчейн. 8. Схема ЦД и роль составляющих технологий. При проведении текущего контроля обучающимся будет задано два вопроса, на которые они должны дать ответы. Критерии оценивания: 100 баллов – при правильном и полном ответе на два вопроса; 75…99 баллов – при правильном и полном ответе на один из вопросов и правильном, но не полном ответе на другой из вопросов; 55…74 баллов – при правильном и неполном ответе на два вопроса или правильном и полном ответе только на один из вопросов; 35…54 баллов – при правильном и неполном ответе только на один из вопросов; 0…34 баллов – при отсутствии правильных ответов на вопросы. При проведении текущего контроля необходимо ответить на тестовые вопросы. 1. К какой концепции маркетинга относится следующее: «Проектирование и производство наиболее подходящего для вас продукта»? • Sharing • Digital marketing • Customization (правильный) • Agilemarketing 2. Какова цель создания направления TechNet? • Создание умных городов • Развитие передовых производственных технологий и создание нового поколения производств (правильный) • Развитие технологий, нацеленных на обеспечение информационной безопасности 3. Для каких целей можно использовать цифровой след потребителя? • Изменения дизайна сайта • Идентификации (правильный) • Совершения действий от имени покупателя • Группировки покупателей 4. Компьютерное проектирование (CAD) позволяет: • автоматически распределять заказы на производстве • создавать 3D-модели (правильный) • оформлять финансовую документацию • создавать 5D-модели • оформлять конструкторскую документацию 5. Свойствами информации, наиболее актуальными при обеспечении информационной безопасности являются: • Целостность (правильный) • Доступность • Актуальность 6. Интернет вещей – это • Покупка товаров через интернет • Вид цифровых технологий (правильный) • Передача вещей между пользователями 7. Киберфизическая система это… • информационно-технологическая концепция, подразумевающая интеграцию вычислительных ресурсов в физические сущности любого вида, включая биологические и рукотворные объекты (правильный) • система, предназначенная для хранения, поиска и обработки информации, и соответствующие организационные ресурсы (человеческие, технические, финансовые и т. д.), которые обеспечивают и распространяют информацию • организационно-техническая система, обеспечивающая выработку решений на основе автоматизации информационных процессов в различных сферах деятельности (управление, проектирование, производство и тому подобное) или их сочетаниях 8. Цифровой двойник позволяет описывать технологические процессы, связанные с серийным производством. • Верно (правильный) • Неверно Критерии оценивания: - 75 – 100 баллов – при ответе на >75% вопросов - 0 – 74 баллов – при ответе на <75% вопросов |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Реферат должен представлять собой обзор кейсов (не менее 3 кейсов) применения цифровых двойников в различных отраслях (по указанию преподавателя). При этом должны быть выявлены общие принципы использования цифровых двойников в данной сфере, виды используемых моделей, способы формирования требований к результатам моделирования и организация процесса. Реферат должен содержать титульный лист, общее описание кейсов, классификацию вывяленных моделей, описание алгоритма моделирования, описание, каким образом полученные результаты используются в процессе принятия решений, списка используемых источников. Примерные темы: 1 Цифровые двойники в автомобилестроении 2 Цифровые двойники в судостроении 3 Цифровые двойники в авиастроении 4 Цифровые двойники в станкостроении 5 Цифровые двойники в строительстве 6 Цифровые двойники в логистике 7 Цифровые двойники в управлении персоналом 8 Цифровые двойники в сельском хозяйстве 9 Цифровые двойники в региональном управлении 10 Цифровые двойники в торговле |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Формой промежуточной аттестации является зачет, в процессе которого определяется сформированность обозначенных в рабочей программе компетенций. Инструментом измерения сформированности компетенций является ответ на зачётные вопросы. Обучающийся получает зачет, если получены верные ответы на зачетные вопросы. Пример зачетных вопросов: 1. Инжиниринговые инструменты для создания ЦД и их эволюция 2. ЦД и оптимизация изделия, аддитивные технологии 3. Технологии сбора и обработки данных для создания ЦД 4. Технологии математического моделирования и цифровых теней 5. ЦД, облака и периферийные вычисления 6. ЦД и новые человеко-машинные интерфейсы 7. ЦД и блокчейн 8. Схема ЦД и роль составляющих технологий 9. ЦД как способ преодоления сложности инженерных систем 10. ЦД и концепция MBSE 11. ЦД как интеграция этапов жизненного цикла изделия 12. Объединение ЦД в комплексных объектах и их взаимодействие 13. Типы ЦД и их классификация 14. Классификация ЦД по уровню сложности 15. Классификация ЦД по уровню зрелости 16. Другие виды классификации и обобщенная схема 17. Трактовка термина «ЦД» в разных отраслях экономики 18. Границы восприятия термина «ЦД» в профессиональном сообществе 19. Перечислите основные структурные части киберфизических систем. 20. В чем отличия «узкой» и «широкой» трактовки понятия киберфизических систем? 21. В чем отличия «узкой» и «широкой» трактовки понятия киберфизических систем? 22. Опишите связь понятий Интернета вещей и киберфизических систем. 23. Сущность цифрового проектирования. 24. Сущность математического моделирования. 25. Сферы применения индустриальных киберфизических систем. 26. Проектирование индустриальных киберфизических систем. 27. Защита информации в системах. 28. Информационная безопасность. Оценивание обучающегося на зачёте Критерии оценивания при ответе на вопросы: - 75–100 баллов – при правильном и полном ответе на два вопроса; - 55–74 баллов – при правильном и полном ответе на один из вопросов и правильном, но не полном ответе на другой из вопросов; - 35–54 баллов – при правильном и неполном ответе только на один из вопросов; - 0–34 баллов – при отсутствии правильных ответов на вопросы. |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Ю. И. Грибанов, М. Н. Руденко | Цифровая трансформация бизнеса: учебное пособие | Москва : Дашков и К°, 2023 | biblioclub.ru |
| Л1.2 | М. Н. Конягина | Основы цифровой экономики : учебник и практикум для вузов | Юрайт, 2021 | URL: https://urait.ru/bcode/468187 |
| Л1.3 | Кудряшов А.А. | Промышленные технологии и инновации: учебное пособие | Поволжскийгосударственный университет телекоммуникаций и информатики, 2017 | URL: http://www.iprbookshop.ru/75404.html |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Е. С. Григорян, И. А. Юрасов. | Корпоративная социальная ответственность : учебник | Москва : Дашков и К°, 2023 | biblioclub.ru |
| Л2.2 | А. В. Макшанов, А. Е. Журавлев, Л. Н. Тындыкарь. | Большие данные. Big Data : Учебник для вузов | Санкт-Петербург : Лань, 2024 | URL: https://e.lanbook.com/book/362318 |
| Л2.3 | Д. С. Кокорев, Е. В. Корнеева, В. Г. Сидоренко, А. М. Шаш | Математические методы интеллектуального управления: учебное пособие | Москва : Российский университет транспорта (РУТ (МИИТ), 2021 | biblioclub.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Курс на образовательном портале | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), бессрочно Windows 7 Professional (№ 61834699 от 22.04.2013), бессрочно 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), бессрочно AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), бессрочноMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| СПС КонсультантПлюс (инсталлированный ресурс АлтГУ или http://www.consultant.ru/). Профессиональные базы данных: 1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com); 2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); 3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru) | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 103С | лаборатория информационных технологий - компьютерный класс – учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации; помещение для саостоятельной работы | Учебная мебель на 16 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная; марка ASUSTeK Computer INC модель P8B75-M - 15 единиц; мониторы: марка Asus модель VW224 - 15 единиц |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| Изучение учебной дисциплины студентами предусматривает два вида работ: - работа с преподавателем; - самостоятельная работа. Работа с преподавателем осуществляется на практических занятиях. Последовательность проведения данных занятий, их содержание определяются настоящей программой. Посещение данных занятий является обязательным для всех студентов. Практическое занятие требует подготовки студентов, предусматривающей изучение теоретического материала по теме занятия с использованием учебной литературы, перечень которой приведен в рабочей программе.Результат такой работы должен проявиться в способности свободно ответить на теоретические вопросы,обсуждаемые на практическом занятии, выступать и участвовать в коллективном обсуждении вопросов изучаемой темы, правильно выполнять практические задания. Вторым видом работы студента, выполняемым им при изучении курса, является самостоятельная работа, которая помимо подготовки к практическим занятиям предусматривает изучение нормативных, правовых актов и рекомендованной основной и дополнительной литературы. Цель самостоятельной работы - закрепить полученные знания на лекционных и практических занятиях, углубить и расширить их, сформировать умения и навыки по решению вопросов, составляющих содержание курса. При необходимости в процессе самостоятельной работы студент может получить индивидуальную консультацию у преподавателя. |