Промышленная автоматизация
С развитием интеллектуального производства и Индустрии 4.0 промышленный интернет вещей (IIoT) стал ключевым компонентом современных технологий автоматизации. В высшем образовании, особенно в таких специальностях, как автоматизация, электротехника и ее автоматизация, а также интеллектуальное управление, интеграция передовых технологий в учебный процесс стала ключевой задачей для университетов в целях повышения качества подготовки кадров. Традиционное экспериментальное обучение часто опирается на использование одного оборудования или смоделированных сред, что затрудняет точное отражение сложности промышленных объектов и требований к системной интеграции. Внедрение высокопроизводительных и стабильных систем IIoT позволяет не только обеспечить бесшовную интеграцию учебного контента с потребностями промышленности, но и эффективно повысить практические навыки и инженерное мышление студентов.
В университетской среде стабильность и скорость отклика системы напрямую влияют на опыт обучения студентов и эффективность экспериментов. Высокопроизводительная система IIoT должна обладать низкой задержкой сбора данных, возможностями обработки данных с высокой параллельностью и масштабируемой поддержкой аппаратного интерфейса.
В настоящее время многие отечественные производственные предприятия ускоряют свою цифровую трансформацию, что приводит к постоянному росту спроса на технических специалистов с практическим опытом работы в области промышленного интернета вещей (IIoT). Если университеты продолжат использовать устаревшие экспериментальные платформы, это приведет к разрыву между навыками выпускников и требованиями к работе. Действительно подходящая для университетов система IIoT должна поддерживать согласованную техническую архитектуру и пользовательский интерфейс с основными отраслевыми продуктами. Например, она должна использовать стеки протоколов связи, совместимые с такими производителями, как Siemens, Schneider Electric и Huawei, и быть оснащена средой программирования, соответствующей стандарту IEC 61131-3, что позволит студентам осваивать инструменты, фактически используемые на предприятиях, еще во время обучения. Кроме того, система может интегрировать политики безопасности корпоративного уровня, такие как иерархический контроль доступа, зашифрованная передача данных и защищенная от несанкционированного доступа запись журналов, помогая студентам сформировать всестороннее понимание кибербезопасности.
Эта модель обучения ?класс как мастерская? значительно повышает практические навыки студентов и их адаптивность к условиям труда.
Поддержка открытых интерфейсов и вторичной разработки для расширения пространства для инноваций в обучении
Отличная промышленная система IoT не должна ограничиваться демонстрацией предустановленных функций, но также должна иметь открытые API-интерфейсы и наборы инструментов разработки SDK, чтобы поощрять преподавателей и студентов к разработке персонализированных проектов. Например, преподаватели могут направлять студентов в разработке панелей анализа энергопотребления на основе системных данных или в создании моделей оценки состояния оборудования на основе машинного обучения. Студенты также могут использовать открытые фреймворки, такие как Python и Node-RED, для достижения кроссплатформенной визуализации данных и автоматизированного планирования задач. Такая открытость не только стимулирует энтузиазм студентов к инновациям, но и обеспечивает мощную поддержку научно-исследовательских проектов. Некоторые университеты успешно используют такие системы в национальных программах подготовки студентов к инновационной деятельности и предпринимательству, получив ряд патентов и авторских прав на программное обеспечение.
Междисциплинарная интеграция для содействия развитию междисциплинарных талантов
Современные промышленные системы IoT естественным образом обладают междисциплинарными характеристиками, интегрируя знания из различных областей, таких как автоматизация, информатика, телекоммуникационная инженерия и анализ данных. В университетском преподавании эта система может служить интеграционной платформой для междисциплинарных курсов.