Разработка технологии создания цифровых двойников на основе ресурсов облачной вычислительной платформы в вычислительном центре (на прим

Дипломная работа по направлению 09.03.03 «Прикладная информатика»: "Разработка технологии создания цифровых двойников на основе ресурсов облачной вычислительной платформы в вычислительном центре (на примере ЦОД)"

Цифровой двойник — это не просто виртуальная 3D-модель, это сложная программная система, которая в реальном времени имитирует поведение реального физического объекта или процесса. Для создания и эксплуатации таких высокоточных моделей требуются огромные вычислительные мощности, которые гибко и экономически эффективно используют облачные платформы.

Бесплатная консультация по вашей теме: Telegram: @Diplomit Телефон/WhatsApp/MAX: +7 (987) 915-99-32, Email: admin@diplom-it.ru,

Актуальность темы

Для современных вычислительных центров (ЦОД) и промышленных предприятий цифровые двойники становятся ключевым инструментом для прогнозирования поведения систем, оптимизации их работы и предотвращения сбоев. Однако развертывание инфраструктуры для их создания на собственных мощностях часто является дорогостоящим и сложным в управлении. Актуальность разработки cloud-ориентированной технологии создания цифровых двойников заключается в предоставлении доступа к этому мощному инструменту без необходимости инвестиций в дорогое «железо», что особенно важно для среднего бизнеса и исследовательских учреждений.

Цель исследования

Целью работы является разработка унифицированной технологии построения и запуска цифровых двойников сложных систем с использованием ресурсов и сервисов публичных облачных платформ (таких как Yandex Cloud, AWS или Azure) для их последующего использования в вычислительном центре.

• Хотите заказать дипломную работу по направлению «Технологии разработки программного обеспечения» на тему "Разработка технологии создания цифровых двойников на основе ресурсов облачной вычислительной платформы в вычислительном центре"? Это можно сделать на этой странице.

Задачи исследования

• Проанализировать объекты для моделирования (например, систему охлаждения ЦОД или технологическую линию) и формализовать требования к их цифровым двойникам.
• Исследовать возможности и сервисы облачных платформ (виртуальные машины, Kubernetes, облачные базы данных, IoT-сервисы) для построения и эксплуатации моделей.
• Разработать архитектуру и технологию развертывания цифрового двойника в облаке, обеспечивающую масштабируемость и интеграцию с источниками данных в реальном времени.
• Реализовать практический кейс — создание цифрового двойника выбранной системы и испытание технологии на облачной платформе.

Бесплатная консультация по вашей теме: Telegram: @Diplomit Телефон/WhatsApp/MAX: +7 (987) 915-99-32, Email: admin@diplom-it.ru,

Объект и предмет исследования

Объект исследования: процесс создания и эксплуатации цифровых двойников сложных инженерных систем.

Предмет исследования: методы и cloud-технологии для построения, запуска и масштабирования цифровых двойников.

Примерное содержание работы (План)

Структура работы будет отражать процесс разработки сквозной технологии. В первой главе будет проведено исследование предметной области: определены понятия цифрового двойника и его отличия от симуляции, проанализированы наиболее подходящие для переноса в облако типы моделей (например, на основе данных или физические). Также будет проведен сравнительный анализ облачных провайдеров и их сервисов с точки зрения цены и производительности для задач моделирования.

Вторая глава будет посвящена проектированию самой технологии. Мы разработаем общую архитектуру решения, которая будет включать: модуль сбора данных с датчиков реального объекта (через IoT-хабы), модуль предобработки и хранения данных в облачном хранилище (например, S3), вычислительный кластер (например, на основе Kubernetes) для запуска моделирующего кода и визуализационный интерфейс для отображения результатов. Будет разработана инструкция по развертыванию всех компонентов в облаке.

В третьей, практической главе, технология будет апробирована на конкретном примере. В качестве кейса будет выбран объект (например, система электроснабжения ЦОД). Будет написана его модель (на языке Python с библиотеками NumPy/SciPy или в специализированной среде). Далее эта модель будет развернута в облаке по разработанной технологии, подключена к потоку synthetic или реальных данных и протестирована под нагрузкой. Будет оценена точность прогнозирования и экономическая эффективность cloud-решения.

Ожидаемые результаты и их практическая польза

Ключевым результатом работы станет отчетная документация и готовые скрипты, составляющие технологию развертывания цифровых двойников в облачной среде. Практическая польза заключается в:

• Доступности передовых технологий: Предприятия малого и среднего размера получат доступ к инструменту цифровых двойников без крупных капитальных затрат, используя модель оплаты по подписке (pay-as-you-go).
• Масштабируемости: Облачная платформа позволяет легко увеличивать вычислительную мощность для более сложных моделей или их количества.
• Для вычислительного центра: Данная технология может стать новой коммерческой услугой — предоставление мощностей и экспертизы для создания и running цифровых двойников для сторонних заказчиков.

Этот проект — прорывной пример того, как разработка программного обеспечения в связке с облачными технологиями позволяет создавать сложнейшие системы и открывать новые бизнес-возможности.