A digital twin of a vessel as an independent multidisciplinary didactic unit of maritime educational programs

This article provides a brief description of the digital twin concept, both in general and as it applies to maritime shipping. The need for a separate "digital twin" didactic unit in maritime educational programs is analyzed, and the corresponding arguments are presented. Selected information on existing courses at Russian universities focused on mastering the digital twin concept is summarized and analyzed. The place of digital twins in postgraduate programs is specifically considered. The staffing and methodological support issues for studying this didactic unit are assessed.

1. Бондарев, В. А. Место математических моделей в структуре эксплуатационного процессного цифрового двойника циркуляции морского судна / В. А. Бондарев, С. В. Ермаков, Н.Ж. Малинин // Восьмая международная научно-практическая конференция «Имитационное и комплексное моделирование морской техники и морских транспортных систем» (ИКМ МТМТС-2026). Труды конференции. – Санкт-Петербург: АО «ЦТСС», 2026. – С. 52–62.

2. Ермаков, С. В. Методика оценки адекватности эксплуатационного процессного цифрового двойника судна / С. В. Ермаков, Н. Ж. Малинин, Д. В. Шевчук, А.В. Буров // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. – 2026. – № 2. – С. 77–89. – DOI: 10.24143/2073-1574-2026-2-77-89.

3. Ермаков, С. В. Цифровой двойник судна в период эксплуатации и оценка возможности его использования в целях построения и реализации траектории морских автономных надводных судов / С. В. Ермаков, Е. В. Мулина, Н. Ж. Малинин // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. – 2025. – № 2. – С. 48–58. – DOI: 10.24143/2073-1574-2025-2-48-58.

4. Grieves, M., Vickers, J. Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems // Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems. Springer, Cham, 2017. – Pр. 85–113. – DOI: 10.1007/978-3-319-38756-7_4.

5. Applications of Digital Twin across Industries: A Review / M. Singh et al. // Applied Sciences. – 2022. – Vol. 12. – № 11. – P. 5727. – DOI: 10.3390/app12115727.

6. Opoku, D. G. J. Digital twin application in the construction industry: A literature review / D.-G. J. Opoku, S. Perera, R. Osei-Kyei, M. Rashidi // Journal of Building Engineering. – 2021. –Vol. 40. – Pр. 102726. – DOI: 10.1016/j.jobe.2021.102726.

7. Su, K. Smart city and the applications / K. Su, J. Li, H. Fu // International Conference on Electronics, Communications and Control (ICECC). – 2011. – Pр. 1028–1031.

8. Liljaniemi, A. Using Digital Twin Technology in Engineering Education – Course Concept to Explore Benefits and Barriers / A. Liljaniemi, H. Paavilainen // Open Engineering. – 2020. – Vol. 10. – № 1. – Pр. 377–385. DOI: 10.1515/eng-2020-0040.

9. Цифровая трансформация регионов России: от «цифровых двойников» до «умных городов» / О. В. Добычин, Л. А. Родина, И. М. Береснев, Б. Р. Газизуллин // Экономика и управление: проблемы, решения. – 2025. – Т. 15. – № 11(164). – С. 282–285. – DOI: 10.36871/ek.up.p.r.2025.11.15.037.

10. Machine learning enhancement of manoeuvring prediction for ship Digital Twin using full-scale recordings / R. E. Nielsen, D. Papageorgiou, L. Nalpantidis, B. T. Jensen, M. Blanke // Ocean Engineering. – 2022. – № 257.1. – Pр. 111579. – DOI: 10.1016/j.oceaneng.2022.111579.

11. Lexau, S. Automated Docking for Marine Surface Vessels – A Survey / S. Lexau, M. Breivik, A. M. Lekkas // IEEE Access. – 2023. – № 11. – Pр. 132324-132367. – DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3335912.

12. A Ship Digital Twin for Safe and Sustainable Ship Operation / S. Hirdaris, M. Zhang, N. Tsoulakos, P. Kujala // State-of-the-Art Digital Twin Applications for Shipping Sector Decarbonization. – IGI Book, 2024. – Pр. 192-220. – DOI: 10.4018/978-1-6684-9848-4.ch009.

13. Фролова, Н. А., Мельникова, В. А. Перспективы развития цифровых двойников в высшем образовании / Н. А. Фролова, В. А. Мельникова // Известия Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота. – 2025. – № 4(74). – С. 26–33.

14. Цифровые двойники в высокотехнологичной промышленности: монография / А. И. Боровков, Ю. А. Рябов, Л. А. Щербина [и др.]. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2022. – 492 с.

15. Рахимова, Н. Х. Понятие дидактической единицы и методология выбора дидактических единиц по русскому языку в колледжах / Н. Х. Рахимова // Молодой ученый. – 2016. – № 6 (110). – С. 805-807.

16. Ульрих, О.К. Оптимизация дидактических единиц как условие формирования и развития профессиональных компетенций студентов технических вузов: дисс. ... канд. пед. наук: 13.00.01 / Ульрих Олег Карлович. – Казань, 2017. – 146 с.

17. Лукомский, Ю. А. Управление морскими подвижными объектами: учебник / Ю. А. Лукомский, В. М. Корчанов. – Санкт-Петербург: Элмор, 1996. – 320 с.

18. Ермаков, С. В. Структура и динамика мотивационной сферы курсантов-судоводителей / С. В. Ермаков // Известия Балтийской государственной академии рыбопромыслового флота: психолого-педагогические науки. – 2020. – № 2(52). – С. 185–192.

19. ГОСТ Р 57700.37-2021. Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. Введ. 01.01.2022. – Москва: Российский институт стандартизации, 2021. – 11 с.

20. Цифровые двойники: учебное пособие / В. М. Дмитриев [и др.] – Томск: Издательство Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, 2024. – 88 с.

21. Соленый, С. В. Применение технологий цифровых двойников в электроэнергетических системах: лабораторный практикум / С. В. Соленый, В. П. Кузьменко, В. Е. Белай. – Санкт-Петербург: ГУАП, 2024. – 74 с.