Адаптивный обучающий комплекс для тренинга операторов горных машин и транспортно-технологических комплексов

Введение

В последнее время растет популярность обучающих систем — программ, поддерживающее обучаемых при выполнении различных задач. Во время обучения программа дает адекватное представление изучаемого объекта, согласованное со структурой предметной области, и интерактивное взаимодействие с ней пользователя. Такие системы контролируют действия обучаемого и используют полученную информацию от пользователя для предоставления своевременной помощи, также позволяют сформировать навыки управления с оборудованием на производстве. Программа выводит на дисплей модель инструмента (оборудования) или интерфейс программного продукта, благодаря чему обучаемый выбирает приемлемую для каждой ситуации последовательность операций.

Применение мультимедийных технологий в учебном процессе повысит качество знаний и умений, а также способствует развитию навыков операторов. Необходимо также отметить, что использование современного учебного программного обеспечения направлено на формирование требуемых компетенций, что соответствует положениям федерального государственного образовательного стандарта третьего поколения (ФГОС). [1]

Компьютерные обучающие системы заимели свою популярность благодаря их способности реализовать принципиально новый и эффективный метод обмена информацией.

Традиционные способы в несколько раз уступают компьютерным обучающим системам в возможности исследования и запоминания информации. Эти качества имеют большое значение при обучении и повышении квалификации персонала.

Для выполнения данных качеств компьютерная обучающая система должна соответствовать следующим параметрам: наглядность; информативности; многофункциональности.

Эффективность обучаемой системы зависит от следующих факторов обучающихся: формирование и совершенствование навыков, развитие творческих способностей, профессиональная интуиция, сколько запоминает и т. д.

Компьютерные обучающие системы обладают большим преимуществом в плане запоминания информации, высокий уровень соответствия (подобия) синтезируемого изображения оригиналу; возможность многопользовательского доступа; схожестью имитируемой модели с реальным объектом и соответствие выполняемых операций с требованиям ГОСТ и другим нормативным документам. [2]

Для разработки программного продукта был выбран игровой движок Unity.

Unity–является кроссплатформенным движком для создания 2D и 3D приложений, запустить его можно под различными современными операционными системами. [3]

Руководство пользователя по работе с программным продуктом

В рамках магистерской диссертации разработана компьютерная обучающая система, позволяющая отработать навыки оператора карьерного экскаватора.

При запуске обучающей системы пользователь видит 2 вкладки: «Graphics» и «Input». В закладке «Input» (рис.1) находится описание всех клавиш клавиатуры ПК, благодаря которым происходит управление рабочими процессами карьерного экскаватора. Подробное описание клавиш представлено в таблице 1.

Рис. 1. Закладка «Input»

Таблица 1

Далее при нажатии на кнопку «Play!» происходит запуск системы.

В обучающей системе представлено 2 вида обзора рабочих процессов экскаватора: вид со стороны (рис. 2) и вид из кабины (рис. 3). Переход от вида к виду осуществляется нажатием клавиши «V».

Рис. 2. Вид со стороны

Рис. 3. Вид из кабины

Компьютерная обучающая система позволяет пользователю решать целевые задачи, т. к. все действия, отображаемые на ПК полностью соответствуют реальной работе карьерного экскаватора. Основной задачей данной системы является разработка сценариев действия пользователя. Таким образом, идёт подготовка к более сложному разделу, в котором машинисту предстоит выполнять реальные задачи, возможные на горных предприятиях, согласно одному из целевых сценариев: разработки горной массы и грунта, перемещение экскаватора в процессе работы, обеспечение технически правильной разработки забоя и эффективного использования экскаватора, погрузка горной породы в автотранспорт.

При работе в обучающей системе, логика программы предусматривает правильное выполнение сценария и учитывает критические и некритические ошибки. Критические ошибки — это перегрузка ковша. Некритические ошибки — недогрузка ковша.

Заключение

Благодаря универсальности материала и легкости в использовании, обучающие системы являются эффективным методом профессионального отбора специалистов. В дальнейшем, обучающие системы без труда можно внедрить на предприятия, для повышения квалификации сотрудников, что значительно сократит время периода обучения. При этом решается главная задача разработанных систем — определение способностей обучаемого по основным направлениям курса и повышение уровня подготовки специалистов.

Преимущества компьютерной обучающей системы при подготовке специалистов:

-        компьютерные обучающие системы основного технологического оборудования и процессов горных предприятий могут быть достаточно простыми и недорогими;

-        занятия на компьютерных обучающих системах благополучно вписываются в учебный процесс и эффективно сочетаются с теоретическим курсом, лабораторными работами и самостоятельной работой обучающихся;

-        значительно улучшается качество обучения за счет наглядности обучения и имитации реальных технологических ситуаций и режимов;

-        уменьшаются капитальные затраты на обучение.

Качественная обучающая система будет незаменима не только для периодического тренинга действующих операторов технологических процессов, но и при решении инженерных и технологических задач.

Кроме того, важнейшим достоинством компьютерной обучающей системы является тот фактор, что систему можно постоянно и оперативно совершенствовать в зависимости от требований заказчика.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предприятия, использующие компьютерные обучающие системы, несомненно повысят свой рейтинг (конкурентоспособность) и получат экономический выигрыш за счет снижения экономических потерь, возникающих из-за ошибок оперативного технологического персонала.

Литература:

1.                  Яговкин В. И. Разработки интерактивных тренажерных для освоения компетенций на основе предметной онтологий: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.13.06. — СПб., 2012. — 18 с.

2.                  Опыт проектирования и использования компьютерных имитационных тренажеров в тюмгнгу // pandia.ru: интернет-изд. URL: http://pandia.org/text/77/238/43119–3.php (дата обращения: 06.09.2015).

3.                  Unity (игровой движок) // Википедия. [2015–2015]. Дата обновления: 08.09.2015. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=73219722 (дата обращения: 08.09.2015).

4.                  Великанов В. С., Шабанов А. А., Махмудова С. Н., Череднякова Е. В. Разработка тренажерно-обучающей системы подготовки операторов горных машин и транспортно- технологических комплексов. // Сборник научных трудов SWorld. — Выпуск 2. Том 11. — Одесса: КУПРИЕНКО, 2013. — ЦИТ: 213–377 — С. 73–85.

5.                  Осипова В. А., Даныкина Г. Б., Повышение эффективности обучения операторов технологических процессов на базе компьютерных тренажеров // Системы. Методы. Технологии. — 2011. — № 11. — С. 106–114.