Тренажерная подготовка - как фактор обеспечения эффективной эксплуатации горного оборудования и формирования кадрового резерва горных предприятий
В.С. Великанов, к.т.н., ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
Тренажерные системы занимают одно из приоритетных направлений в развитии компьютерных технологий. Имитационно-тренажерные комплексы, максимально приближенные к реальным установкам, позволяют обучаемым приобретать правильные и устойчивые навыки.
Особенно следует отметить роль тренажеров в процессе подготовки специалистов различных сфер деятельности. Наблюдающееся в настоящее время развитие и конструктивное усложнение специальной техники, а также увеличение количества реализуемых в ней задач, требуют от операторов технического профессионализма, соблюдения установленных правил и порядка действий. По этой причине подготовка операторов немыслима без использования тренажерных средств, которые позволяют экономить ресурсы горной техники, сократить стоимость обучения, уменьшить аварийность дорогостоящего оборудования в процессе его освоения, отрабатывать действия при возникновении нестандартных ситуаций (пожар, отказ систем управления).
Обеспечение успешного решения поставленных задач в современных тренажерах обусловило необходимость разработки новых средств, методов и технологий обучения.
Любой тренажер представляет собой физическую модель, подобную реальному объекту с заданной степенью точности. Особенностью тренажера является то, что при воздействии окружающих устройств и блоков на органы чувств, оператор получает визуальную, тактильную, звуковую и другую информацию, которая и создает иллюзию управления объектом [1, 2].
При разработке тренажера к нему предъявляются требования, диктуемые принципами системно-эргономического подхода, определяющего целевую функцию человеко-машинной системы, и на основе которого должна разрабатываться методологическая база.
Необходимая и достаточная точность и сложность математической модели объекта управления определяется целевой функцией человеко-машинной системы, которая состоит в следующем: обеспечение человеку-оператору адекватной информационной модели прототипа объекта управления; обеспечение возможности анализа информации и принятия решений; формирование и совершенствование у оператора профессиональных навыков и умений [2].
В России тренажерные технологии интенсивно развиваются в космической, военной, авиационной, химической отраслях промышленности, в подготовке оперативного персонала объектов электроэнергетики, а также разрабатываются тренажеры управления технологическим оборудованием на строительных и горных работах (рис. 1).
В общем случае состав тренажера, может быть определен: рабочее место инструктора (РМИ); рабочее место оператора (РМО); средство моделирования объекта (СМО) (рис. 2).
Развитие современных информационных технологий приводит к расширению сферы применения тренажеров в профессиональной подготовке различных специалистов. На кафедре горных машин и транспортно-технологических комплексов ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» разработан компьютерный тренажерно-моделирующий комплекс (КТМК), обеспечивающий тренинг машинистов экскаваторов (на примере ЭКГ-5А).
КТМК входит в состав многофункционального учебно-тренировочного комплекса современной системы обучения операторов горной техники в двухступенчатом цикле (рис. 3): - первая ступень – изучение горного оборудования и технологических процессов с помощью специально разработанных компьютерных программ и экзаменаторов – мультимедийная обучающая система (МОС) «Подготовка машиниста экскаватора» (рис. 4);
- вторая ступень – обучение навыкам ведения штатных и аварийных режимов на специально разработанных тренажерах, адекватно имитирующих как рабочее место оператора, так и технологические процессы – КТМК, обеспечивающий тренинг машинистов экскаваторов (на примере ЭКГ-5А) (рис. 5) [3–5].
Одна из главных задач КТМК – подготовить машиниста экскаватора к адекватному восприятию информации и своевременному реагированию на процесс управления сложной технической системой (экскаватором), а также для выработки комплекса взаимосвязей, определяющих систему критериев, по которым можно судить о качестве обучения.
В компьютерном тренажерно-моделирующем комплексе реализованы следующие принципы: функционирование на основе анализа взаимодействия элементов системы «человекэкскаватор-забой»; алгоритмическое обеспечение процесса взаимодействия системы «человек-экскаватор-забой»; структурное и программно-аппаратное обеспечение базового вычислительного комплекса, включая систему информационного обмена; приборное обеспечение и конструктивное оформление КТМК, в том числе рабочих мест обучающегося и инструктора (рис. 6).
Для оценки качества системы обучения, тренажера как технического средства обучения и его общей адекватности, предлагается использовать коэффициент эффективности деятельности оператора, который в конечном итоге характеризует достигнутый уровень профессиональных знаний, навыков и умений:
где λтз – вес группы показателей «теоретические знания»; kтз
эф – коэффициент эффективности по группе показателей «теоретические знания»;
λпн – вес группы показателей «практические навыки»;
kпн эф – коэффициент эффективности по группе показателей «практические навыки».
Таким образом, по определенному коэффициенту эффективности деятельности можно судить о степени адекватности тренажера реальной горной машине и об уровне его обучающей эффективности.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Тренажерные комплексы и тренажеры / Шукшунов В.Е. [и др.]. = М.: Машиностро= ение, 2005. = 383с.
2. Кравцов А.В. Математическое и программное обеспечение формирования окружаю= щей обстановки тренажерных комплексов. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. – Ту= ла: ТГУ, 2010. – 20с.
3. Великанов В.С. Повышение эффективности эксплуатации карьерных гусеничных экскаваторов с оборудованием «прямая механическая лопата» Дис. ... канд. техн. наук. – Екатеринбург, 2009. –118 с.
4. Великанов В.С., Семиног С.А. Мультимедийная обучающая система для подготовки операторов горных машин и транспортно = технологических комплексов // Горный информационно=аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2011. – ОВ №9. – С.164=172.
5. Великанов В.С. Подготовка и тренинг операторов горно = транспортных машин с использованием компьютерного тренажерно=моделирующего комплекса // Горный информационно=аналитический бюллетень. – М.: МГГУ, 2011. – ОВ №5. –С. 312=318.
