Виртуальные тренажеры для профессионального обучения
Виртуальные тренажеры представляют собой максимально реалистичные учебные симуляторы самых разнообразных механизмов, установок, панелей и пультов управления (любые АСУТП, промышленные установки, диспетчеризация, военная техника), измерительных приборов, лабораторного оснащения а также сложного научного оборудования.
Логика работы виртуального тренажера полностью повторяет исходную систему: воздействие на органы управления вызывают соответствующую реакцию системы, отображаемую на виртуальных экранах (электронные табло, шкалы, мнемосхемы, сигнальные лампы, индикаторы и т.п.).
Алгоритм работы может как имитировать стандартное поведение системы, так и различные штатные и нештатные ситуации. В дальнейшем развитии возможна реализация схемы оперативного изменения обстановки со стороны инструктора с целью тренировок сотрудников или обучающихся (по схеме работы авиационных тренажеров-симуляторов для летного состава).
Основной упор в разработке делается на применение "чистых" языков программирования (PHP, JS), что несколько ограничивает функциональные возможности, но позволит в будущем упростить внедрение и сертификацию на предприятиях с режимными требованиями. СУБД для хранения данных также непринципиальна - в базовом варианте используется MySQL (MariaDB).
Сфера применения виртуальных тренажеров:
- первичное профессиональное обучение;
- переобучение на новые типы техники;
- "живые" презентации новых функций и возможностей;
- обучение студентов средних и высших учебных заведений работе с широким спектром измерительной аппаратуры;
- лабораторные и практические работы;
- отработка действий в случае нештатных ситуаций;
- практические тесты, проверка алгоритмов действий, экзамены в "реальной" обстановке.
Техническая реализация на базе web-технологий позволяет получить такие преимущества:
- простая и быстрая масштабируемость: количество рабочих мест технически не ограничено;
- не требует подготовки рабочих мест: нужен только браузер, ОС значения не имеет (есть принципиальные сложности с мобильными устройствами);
- простое обслуживание: обновления распространяются моментально и без затрат;
- легко применяется в дистанционном обучении;
- комплект установки представляет собой пакет файлов, которые могут быть развернуты на любом веб-сервере как сертифицированного хостинг-провайдера, так и внутреннем ресурсе предприятия.
Реализованные примеры:
1. Виртуальный тренажер оператора автомобильного крана-манипулятора.
Позволяет понять и отработать начальные навыки управления манипуляторами Z-образного типа, взаимосвязь основных элементов манипулятора при работе, выполнение "типовых" погрузочных операций, получить начальный опыт перед работой с реальным краном.
2. Эмулятор измерительного прибора Ц4352 (стрелочный "тестер". )
Позволяет получить навыки работы с приборами подобного типа: переключение режимов, правильность подключения измерительных щупов, считывание значений по шкалам с различной градуировкой.
3. Виртуальная диспетчерская (дашборд).
Имитирует отображение обновляемые в реальном режиме времени разнообразных величин.
4. Лабораторные работы по предмету "Сопротивление материалов"
Реализовано несколько лабораторных работ, имитирующих механические испытания материалов. В проект заложена возможность проведения экспериментов по различным материалам, проверка правильности расчетов и передача результатов преподавателю.
Возможности развития:
- Применение браузерной 3D графики и анимации (посредством сторонней библиотеки)
- Взаимодействие с аппаратными устройствами (пульты с управляющими механизмами, исполнительные устройства)
- Работа на "живых" данных, получаемых в режиме "чтения" от реально функционирующей АСУТП
