Разработка подсистемы автоматизированного обучения компьютерного тренажерного комплекса оператора перегрузочной машины

Практическая значимость заключается в автоматизации процесса управления формированием профессиональных знаний, умений и навыков оператора перегрузочной машины, что способствует получению

Разработка подсистемы автоматизированного обучения компьютерного тренажерного комплекса оператора перегрузочной машины

Дипломная работа

Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету

Компьютеры, программирование

Сдать работу со 100% гаранией
ой аварийностью и травматизмом, одним из источников которых является человеческий фактор. В данных отраслях эффективность и безопасность производственных процессов во многом зависит от такого важного фактора, как уровень владения операторами производственного оборудования необходимым набором профессиональных знаний, умений и навыков. Данными профессиональными навыками являются как сенсомоторные навыки, так и навыки ситуационной осведомленности операторов.

В процессе обучения будущий оператор должен освоить необходимые профессиональные знания (например, об устройстве перегрузочной машины, об технике безопасности при работе на ней и пр.), научиться своевременно, точно, в соответствии с ситуацией выполнять требуемые технологические операции, опираясь на знания о желаемой траектории процесса, оценивая фактическое протекание процесса, выбирая из возможных наиболее эффективные действия, направленные на выполнение поставленной задачи.

С целью повышения эффективности процесса приобретения таких навыков созданы различные программно-аппаратные средства, используемые в процессе профессионального обучения операторов [2–4]. Однако, в существующих программно-аппаратных средствах профессионального обучения, и, в частности, в моделях и алгоритмах, лежащих в основе этих средств, не учтены некоторые важные специфические особенности работы операторов производственных процессов. Также, фактически отсутствуют программно-аппаратные средства, позволяющие интегрировать в единой автоматизированной обучающей системе одновременно процессы управления освоением знаний, умений, и навыков.

Очевидным становится противоречие между необходимостью развития профессиональной компетентности будущих операторов сложных производственно-технологических систем (например, перегрузочных машин) и отсутствием необходимого научно-технического обеспечения этого процесса. Проектированию информационной системы, позволяющей устранить данные недостатки, посвящена настоящая выпускная квалификационная работа.

Цель данной работы:

Разработка подсистемы автоматизированного обучения компьютерного тренажерного комплекса оператора перегрузочной машины.

Задачи. Для достижения поставленной цели сформированы следующие задачи:

- проанализировать особенности обучения крановщиков с использованием компьютерных тренажеров;

- построить функциональную модель процесса обучения крановщиков с использованием компьютерного тренажерного комплекса до внедрения подсистемы автоматизированного обучения, выявить недостатки данной модели;

- построить функциональную модель процесса обучения крановщиков с использованием компьютерного тренажерного комплекса после внедрения подсистемы автоматизированного обучения;

- выбрать язык программирования, среду программирования и СУБД для реализации подсистемы автоматизированного обучения;

- построить логическую и физическую модели базы данных подсистемы автоматизированного обучения;

- составить техническое задание на разработку подсистемы автоматизированного обучения;

- спроектировать пользовательские интерфейсы подсистемы автоматизированного обучения;

- реализовать подсистему автоматизированного обучения на основе разработанных моделей с использованием выбранных средств;

- разработать руководства пользователей подсистемы автоматизированного обучения.

Компьютерный тренажерный комплекс (КТК), включающий разработанную подсистему, позволит сократить время подготовки операторов, повысить объективность оценивания их профессиональных знаний и навыков.


1. Анализ методов и средств обучения операторов перегрузочных машин

1.1 Особенности автоматизации процесса профессионального обучения в различных отраслях с использованием компьютерных тренажеров

Тренажер представляет собой техническое средство обучения, позволяющее имитировать трудовые условия в учебном процессе.

Тренажеры позволяют повысить эффективность формирования у обучающихся производственных навыков управления технологическими процессами, определения причин неисправностей в технических объектах, выполнения и отработки сложных движений и т.д.

Главным преимуществом и отличием от других средств обучения является то, что с помощью тренажеров воспроизводится работа на различном дорогостоящем, сложном и опасном оборудовании. Известно, что при обучении на реальном оборудовании возможности повторить какие-либо приемы ограничены, а в некоторых ситуациях обучение на реальном оборудовании является невозможным из-за опасности (в первую очередь во время начального периода обучения) возникновения аварийных ситуаций, травм обучаемых, поломок техники и т.д. Также в процессе обучения на производственном оборудовании недопустимо каким-либо образом «разделить» деятельность обучаемых на составляющие этапы, действия, компоненты, чтобы дать им возможность освоить их по отдельности.

Одним из существенных преимуществ использования тренажеров как средств обучения является то, что они способствуют повышению интереса к обучению и тем самым обеспечивают ускорение процесса формирования навыков. Упражнения на тренажере проводятся до тех пор, пока действия обучаемых не будут доведены до автоматизма, т.е. не станут в необходимой степени точными и уверенными. Говоря другими словами, тренажеры представляют собой эффективное средство формирования навыков.

С одной стороны, согласно работе, в тренажерах должны моделироваться наиболее трудные в обучении и наиболее значимые трудовые операции. Однако, чем больше обучение на тренажере соответствует реальным условиям выполнения операций, тем выше эффективность обучения на нем.

1.1.1 Классификации тренажеров

В первую очередь, тренажеры принято [3] классифицировать по принципам моделирования, заложенным в них. Тренажеры, моделирующие устройства и функции технических объектов, могут быть построены на принципах физического и математического моделирования:

- Под физической моделью подразумевается предмет, процесс, ситуация и др., обладающие рядом физических свойств, сходных с оригиналом, но отличающиеся размерами, массой и отсутствием второстепенных явлений и деталей.

- На принципах математического моделирования создаются тренажеры на базе вычислительной техники. В том числе компьютерные тренажеры, а также тренажеры на базе аналоговых вычислительных машин. Остановимся более подробно на классификациях компьютерных тренажеров, поскольку именно данный вид тренажеров получил наиболее широкое распространение в настоящее время.

Компьютерные тренажеры для обучения персонала появились раньше всего в потенциально опасных сферах человеческой деятельности: атомная энергетика, авиация, космонавтика, судовождение и т.д. [3]. Это было связано главным образом с большим риском для жизни и безопасности людей, а также со строгим законодательством, предусматривающим обязательное использование компьютерного тренинга персонала в указанных областях деятельности.

Важным основанием для классификации компьютерного тренажера является тип модели мира, на основе которой он построен:

- Тренажеры, построенные на основе статической модели мира. С помощью таких тренажеров обучают действиям с некоторыми статичными объектами при отсутствии внешних возмущений. В таких тренажерах не предусмотрены какие-либо ситуации, развивающихся во времени. На основе статической модели мира строятся тренажеры, представляющие собой виртуальные стенды для отработки действий с некоторыми приборами и оборудованием.

- Тренажеры на основе динамической модели мира. Такие тренажеры предназначены для обучения действиям с некоторыми объектами при наличии внешних возмущений. Возникающие в ходе работы на тренажере ситуации могут развиваться во времени. На основе динамической модели мира строятся тренажеры для обучения процессу управления различными транспортными средствами, например, автомобилем, самолетом, а также технические тренажеры для отработки действий в нештатных ситуациях. Внешние возмущения мира тренажера могут задаваться преподавателем при составлении упражнения, а также в процессе работы обучаемого на тренажере.

Рассмотрим классификацию компьютерных тренажеров по их назначению [2]:

Тренажеры, обучающие моторным навыкам. Данные тренажеры применяются для обучения вождению различных транспортных средств, сварочным работам, стрельбе и т.п.

Особая разновидность тренажеров – тренировочные устройства, которые предназначены для облегчения формирования какого-либо одного двигательного навыка. Формирование выделенных навыков осуществляется с применением несложных приборов и приспособлений. Например, тренировочные установки для отработки координации движений рук при опиливании металла напильником, резания слесарной ножовкой, координации движений рук при фигурном обтачивании деталей и т.п.

Тренажеры, обучающие распознаванию образов. Используются для подготовки специалистов в области медицинской диагностики, операторов различных военных специальностей, для обучения навыкам синхронного перевода и т.д.

Тренажеры, обучающие работе с исключительно исправной техникой по жесткому сценарию обучения. Эти тренажеры строятся на статической модели мира, не предусматривающей влияния какихлибо внешних возмущений на объекты мира. Они предназначены для обучения методикам работы с оборудованием, эксплуатации сложной техники, наприме

Похожие работы

< 1 2 3 4 5 6 > >>