Общие структуры тренажеров

Автоматизированные системы управления требуют пристального внимания в аспекте начального и оперативного обучения человека (коллектива людей) совместно с испытательными (в широком смысле) работами, связанными с технологическими агрегатами и средствами их автоматизации. В составе действующих и проектируемых АСУ ТП заложены большие потенциальные возможности для развития испытательных и обучающих подсистем (стендов, тренажеров), обеспечивающих как освоение правил ведения технологических объектов, так и правил исследования, диагностики, наладки и совершенствования средств и систем автоматизации.

Принципиально важной является классификация тренажеров на автономные и встроенные. Автономные тренажеры получили большое распространение и им посвящены разнообразные публикации [94-101]. Совершенно иное положение со встроенными тренажерами и опирающимися на них системами активного обучения.

Класс встроенных автоматизированных тренажерно-обучающих систем (ВАТОС) характеризуется высокой степенью интеграции с предопределяющими их появление базовыми автоматизированными комплексами. Именно в таком плане следует, по-видимому, трактовать большей частью понятие "встроенные", причем не только для рассматриваемого здесь предмета.

Базовые автоматизированные комплексы, будь то промышленные АСУТП и АСУП или другого рода объекты с достаточно развитыми информационно-вычислительными средствами, являются первоосновой построения и функционирования ВАТОС. Вместе с тем они сами существенно изменяются в лучшую сторону по мере развития ВАТОС. Другими словами, имеют место плодотворные двусторонние интеграционные процессы. При этом ВАТОС служат не только для подготовки и повышения квалификации кадров "со стороны", но и непосредственно для более надежного и эффективного выполнения основной деятельности в составе базовых автоматизированных комплексов. Стоит сказать и о том, что действительно успешное испытание и освоение последних становится возможным во многих случаях благодаря именно ВАТОС.

Излагаемые далее конкретные представления опираются, главным образом, на обобщение соответствующего опыта применительно к АСУТП и АСУП в черной металлургии. По аналогии возможно "охватить" и другие отрасли промышленности. Предположительно отметим некоторое сходство с разновидностью встроенных тренажеров военного назначения, анализируя краткие доступные публикации по крупной американской программе научно-исследовательских и проектных работ с нацеленностью на их широкое создание и применение в составе автоматизированных комплексов движущихся и иных объектов.

Учитывая фундаментальную роль принципа многовариантности для творческого активного обучения (как и творческой деятельности вообще), первостепенное внимание уделено развитию ВАТОС на базе средств и систем с многовариантной структурой. Наряду с НММ привлечены методы восстановительно-прогнозирующей алгоритмизации (ВПА) в ориентации на многовариантное представление "от простого к сложному" самих предметов изучения и нормативных процедур обучаемых и обучающих.

В общем виде ВАТОС включают: 1) многовариантную комплексную модель предмета изучения, которая "содержит" в себе типопредставительный натурный объект и соответствующую ему базу натурных данных, не только адаптивные ПМ; 2) многовариантные адаптивные модели нормативной и фактической деятельности обучаемых (Учеников); 3) многовариантные адаптивные модели нормативной и фактической деятельности обучающих (Учителей); 4) многовариантную адаптивную управляющую процессом обучения систему; 5) многовариантную систему интеграции учебной, научной и производственной деятельности.

При практическом воплощении каждая конкретная разновидность задуманной ВАТОС часто подвергается различным упрощенным и корректирующим дополнениям, особенно в аспекте человеческого фактора, временных, экономических и технических ограничений.

Обобщенная схема интегрированной АСУ с встроенной автоматизированной тренажерно-обучающей системой представлена на рис. 9.4. Натурный объект деятельности (НОД) может быть, в частности, объектом управления и тогда целенаправленные воздействия на НОД являются управляющими воздействиями на него, а натурная деятельностная система (НДС) выполняет роль натурной управляющей системы. Регламентирующие модели деятельности (РМД) относятся к алгоритмическим и человеко-машинным моделям нормативного (предписывающего) типа. Базы данных (БД) связаны с условиями, строением и функционированием НОД и НДС. Один из вариантов более детальной схемы ВАТОС дан на рис. 9.5. Схемы рисунков 9.4 и 9.5 обобщают опыт построения тренажерно-обучающих систем (тренажеров), полученный в течение длительного времени.

Рис 9.4. Обобщенная схема интегрированной автоматизированной системы управления (ИАСУ) с ВАТОС

Данные НОД, НДС, передовой опыт, инструкции, новые идей

Рис. 9.5 Схема ВАТОС