Комплексный имитационный тренажер как средство повышения качества подготовки специалистов для нефтеперерабатывающей отрасли промышленности

Аннотация

В статье приведено обоснование использования комплексного имитационного тренажера для подготовки специалистов для нефтеперерабатывающей отрасли промышленности. Приведена схема реализации одного из этапов создания комплексного тренажера — интеграция среды 3D визуализации и SCADA-системы, приведены основные функциональные преимущества данного решения.

Ключевые слова: комплексный имитационный тренажер, нефтепереработка, обучение, система SCADA, среда 3D визуализации Производственную деятельность современного промышленного предприятия нефтеперерабатывающей отрасли промышленности сложно сегодня представить без процессов внедрения новых и модернизации существующих технологий, способных повысить эффективность производства. В свою очередь реализация данных процессов требует новых инновационных подходов, и соответственно высококвалифицированных и высококомпетентных специалистов, способных реализовать данные подходы. Подобные тенденции заставляют вузы, подготавливающие специалистов для различных отраслей промышленности искать новые инновационные методы подготовки, способные быть конкурентоспособными в современных быстроизменяющихся условиях рыночной экономики [1].

В национальном минерально-сырьевом университете «Горный» на кафедре автоматизации технологических процессов и производств готовят специалистов для разных отраслей промышленности, в частности для нефтеперерабатывающей отрасли. В процессе подготовки таких специалистов университет тесно сотрудничает с крупнейшими промышленными предприятиями. Данное сотрудничество предполагает выполнение совместных научно-исследовательских работ, подготовку высококвалифицированных специалистов и иные виды взаимодействия. В рамках такого сотрудничества студенты Горного университета уже с первого курса имеют возможность проходить практику на промышленных предприятиях (где они знакомятся с будущей специальностью в реальных условиях), а также обучаться по учебным программам, составленным преподавателями университета совместно с ведущими специалистами промышленных предприятий. Такая двухсторонняя программа безусловно наполнена актуальным для предприятий контентом и является дополнительным гарантом однонаправленности взглядов двух сторон, заинтересованных в подготовке высококвалифицированных специалистов отрасли. Однако несмотря на столь тесное сотрудничество, как показывает практика, данных мероприятий недостаточно и эффективность подготовки специалистов может быть повышена. Повышение эффективности может произойти прежде всего путем внедрения новых методов обучения, в частности комплексных имитационных тренажеров. Однако процесс внедрения подобных технологий очень наукоемкий и длительный, поэтому к разработке данных образовательных средств необходимо применять комплексные подходы [2]. В противном случае работы, направленные на создание подобных комплексов в лучшем случае будут способны решать лишь локальные образовательные задачи (в рамках одной кафедры, подготовки одной специальности или даже в реализации задач учебной программы одной дисциплины), а в худшем случае будут проделаны впустую.

Одним из этапов разработки комплексного имитационного тренажера является интеграция среды 3D визуализации [3] и SCADA-системы [4]. Среда 3D визуализации — это специальное программное обеспечение, используемое для отображения основных технологических процессов и оборудования в среде виртуальной реальности. SCADA-система — это специальное программное обеспечение для реализаций функций контроля и управления технологическими процессами в режиме реального времени. Таким образом исходя из представленных определений целью проведения процесса объединения этого программного обеспечение является реализации функции визуализации в среде виртуальной реальности действий оператора по управлению технологических процессов и их последствий на дальнейшее функционирование объектов. При внедрении дополнительных аналитических моделей система в процессе тестирования знаний студента выдаст оценку предпринятых действий и визуализирует последствия принятий неверных решений, а в процессе обучение кроме этого также предложит обучающемуся визуализации оптимального решения данной задачи. На рисунке 1 представлена схема интеграции среды 3D визуализации и SCADA-системы, используемая при разработке комплексного имитационного тренажера.

На рисунке 1 показано, что процесс интеграции специализированного программного обеспечения как минимум подразумевает под собой дополнительную разработку моделей формирования методик обучения и анализа и оценки результатов обучения. Данные аналитические модули значительно расширят функционал каждого из интегрируемых программных продуктов. При этом функции, реализация которых возможна только после проведения интеграции среды 3D визуализации и SCADA-системы, достаточно разнообразны, однако среди них особенно следует выделить следующие:

• · Отображение в среде виртуальный реальности действий оператора на изменения хода течения технологических процессов, реализованных внутри SCADA-системы, и наоборот.
• · Отображение состояния технологического процесса в среде виртуальный реальности с масштабируемой детализацией
• · Отображение внешнего вида элементов мнемосхем SCADA-системы в среде виртуальной реальности
• · Моделирование и визуализаций изменений хода течения технологических процессов при отработке различных обучающих сценариев.

Таким образом, комплексный имитационный тренажер является эффективным средством повышения качества предоставляемых образовательных услуг при подготовке специалистов для нефтеперерабатывающей отрасли промышленности. При его использовании студенты значительно быстрее усваивают необходимый материал, а также значительно быстрее находят практическое применение полученным в рамках изучения дисциплины теоретических знаний. Переход к созданию комплексного тренажера позволил расширить ряд задач подготовки специалистов для нефтеперерабатывающей промышленности и повысить качество процесса предоставления образовательных услуг.

имитационный тренажер нефтеперерабатывающий визуализация.

Библиографический список

• 1. Васильева Н. В., Иванов П. В., Котелева Н. И, — Использование компьютерных тренажеров сложных технологических процессов для обучения студентов технических ВУЗов/ XV Вишняковские чтения «Вузовская наука в развитии промышленной и социальной сферы региона»: материалы междунар. науч. Конф., 30 марта 2012 г., г. Бокситогорск/ под общ. Ред. Проф. В. Н. Скворцова. — СПб.; Бокситогорск: ЛГУ им. А. С. Пушкина, 2012. — с. 200−202.
• 2. Дозорцев ВМ. Компьютерные тренажеры для обучения операторов технологических процессов. — М.: СИНТЕГ, 2009.-372 с.
• 3. http://w3.siemens.com/ - COMOS Walkinside.
• 4. http://www.iconics.com/