Исследование и разработка методов и алгоритмов имитационного моделирования для тренажеров операторов сложных объектов

• Автор: Гурдзибеева, Алана Руслановна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ПРОБЛЕМ СОЗДАНИЯ

ИМИТАЦИОННОМОДЕЛИРУЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные проблемы и принципы построения имитационно

МОДЕЛИРУЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ

1.2. Системный анализ состояния, особеннос тей и тенденций развития информационномоделирующих СИСТЕМ для сложных

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ.

1.3. Основные выводы и постановка задачи исследования.

Глава 2. СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К

МАТЕМАТИЧЕСКОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТРЕНАЖЕРОВ Глава 3. ЧЕЛОВЕКОПЕРАТОР КАК ЗВЕНО В СИСТЕМАХ
УПРАВЛЕНИЯ СЛОЖНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ
3.1. ОСОПЕНЮСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРА ПРИ УПРАВЛЕНИИ СЛОЖНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ.
3.2. Особенности и основные аспекты организации процесса овладения
ОПЕРАТОРОМ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫМ ОПЫТОМ
3.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЧЕЛОВЕКАОПЕРАТОРА.
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАШИННО
ОРИЕНТИРОВАННЫХ АЛГОРИТМОВ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ТРЕНАЖЕРОВ ОПЕРАТОРОВ СЛОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1. Исследование и анализ методологических аспектов и принципов построения имитационных моделей для тренажеров операторов сложных технологических объектов
4.2. Разработка универсальных алгоритмов имитации функционирования систем управления для тренажеров операторов
СЛОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
4.2.1. Имитация статических режимов
4.2.2. Имитация динамических режимов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Не отвечающий современным требованиям уровень подготовки операторов-технологов предприятий приводит не только к снижению производительности установок, увеличению расходов сырья, материалов, электрической и тепловой энергии, но и в отдельных случаях к полным потерям больших объемов оборудования и производственному травматизму [4]. Так, статистика отказов человеко-машинных систем показывает, что доля отказов систем из-за ошибок человека-оператора достаточно велика и составляет -% [5-8]. Одним из наиболее эффективных средств формирования и развития знаний и профессиональных навыков, необходимых оператору в реальных условиях деятельности, являются имитационно-моделирующие комплексы (тренажеры). В современных тренажерах и в программах подготовки и обучения, на них основанных, закладываются принципы развития практических навыков с одновременной теоретической подготовкой, т. Реализация такого подхода стала возможна в связи с бурным развитием и удешевлением электронно-вычислительной техники и прогрессом в области создания машинного зрения, виртуальной реальности и т. На базе этих технологий разработаны многочисленные тренажеры для военного применения; создано множество приложений технологии виртуальной реальности для медицины, позволяющих проводить операции электронному пациенту с высокой степенью достоверности и т. При этом области применения тренажерных технологий постоянно расширяются. Уровень технологической базы всегда играл доминирующую роль в развитии любого государства. По мере выработки природных ресурсов значение технологического уровня производства и квалификация специалистов -носителей технологии все более и более возрастает. Даже для России с ее неистощимыми богатствами возможность преодоления затянувшегося кризиса, как представляется, немыслима без подготовки огромного количества высококлассных специалистов, способных воспринимать и развивать самые современные технологии. На первое место выходят как проблемы доучебного тестирования и отсева кандидатов (профориентация), так и всемерное удешевление процесса подготовки при сохранении приемлемой эффективности. Исторически тренажерные технологии возникли и получили наибольшее развитие там, где ошибки при обучении на реальных объектах могут привести к чрезвычайным последствиям, а их устранение - к большим финансовым затратам. Современный этап развития компьютерных тренажеров (КТ) характеризуется прорывом в области персональных компьютеров (ПК), разработчики тренажеров практически не ощущают разницы между ПК и большими машинами. Более того, некоторые системные программные утилиты более развиты именно для ПК. На сегодня за большими машинами остались только «супермодели» - тренажеры, охватывающие целые производства (стоимость таких систем, включающих тысячи измеряемых переменных и сотни регуляторов, на мировом рынке составляет 1-1,5 млн. Гибкая архитектура ПК позволяет также с легкостью разрешать конфигурационные проблемы: в вычислительной сети современных КТ легко размещаются несколько рабочих мест оператора, рабочая станция инструктора, инженера, технолога и т. Современные КТ легко соединяются с различными распределенными системами управления, программируемыми логическими контроллерами, системами визуализации данных и супервизорно-го управления и другими средствами. Вместе с тем облегчаются и возможности эмулирования различных стандартов отображения информации и управления процессом. На сегодня в мире существует несколько современных тренажерных платформ, разработанных и поддерживаемых основными производителями КТ (ABB Simeon, Inc. Honeywell Hi-Spec Solutions, Axenc IFP Group Technologies и др. Что касается большинства отечественных продуктов (исключая тренажеры для энергетики, где позиционированы признанные разработчики и достигнуты качественные технические решения), то их недостатки определяются отсутствием развитых тренажерных платформ, что сказывается и на качестве самих моделей, и на уровне воспроизведения операторского интерфейса. Слабо представлена также методическая сторона обучения.