Компьютерные трехмерные тренажеры-имитаторы: возможности и преимущества

В настоящее время в различных отраслях промышленности неуклонно увеличивается доля высокотехнологичного оборудования, наряду с постоянным увеличением сложности самого оборудования и производственных процессов. В этой связи возникает задача повышения качества подготовки высококвалифицированных специалистов. При этом просто обучать сотрудников компаниям сегодня недостаточно. Обучение должно быть интересным, увлекательным и добровольным. Обучающие системы постоянно совершенствуются, и, следуя современным тенденциям в обучении специалистов, компания "Корпоративные системы Плюс" развивает направление компьютерных трехмерных тренажеров-имитаторов, а также применение различных технологий вовлечения обучаемого в учебных процесс.
Компьютерный трехмерный тренажер-имитатор представляет собой полностью трехмерное мультимедийное приложение с эффектом «погружения» в рабочую среду, обстановку, с использованием звуков для большей интерактивности. При этом работа производится в виртуальном трехмерном пространстве, в том числе совместная работа и взаимодействие нескольких пользователей по управлению процессами на виртуальном агрегате.
Благодаря детальной проработке трехмерных изображений, тренажер-имитатор вовлекает в процесс за счет своей реалистичности. Обучаемый может перемещаться между объектами, рассматривать их внешний вид с разных ракурсов, изучать содержимое, знакомиться с функциональностью. Например, в тренажере "Оператор трехосевых станков с ЧПУ" обучаемый попадает в виртуальный цех, может свободно перемещаться по нему от первого лица, выполнять все необходимые действия с изучаемым оборудованием. В компьютерном тренажере-имитаторе он получает подлинную трехмерную виртуальную копию рабочего места оператора станка с ЧПУ, тем самым, переживаемые внутри виртуального пространства ощущения, сравнимы с ощущениями от реальных переживаний.
Немаловажным преимуществом является наглядная визуализация технологического процесса — синхронизация действий обучаемого (например, переключений элементов управления на пульте) с анимацией соответствующих передвижений частей оборудования, вызванных этими действиями, т.е. возможность наблюдать в реальном времени эффект от собственных манипуляций с изучаемым оборудованием с наглядной демонстрацией аварийных ситуаций, дефектов (взрывы, поломки, аварийные сигнализации и т.д.), вызванных неправильными действиями обучаемого. Используемая в трехмерных тренажерах-имитаторах 3D-анимация позволяет показать невидимую глазу внутреннюю структуру изучаемого оборудования, микрообъекты, быстрые или медленные технологические процессы.
В тренажерах-имитаторах есть возможность организовать систематизированное изучение материала от простого к сложному, от общего к частному. Ведется рейтинг обучаемого, его текущий уровень знаний с последовательным переходом с одного уровня мастерства на другой. Возможно настроить работу системы таким образом, что пока обучаемый не изучит и не пройдет успешно тестирование по наиболее общему устройству агрегата или наиболее простым операциям, ему будет закрыт доступ к более сложным узлам или более сложным технологическим операциям. После успешного прохождения тестирования обучаемый переходит на следующий уровень. И обратно, в случае неудачного прохождения тестирования, рейтинг обучаемого можно понизить, вернуть на предыдущий уровень для повторного изучения и закрепления знаний.
Изучение практических навыков в тренажере-имитаторе реализуется с помощью сценариев обучения, позволяющих отработать моторику, схему действий при выполнении определенных операций. Доступные для прохождения сценарии обучаемый видит в личном кабинете — рабочем пространстве, где в наглядном виде отображается вся необходимая информация, связанная с обучаемым, а также доступные ему варианты действий с системой. В личном кабинете обучаемый может посмотреть результаты прохождения сценариев, сдачи тестов, количество набранных очков, все достижения, навыки, награды и неудачи, достигнутые уровни, историю и динамику роста своего мастерства. Отсюда же он может запустить сценарий из числа доступных ему, соответствующих достигнутому уровню мастерства. Уже пройденные и оцененные сценарии он может пройти заново, чтобы улучшить оценку, закрепить полученные навыки.
На любом компьютере пользователь может запускать тренажер-имитатор локально (обучаться самостоятельно) или создавать сервер для групповой работы в сетевом режиме, к которому подключаются все остальные пользователи. Для сетевого режима возможно создать процесс, при котором один пользователь (например, тренер) создает сервер, запускает сценарий и выполняет все действия, а остальные пользователи, подключающиеся к этому серверу, видят все операции, которые делает первый, от его лица. С другой стороны, существует возможность создать режим, в котором обучаемые совместно следят и управляют процессами, проходящими на виртуальном агрегате. При этом они могут видеть образы друг друга в едином виртуальном пространстве, и действия одного обучаемого влияют на действия другого (закладывается правильная последовательность действий). Обучаемые выполняют учебные сценарии в тренажере-имитаторе от лица конкретной роли (играют определенную роль в сценарии), например, оператора, технолога, электрика. При работе в сетевом режиме обучаемые могут подключаться к серверу каждый под своей ролью и совместно вести технологический процесс, ликвидировать последствия аварии.
С целью повышения заинтересованности, мотивации и вовлеченности обучаемых в программы-тренажеры интегрированы принципы игровой механики, дающие возможность приблизить обучение к игровому процессу: статусы, рейтинги обучаемых, уровни сложности, награды, поощрения, а также возможности использовать различные механизмы обратной связи и взаимодействовать с предметами, персонажами, ситуациями, ролями. Инструменты игровой механики создают дополнительную мотивацию, влияют на уровень понимания и запоминания материала.
Таким образом, применение компьютерных трехмерных тренажеров-имитаторов открывает новые возможности для обучения. Внутри виртуального трехмерного пространства при помощи мультимедийных технологий без трудностей и значительных материальных затрат, сопутствующих проведению подобного обучения на реальных объектах и оборудовании, создается эффективная среда для получения практического опыта, максимально приближенного к реальному.