Мультимедийная обучающая система «Дозировка шихты»

Конструкция оборудования агломерационного и шихтоподготовительного цеха
В первую очередь, для того, чтобы сотрудник мог адекватно оценить ситуацию и принять правильное решение, он должен хорошо ориентироваться на рабочей площадке, знать, где какой объект расположен.
Данную задачу решает блок «Конструкция основных узлов и агрегатов».

Рис.1- "Раздел "Конструкция основных узлов и агрегатов АГЦ-2"

Существует 2 режима работы в данном блоке: демонстрация и тестирование.
В режиме «Демонстрации» пользователь в свободной форме изучает конструкцию оборудования АГЦ. В рамках данного проекта было реализовано 9 двухмерных схем и 27 трехмерных моделей с возможностью подробного рассмотрения отдельных их элементов. Все модели были текстурированы, чтобы внешний вид был наиболее приближен к реальным агрегатам. Двумерные модели позволяют изучить движение потоков сырья и схематичное расположение аглопроизводственного оборудования.

Рис. 2 - "Раздел "Конструкция основных узлов и агрегатов АГЦ-2: режим демонстрации"

Каждый объект трехмерной модели снабжен кратким описанием, что позволяет узнать назначение различных частей установки. Все составляющие оборудования, которые доступны для рассмотрения, отображаются в списке доступных объектов.
Также сотрудник может изучить технические характеристики оборудования. В случае модернизации оборудования можно внести изменения в технические характеристики и затем иметь доступ не только к актуальным данным, но и к данным прошлых периодов.
В режиме тестирования предлагается ряд заданий, которые позволяют проверить знания по конструкции оборудования АГЦ.

Рис. 3 - "Раздел "Конструкция основных узлов и агрегатов АГЦ-2: режим тестирования"

По итогам тестирования можно просмотреть отчет, в котором отображается список заданий, а также ответы, которые были даны. Неверно выполненные задания подсвечиваются красным цветом. Кроме того, можно посмотреть процент выполненных заданий и оценку за пройденный тест (Рис. 4).

Рис. 4 - "Раздел "Конструкция основных узлов и агрегатов АГЦ-2: контроль результатов обучения"

Изучение виртуальной системы управления процессом дозирования шихты
В разделе «Изучение виртуальной системы управления процессом дозирования шихты» процесс изучения построен на основе виртуальной модели системы управления, принципы работы которой идентичны реальной автоматизированной системе управления (АСУ ТП) на рабочем месте дозировщика шихты.

Рис. 5 - "Раздел "Изучение виртуальной системы управления дозированием шихты"

Виртуальная модель позволяет отработать сотруднику множество операций, среди которых: расчет объемов подачи материалов для приготовления шихты, слежение за технологией подачи материалов и другие операции.
В данном блоке также предусмотрено два режима работы. В режиме демонстрации пользователь может выбрать один из 13 доступных сценариев, которые, в свою очередь, объединены в тематические группы:
1. Демонстрация основных принципов работы;
2. Изучение режимов работы оборудования дозирования шихтовых материалов;
3. Изучение основных экранов АСУ ТП дозирования;
4. Изучение дополнительных экранов АСУ ТП дозирования;
5. Изучение теоретических аспектов деятельности и подведение итогов.
Сценарий обучения представляет последовательность различных заданий, результат выполнения которых позволит изучить управление виртуальной АСУ ТП. Сценарий обучения может содержать 4 типа заданий. Первый тип заданий — операция, чтобы выполнить данное задание обучающийся должен совершить какое-либо действие, например, перейти на экран управления дозаторами потока сырья (Рис. 6).

Рис. 6 - "Сценарий обучения: тип задания - операция"

Второй тип заданий — указательный вопрос, требует от обучающегося указания необходимого элемента на экране. Например, указать индикатор состояния работы весодозатора (Рис. 7).

Рис. 7 - "Сценарий обучения: тип задания - указательный вопрос"

Надо отметить, что задания в сценариях сгруппированы таким образом, что позволяют в полной мере изучить назначения полей и элементов, их индикацию, а также основные технологические действия.
Третий тип — это вопросы для самостоятельного ответа, которые требуют ввода правильного ответа в специальное поле. Например, в задании нужно ввести значение заданного расхода материалов для весодозатора (Рис. 8).

Рис. 8 - "Сценарий обучения: тип задания - вопрос для самостоятельного ответа"

И, наконец, четвертый тип заданий - тестовые вопросы - это вопросы с вариантами ответов, один из которых является правильным. Все задания подобного вида снабжены теоретическими подсказками, в тексте которых обучающийся может найти ответ на вопрос (Рис. 9).

Рис. 9 - "Сценарий обучения: тип задания - тестовый вопрос"

В режиме демонстрации задания сопровождаются подсказками по их выполнению, в режиме тестирования обучающийся выполняет задания, опираясь только на свои знания. Ему недоступны подсказки и иная помощь. Это позволяет объективно оценивать знания пользователя.

Рис. 10 - "Изучение виртуальной системы управления дозированием шихты"

Электронный курс
В разделе «Изучение принципов проведения технологического процесса на рабочем месте дозировщика шихты» обучаемый развивает практические навыки получения шихты требуемого качества в условиях максимально приближенных к реальным.
Первым шагом в подготовке на данном этапе является изучение электронного курса, в котором рассматриваются теоретические аспекты агломерационного производства.

Рис. 11 - "Электронный курс: вводный тест"

С помощью вводного теста сотрудник определяет свой начальный уровень знаний. Далее сотрудник приступает к изучению курса, ему необходимо ознакомиться с разделами:
• Сырье агломерационного производства;
• Технология получения агломерата;
• Оборудование для производства агломерата;
• Автоматизация процесса агломерации;
• Качество агломерата и технико-экономические показатели агломерационного производства;
• Внештатные и аварийные ситуации на рабочем месте дозировщика шихты.
В начале каждого раздела учащийся выполняет ряд заданий, позволяющих подготовить его к изучению теоретического материала, в конце раздела, после изучения материала, также предоставляются задания для оценки остаточных знаний.

Рис. 12 -" Электронный курс: вводный тест"

Завершением изучения электронного курса является итоговый тест, результаты которого показывают уровень усвоения материала и передаются в систему дистанционного обучения.

Изучение принципов проведения технологического процесса на рабочем месте дозировщика шихты

Рис. 13 - "Раздел "Изучение принципов проведения технологического процесса на рабочем месте дозировщика шихты"

На следующем шаге сотрудник переходит к практической части – это непосредственно проведение ТП.
В основу раздела заложен комплекс взаимосвязанных математических моделей: модель дозирования шихты из расходных бункеров на сборочный конвейер, модель смесителя и окомкователя компонентов аглошихты, модель параметров работы зажигательного горна, модель спекания аглошихты, газодинамическая модель, модель качественных показателей аглопроизводственного процесса. Комплекс моделей разработан специалистами кафедры промышленной кибернетики и систем управления Магнитогорского Государственного Технического Университета им. Г.И. Носова.
Обучение в данном разделе проводится также как и в предыдущем блоке на основе сценариев обучения. Реализовано 15 сценариев для обучения, объединенных в 5 групп сценариев:
1. Изучение процессов приема и передачи смены;
2. Изучение процессов отбора проб и проведения рассевов;

Рис. 14 - "Раздел "Изучение принципов проведения технологического процесса на рабочем месте дозировщика шихты: проведение технологического процесса"

3. Изучение основных технологических процессов;
4. Изучение процессов корректировки расчетов по шихте;
5. Изучение теоретических аспектов деятельности и подведение итогов.
Кроме того, у обучающихся есть также возможность работать в свободной форме. Обычно такой сценарий используется в качестве задания на экзаменах, для того, чтобы обучающийся мог продемонстрировать знание технологического процесса без каких-либо подсказок и заданий, это позволяет запоминать последовательность действий, а также выполнять те или иные действия различными способами (зачастую управлять оборудованием можно различными способами с экранов АСУ ТП, с пультов, вручную).
 

Изучение причин, последствий и порядка действий в случае возникновения аварийной ситуации на рабочем месте дозировщика шихты
Основной задачей раздела «Изучение причин, последствий и порядка действий в случае возникновения аварийной ситуации на рабочем месте дозировщика шихты» является обучение сотрудника критериям, по которым можно своевременно идентифицировать аварийную ситуацию, и отработка действий в случае её возникновения. 

Рис. 15 - "Изучение причин, последствий и порядка действий в случае возникновения аварийной ситуации на рабочем месте дозировщика шихты"

В разделе «Аварийные ситуации» были рассмотрены действия по устранению различных аварийных ситуаций: в том числе связанных с нарушением техники безопасности или технологических инструкций (т.е. по вине дозировщика или другого персонала), а также аварийные ситуации, связанные с поломкой оборудования (соответственно не зависящие от действий специалистов). В данном блоке доступно 27 сценариев для обучения, объединенных в 6 групп сценариев:
1. Изучение аварийных ситуаций, связанных с поломкой или износом оборудования;
2. Изучение аварийных ситуаций, связанных с отказом ПЭВМ;
3. Изучение аварийных ситуаций, связанных с перебоями в подаче шихтовых материалов;
4. Изучение аварийных ситуаций, связанных с нарушением ТИ и ТБ;
5. Изучение аварийных ситуаций, связанных с нерегулируемой выдачей шихтовых материалов.
Также были включены тесты по действующим стандартам и правилам в области безопасности труда (ГОСТ 12.2.022 -80 и ПБ 03-571-03) для сокращения возможности появления несчастных случаев на производстве.
В режиме обучения пользователю выдается предупреждение о внештатной ситуации. Внештатная ситуация в обучающей системе воспроизводится максимально реально, то есть при отказе управляющего блока дозировщик не сможет выполнить при помощи экранов АСУ ТП никакие действия. На устранение внештатной или аварийной ситуации обучающемуся выделяется определенное количество времени. В режиме демонстрации, если обучающий не успевает за отведенное время устранить аварию, ему выдается сообщение об этом, но он может закончить обучение. В режиме тестирования будет считаться, что сценарий не выполнен, обучающийся сразу закончит тестирование и получит неудовлетворительную оценку.

Рис. 16 - "Изучение причин, последствий и порядка действий в случае возникновения аварийной ситуации на рабочем месте дозировщика шихты: режим демонстрации"

В каждом из вышеперечисленных разделов пользователь может ознакомиться со всей необходимой документацией по обслуживанию и эксплуатации оборудования.

Рис. 17 - "Документация"

Таким образом, разработанная мультимедийная обучающая система «Дозировщик шихты» позволит:
• повысить качество и сократить сроки начального обучения;
• повысить профессиональный уровень эксплуатационно-технологического персонала цеха;
• обеспечить быструю переподготовку кадров внутри цеха и предприятия;
• получить объективные оценки квалификации и профессиональных возможностей персонала цеха.

Автор: Архарова Ольга