Тренажёры в современном исполнении появились в период развития промышленности, когда возникла необходимость массовой подготовки специалистов для работы либо на однотипном оборудовании, либо с аналогичными рабочими действиями. Тренажерные технологии применяются там, где ошибки при обучении на реальных объектах могут привести к чрезвычайным последствиям, а их устранение – к большим финансовым затратам: в военном деле, медицине, ликвидации последствий стихийных бедствий, в атомной энергетике, авиации и космосе, высокотехнологичных  производствах и т.д. [1, 2].

В современных тренажерах и компьютерных программах обучения, подготовки и переподготовки закладываются принципы развития практических навыков с одновременной теоретической подготовкой, т.е. тренажер способен развиваться вместе с обучаемым оператором (машинистом).

Тренажерные и симуляционные технологии к настоящему времени сформировались в успешно развивающуюся отрасль мировой индустрии. На базе этих технологий разработаны многочисленные тренажеры для военного применения, позволяющие имитировать боевые действия с высочайшей детальностью в реальном времени, создано множество приложений технологии виртуальной реальности.

Современные тренажерные  системы в мировой практике классифицированы по следующим признакам: назначению, способу организации структуры тренажера, количеству (полноте) отрабатываемых профессиональных навыков, моделированию динамически изменяющихся параметров, месту размещения [1, 3,  4] .

В общем случае тренажерная система – это программно-аппаратный комплекс, имеющий структуру, представленную на рис.1.

Рис.1.Структура тренажера

При разработке тренажера к нему предъявляются требования, диктуемые принципами системно-эргономического подхода, определяющего целевую функцию человеко-машинной системы, и на основе которого должна разрабатываться методологическая база.

Необходимая и достаточная точность и сложность математической модели объекта управления определяется целевой функцией человеко-машинной системы, которая состоит в следующем: обеспечение человеку-оператору адекватной информационной модели прототипа объекта управления; обеспечение возможности анализа информации и принятия решений; формирование и совершенствование у оператора профессиональных навыков и умений [1].

Рис.2. Структурная схема обучения операторов горной техники

Развитие современных информационных технологий приводит к расширению сферы применения тренажеров в профессиональной подготовке. На кафедре горных машин и транспортно-технологических комплексов ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» разработан компьютерный тренажерно-моделирующий комплекс (КТМК) обеспечивающий тре­нинг машинистов экскаваторов (на примере экскаватора ЭКГ-5А) [5, 6].

КТМК входит в состав многофункционального учебно-тренировочного комплекса современной системы обучения операторов горной техники в двухступенчатом цикле (рис. 2): первая ступень - изучение горного оборудования и технологических процессов с помощью специально разработанных компьютерных программ и экзаменаторов – мультимедийная обучающая система «Подготовка машиниста экскаватора»; вторая ступень - обучение навыкам ведения штатных и аварийных режимов на специально разработанных тренажерах, адекватно имитирующих как рабочее место оператора, так и технологические процессы – компьютерный тренажерно-моделирующий комплекс (КТМК), обеспечивающий тренинг машинистов экскаваторов (на примере экскаватора ЭКГ-5А) [6, 7, 8, 9].

Карьерный гусеничный экскаватор относится к категории сложных технических систем, что предполагает наличие многомодульной структуры программного обеспечения. В основу принципа имитации положено математическое моделирование характеристик в базовом вычислительном комплексе с использованием блочно-модульной структуры программного обеспечения.

Одна из главных задач КТМК – это подготовить машиниста экскаватора к адекватному восприятию информации и своевременному реагированию на процесс управления сложной технической системой (экскаватором), а также для выработки комплекса взаимосвязей, определяющих систему критериев, по которым можно судить о качестве обучения.

Выполнение перечисленных функций в КТМК обеспечи­вается наличием следующих систем: моделирование внешней обстановки (среды и объектов воздействия); моделирование динамики объекта управления – рабочего оборудования экскаватора; моделирование рабочего места машиниста с учетом антропометрических характеристик и  анализа его деятельности; оценка психофизиологического состояния машиниста применительно к конкретному типу экскаватора.

1. Тренажерные комплексы и тренажеры / Шукшунов В.Е. [и др.]. – М.: Машиностроение, 2005. – 383с.
2. Филатова Н.Н., Вавилова Н.И., «Представление знаний в мультимедиа тренажерах» // Сборник научных трудов V международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии в электротехническом образовании», Астрахань – 2000, стр. 258-263.
3. Вавилова Н.И., «Проектирование моделей тренажера на основе онтологического подхода» // сборник материалов всероссийской заочной конференции «Перспективы развития волжского региона», Тверь – 2002, вып.4, стр. 142-146.
4. Филатова Н.Н., Ахремчик О.Л., Вавилова Н.И., Тулова С.А., «Тренажеры для обучения разработке систем автоматизации, реализованные в WWW» // proceedings IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies, Kazan – 2002, pp. 288-292.
5. Великанов В.С. Подготовка и тренинг операторов горно- транспортных машин с использованием компьютерного тренажерно-моделирующего комплекса // Перспективы развития горнотранспортного оборудования: Сборник статей. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. – М.: изд-во «Горная книга», 2011. – ОВ №5. – С. 312-318.
6. Великанов В.С. Семиног С. А. Мультимедийная обучающая система для подготовки операторов горных машин и  транспортно – технологических комплексов // Промышленная безопасность и охрана труда на предприятиях топливно-энергетического комплекса: Сборник статей. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня. – М.: изд-во «Горная книга», 2011.  – ОВ №9. – С.164-172.
7. Исмагилов К.В., Великанов В.С., Савельев В.И. Реализация учебно-тренировочной тренажерной системы для подготовки операторов горной техники // Добыча, обработка и применение природного камня: Сб. науч. тр. – Магнитогорск: изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2011. – С. 132-139.
8. Velikanov V.S. Develop a set of funds for training operators of mining machines and complexes // II Science, Technology and Higher Education [Text]: materials of the II international research and practice conference. – Westwood, Canada, 2013. – P. 261-264.
9. Великанов В.С., Шабанов А.А., Махмудова С.Н., Череднякова Е.В. Разработка тренажерно-обучающей системы подготовки операторов горных машин и транспортно-технологических комплексов // Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2013: Сб. науч. тр. Sworld. – Одесса, 2013. – Выпуск 2, Т. 11. – С. 73-81.

Все статьи автора «Великанов Владимир Семенович»