CC BY
57
УДК 656.62.052.8
К. В. Марков
ВОЗМОЖНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТРЕНАЖЕРА СУДОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ
Введение
Тренажер судовой энергетической установки с момента своего появления до сегодняшних дней находится в состоянии постоянного развития. Это вызвано совершенствованием педагогического мастерства преподавателей тренажерного практикума, а также развитием технических средств обучения. За несколько десятилетий своего существования тренажер судовой энергетической установки (далее по тексту - тренажер СЭУ) из аналогового аппаратного комплекса превратился в имитационную компьютерную систему. Эта система позволяет инструктору со своего рабочего места управлять рабочими местами обучаемых с различными типами моделей терминалов управления: мнемосхемный способ управления, физическая модель полномасштабной консоли центрального поста управления, представление всей информации на одном экране (mimic panel).
Подобный тренажер (тренажер СЭУ норвежской фирмы Kongsberg) был установлен в 2010 году в Волжской государственной академии водного транспорта (ВГАВТ). Этот тренажер выиграл конкурс по критериям, разработанными преподавателями кафедры «Эксплуатация судовых энергетических тренажеров». При разработке этих критериев использовался пятнадцатилетний опыт преподавания тренажерного практикума курсантам речного училища, студентам академии, а также судовым механикам на курсах повышения квалификации. Приобретенный тренажер можно назвать лидирующим по ряду ключевых характеристик среди современных тренажеров СЭУ: точность математического моделирования, количество моделируемых параметров и неисправностей, возможности оболочки инструктора. Для этого тренажера Kongsberg предлагает модели СЭУ большинства типов судов, что позволяет осуществлять тренажерную подготовку судовых механиков на широком спектре судового энергооборудования.
Выпустив в свет очередной продукт, тренажеростроители пытаются определить пути дальнейшего развития тренажеров СЭУ. В этой деятельности очень важно организовать взаимовыгодное сотрудничество тренажеростроителей и всех заинтересованных сторон: преподавателей тренажерного практикума, судовых механиков, судовладельцев, контролирующих организаций.
В статье предлагаются возможные варианты дальнейшего развития тренажеров СЭУ с позиции преподавателя. В качестве стартовой платформы используется установленный в ВГАВТ тренажер СЭУ фирмы Kongsberg с моделью Pielstick 10PC4 Ferry M22-IV (далее по тексту Тренажер).
1. Массовый и энергетический баланс с окружающей средой
Модели тренажера СЭУ должны строиться на законах сохранения энергии и масс рабочих сред [1]. Это позволяет в процессе обучения отслеживать эффективное использование расходуемых ресурсов деятельности судового механика. В качестве положительного примера можно привести работу в тренажере с запасом пресной воды. Весь путь воды, от опреснительной установки до сепаратора трюмных вод, является замкнутым. Отрицательным примером в тренажере служит смазочное масло, уровень которого в цистерне запаса до настоящего времени является неизменным, что позволяет тратить его неограниченно. Эти, незаметные на первый взгляд, особенности математического моделирования (из области отрицательных примеров) существенно осложняют контроль со стороны преподавателей эффективной траты «неограниченных» ресурсов, а также организации на тренажере различных лабораторных практикумов. Именно поэтому на тренажере каждый килограмм ресурсов, каждый киловатт энергии должен быть подконтролен судовому механику и преподавателю.
2. Моделирование изменений характеристик оборудования вследствие действий обучаемого
Любая деятельность судового механика СЭУ отражается на характеристиках управляемого оборудования, причем характеристики могут изменять как в отрицательную сторону (износ, неисправности), так и в положительную сторону (регулировочные работы, ремонт) [2]. Оболоч-
ка инструктора Тренажера позволяет инструктору моделировать ухудшение или улучшение характеристик оборудования СЭУ вследствие действий обучаемого, но более эффективным был бы перенос этой задачи на математическую модель Тренажера. Иначе говоря, изменение характеристик должно происходить автоматически, а не по желанию инструктора. Инструктор в данной ситуации может влиять на модель изменения характеристик оборудования (вплоть до ее отключения), но только при методической необходимости. Если такой необходимости нет, то фильтры должны самостоятельно загрязняться, при гидроударах должны возникать утечки и т. д. В качестве положительного примера можно привести моделирование ухудшения характеристик смазочного масла в системе смазывания главных двигателей и восстановление этих характеристик при сепарировании масла.
3. Экологические последствия деятельности судового механика
Для комплексной экономической оценки действий судового механика необходимо, чтобы тренажер моделировал не только воздействие на ресурсы систем СЭУ, но и влияние систем на окружающую среду (например, влияние степени очистки отправленных за борт трюмных вод, влияние дымности выпускных газов и т. д.).
4. Экономическая оценка действий судового механика
Пункты 1, 2 и 3 этой статьи посвящены моделированию Тренажером отрицательного и положительного влияния действий судового механика:
— на состояние ресурсов деятельности систем СЭУ;
— состояние систем СЭУ;
— состояние окружающей среды.
Для итоговой оценки действий судового механика необходимо сложить все эти влияния и сравнить полученный результат с заданным результатом.
В Тренажере существует механизм автоматизированной оценки, который использует баллы (положительные либо отрицательные), автоматически назначаемые обучаемому судовому механику вследствие его действий. Признавая этот механизм необходимым, в то же время было бы интересно иметь в Тренажере механизм экономической оценки действий судового механика. Весьма вероятно, что применение такого механизма было бы проще, наглядней и, как следствие, эффективней механизма, основанного на баллах.
5. Экономическая игра
Игра есть имитация поведения в реальной жизни [3]. Играя, человек стремится достичь виртуальных результатов. Зачем ему это нужно? Цели могут быть разные. Это радость в достижении результатов, самоутверждение, возможность представить окружающим достигнутые результаты. Очень редко человек играет с целью приобретения практических навыков, они приходят самостоятельно и являются не целью игры, а средством достижения ее целей. В игре человек уходит из реального мира и погружается в мир игры, что задействует всё его внимание, всю умственную деятельность. Погружению человека в мир игры способствует изолированное игровое место. Можно и даже нужно всё это перенести на тренажер судового механика. Для этого тренажер необходимо оснастить программным модулем, который вел бы личный банковский счет судового механика. Выполнил успешно задачу (которую назначил инструктор или обучаемый выбрал себе сам) - получи на банковский счет вознаграждение, соответствующее сложности задачи. Все затраты, совершенные судовым механиком в процессе выполнения задачи, должны списываться также с банковского счета. Разница между доходом и затратами составляет прибыль судового механика и служит экономической оценкой его деятельности. Прибыль в дальнейшем тратится на приобретение ресурсов деятельности и восстановление технического состояния систем СЭУ (имитация технического обслуживания, ремонта и т. д.). Конечно, есть риск «заиграться» и уйти от основной задачи тренажерной подготовки - получение судовым механиком практических навыков, но есть и положительный момент: стимулирование желания:
— браться за сложные задачи (задачи, приносящие наибольший доход);
— строить эффективный план-график решения задачи и выполнить его, преодолевая различные трудности на пути решения;
— бережно относиться к ресурсам деятельности систем СЭУ и к техническому состоянию систем СЭУ, восстанавливать которые придется механику за свой счет.
Изолированное рабочее место обучаемого судового механика за Тренажером, дистанционное общение с инструктором должны способствовать игровой атмосфере и, как следствие, повышать отдачу от тренажерной подготовки.
6. Индивидуализация тренажерной подготовки
Тренажерная подготовка длится от нескольких недель - на курсах повышения квалификации у судовых механиков до нескольких лет - при обучении студентов и курсантов. Для повышения ответственности при столь долгой эксплуатации судового энергооборудования необходимо «привязать» каждого обучаемого к судну. Если обучаемый будет знать, что его небрежная работа накапливает вероятность возникновения неисправности в его дальнейшей деятельности на Тренажере и что эта неисправность может возникнуть в любое (как правило, в самое неподходящее время), то его стремление к грамотной эксплуатации систем СЭУ будет самостоятельным. Обеспечить индивидуальный тренажер для обучаемого в настоящее время, на текущем этапе развития информационных технологий, несложно. Достаточно идентифицировать пользователя Тренажера и загрузить его личные данные. Таким образом, сеанс экономической игры будет длиться не одно занятие, а столько, сколько длится тренажерная подготовка обучаемых на Тренажере. Соответственно и банковский счет, который упоминался в предыдущем пункте статьи, также будет работать в течение всей тренажерной подготовки, что позволит обучаемому строить как оперативный план-график для решения текущей задачи, так и стратегический план-график использования прибыли своей деятельности для планового обслуживания и (при необходимости) ремонта систем СЭУ, модернизации систем СЭУ и т. д.
7. Сетевое взаимодействие обучаемых на Тренажере
В пункте 5 статьи говорилось о том, что для обеспечения игровой атмосферы эффективно использование изолированных рабочих мест обучаемых и средств обеспечения дистанционной связи обучаемого судового механика с преподавателем. Кроме того, было бы эффективно иметь в Тренажере программный модуль, позволяющий визуализировать деятельность других обучаемых. Следует отметить, что визуализация важна в нескольких плоскостях. Во-первых, обучаемым необходимо показать экономическую статистику по группе, что обеспечит здоровый соревновательный стимул к дальнейшей эффективной деятельности каждого обучаемого. Во-вторых, необходимо показать экономическую карту деятельности каждого обучаемого, что имитировало бы совместную деятельность всей группы, вследствие чего каждый обучаемый мог бы прогнозировать дальнейшее своё положение в рейтинге обучаемых в группе.
Заключение
Предложенные пути развития Тренажеров СЭУ отталкиваются от уже существующих образцов и предполагают их дополнение, а не разработку «с нуля». Поэтому движение по предложенным путям не должно сильно повлиять на стоимость новых тренажерных комплексов, а повышение эффективности применения новых Тренажеров должно быть существенным. До сих пор при разработке Тренажеров СЭУ во главу угла ставили адекватность моделирования, эргономику интерфейса тренажера, возможности тренажерной оболочки преподавателя. Это было правильно и позволило создать такие высокоэффективные тренажеры, как Тренажер СЭУ фирмы Коп§8Ьег§. Теперь настала пора обратить внимание на психологические особенности тренажерной подготовки. Именно здесь в настоящее время находятся резервы дальнейшего развития Тренажеров СЭУ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Норенков И. П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. -М.: Высш. шк., 1980. - 390 с.
2. Магид С. И., Ибрагимов И. М. Моделирование энергетических систем. - М.: Аппарат, 2002. - 202 с.
3. Петросян Л. А., Зенкевич Н. А., Семина Е. А. Теория игр: учеб. пособие для университетов. -М.: Высш. шк., 1998. - 304 с.
Статья поступила в редакцию 28.09.2010
POSSIBLE DIRECTIONS OF DEVELOPMENT OF A SIMULATOR OF SHIP POWER PLANT
K. V. Markov
The variants of the further development of power simulators in the field of preparation of ship mechanics are offered. As a starting platform the simulator of ship power installation of the firm Kongsberg with model Pielstick 10PC4 Ferry M22-IV, fitted in the Volga state academy of water transportr is used. On the basis of this simulator the additional program modules taking into account psychological features of training preparation are considered.
Key words: simulator of ship power installation, preparation of ship mechanics, methods of estimation, economic game.
