ВОПРОСЫ КАДРОВ

Оригинальная статья

УДК 681.3:62.52 c И.С. Полевщиков, 2025

ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь №7-2025 /1195/

DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2025-7-62-70

Название

Моделирование и автоматизированный контроль выполнения упражнений на тренажерном комплексе для обучения операторов технологических установок на основе объектно-ориентированного подхода

Авторы

Полевщиков И.С. Канд. техн. наук, доцент кафедры Автоматизированных систем управления биотехнологическими процессами, ФГБОУ ВО «Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)», 125080, г. Москва, Россия, доцент кафедры Информационных систем и цифровых технологий, ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского», 109004, г. Москва, Россия, доцент кафедры Информационных технологий и автоматизированных систем ФГАОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», 614990, г. Пермь, Россия, e-mail: i.s.polevshchikov@mail.ru

Аннотации

Рассмотрены основы унифицированной технологии автоматизированного обучения операторов технологических установок (на примере перегрузочных машин) на компьютерных тренажерных комплексах (КТК). С применением модельных представлений в графической нотации диаграмм UML формализованно описаны структура и процесс функционирования автоматизированной обучающей системы (АОС) КТК, инвариантные к различным видам и сложности программной-аппаратной реализации КТК. Разработан алгоритм интегрального оценивания качества выполнения упражнений в КТК. Описан созданный прототип статического тренажера в форме приложения с веб-интерфейсом для контроля у операторов знаний и навыков технического обслуживания перегрузочных машин. Обеспечивается интерактивное взаимодействие оператора с программным приложением КТК: продемонстрированы интерфейсы выполнения, оценивания упражнений, формирования советующих воздействий обучаемому о допущенных ошибках. Результаты исследования возможно адаптировать к разработке КТК применительно к различным технологическим установкам и производственным процессам, в том числе в горнодобывающей отрасли.

Ключевые слова

Технологические установки, перегрузочные машины, компьютерный тренажерный комплекс, автоматизированное обучение операторов, унифицированный язык моделирования (UML).

Список литературы

1. Модернизация стрелы экскаватора ЭШ-10/70 в условиях технологического суверенитета / Л.И. Андреева, П.В. Давыдов, И.М. Шангареев и др. // Уголь. 2024. № 2. С. 47-51. DOI: 10.18796/0041- 5790-2024-2-47-51. Andreeva L.I., Davydov P.V., Shangareev I.M., Lapin V.O. Modernization of the ЭШ-10/70 excavator boom in terms of technological sovereignty. Ugol’. 2024;(2):47-51. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-2-47-51.
2. Shkliaev F., Fayzrakhmanov R. Development of Exercise Designing Module for Computer Training Complex. Proceedings of International Conference on Applied Innovation in IT. 2019. Vol. 7. Iss. 1. pp. 37-41. Available at: DOI:10.25673/13480 (accessed 15.06.2025).
3. Mokrushin S.A., Polevshchikov I.S. Mathematical modeling of food production technological processes in a computer training complex for operator education. BIO Web Conf. 2024. Vol. 105. pp. 03007. Available at: https://doi.org/10.1051/bioconf/202410503007 (accessed 15.06.2025).
4. Корнилова К.А., Зотова А.С., Петрушова М.В. Совершенствование подготовки кадров для угольной промышленности через корпоративно-информационные механизмы // Уголь. 2024. № 4. С. 98-101. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-4-98-101. Kornilova K.A., Zotova A.S., Petrushova M.V. Enhancement of personnel training for the coal industry through corporate information mechanisms. Ugol’. 2024;(4):98-101. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-4-98-101.
5. Venger A.L., Dozortsev V.M. Trust in artificial intelligence: modeling the decision making of human operators in highly dangerous situations. Mathematics. 2023;11(24):4956.
6. Ершова О.В., Чистякова Т.Б. Методы и технологии разработки компьютерных тренажеров для обучения ресурсосберегающему управлению электротехнологическими установками // Математические методы в технологиях и технике. 2021. № 8. С. 115-124. Ershova O.V., Chistyakova T.B. Methods and technologies for developing computer simulators for teaching resource-saving control of electrical engineering installations. Matematicheskie metody v tekhnologiyakh i tekhnike. 2021;(8):115-124. (In Russ.).
7. Имитационный динамический тренажер для отработки процессов в топочных устройствах паровых котлов / Е.А. Бойко, С.В. Пачковский, В.Н. Вольнев и др. // Теплоэнергетика. 2022. № 4. С. 81-92. Boyko E.A., Pachkovskiy S.V., Vol’nev V.N., Surgutskiy D.V. Simulation dynamic simulator for working out processes in combustion devices of steam boilers. Teploenergetika. 2022;(4):81-92. (In Russ.).
8. Мухаметгалиев И.Д., Агзамов З.В. Разработка человеко-машинного интерфейса тренажера наклонно-направленного бурения // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. № 1(123). С. 38-55. Mukhametgaliev I.D., Agzamov Z.V. Development of a human-machine interface for a directional drilling simulator. Problemy sbora, podgotovki i transporta nefti i nefteproduktov. 2020;1(123):38-55. (In Russ.).
9. Андрюшкова О.В., Карева М.А., Фишгойт Л.А. Использование интерактивных модулей платформы как критерий качества онлайн-курса // Современное образование: содержание, технологии, качество. 2021. Т. 1. С. 70-72. Andryushkova O.V., Kareva M.A., Fishgoyt L.A. Using interactive platform modules as a quality criterion for an online course. Sovremennoe obrazovanie: soderzhanie, tekhnologii, kachestvo. 2021;(1):70-72. (In Russ.).
10. Gasheva T.S., Vlasov D.I., Otinov A.V., Datsun N.N. Validation automation of UML diagrams created by students. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. 2021;33(4):7-18.
11. Alturas B. Connection between UML use case diagrams and UML class diagrams: a matrix proposal. International Journal of Computer Applications in Technology. 2023;72(3):161-168.
12. Филатова Н.Н., Вавилова Н.И., Ахремчик О.Л. Мультимедиа тренажерные комплексы для технического образования // Educational Technology & Society. 2003. № 6(3). С. 164-186. Filatova N.N., Vavilova N.I., Akhremchik O.L. Multimedia training complexes for technical education. Educational Technology & Society. 2003;6(3):164-186. (In Russ.).
13. Di Felice P., Paolone G., Paesani R., Marinelli M. Design and implementation of a metadata repository about UML class diagrams. A software tool supporting the automatic feeding of the repository. Electronics. 2022;11(2): 201.
14. Fan Ch., Zou P. Research on automatic test case generation method of flight control system based on UML state diagram. Journal of Physics: Conference Series. 2021;1961(1):012019.

Поддержка

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-79-10162, https://rscf.ru/project/23-79-10162/.

Для цитирования

Полевщиков И.С. Моделирование и автоматизированный контроль выполнения упражнений на тренажерном комплексе для обучения операторов технологических установок на основе объектно-ориентированного подхода // Уголь. 2025;(7):62-70. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-7-62-70.

Информация о статье

• Поступила в редакцию: 17.01.2025
• Поступила после рецензирования: 17.06.2025
• Принята к публикации: 27.06.2025