|
№ п.п.
|
Наименование
комплекса/образца
|
Цена на 01.01.2002г.
(тыс.руб., без НДС
|
Годовая норма износа (%)
|
Полный ресурс (срок службы
до списания) (лет)
|
|
1
|
Самоходная гаубица 2С1
|
8099,5
|
3,33
|
30
|
|
2
|
Самоходная гаубица 2С3
|
9801,5
|
|
|
|
3
|
Самоходная гаубица 2С3М
|
10192,9
|
|
|
|
4
|
Самоходная гаубица 2С3М1
|
10497,9
|
|
|
|
5
|
Самоходная гаубица 2С19
|
18948,6
|
|
|
|
6
|
Самоходная гаубица 2С19М1
|
25295,6
|
|
|
Необоснованность механизации тренажера 2Х51 выражается в том, что при
всей своей оснащенности данный тренажер не позволяет выполнять задачи наведения
гаубицы в точку наводки, т.е. при всей своей громоздкости и технической
оснащенности не адекватен реальному образцу.
Таким образом, можно сделать вывод, о том что идеальным средством
обучения и тренировки, расчета является штатный образец вооружения (САО).
Однако экономически не выгодно использовать штатный образец САО в качестве УТС.
Проведенный анализ возможностей существующих УТС в артиллерии показал,
что они не удовлетворяют потребностям в подготовке специалистов, т.к. способны
реализовать лишь до 60% условий боевой деятельности номеров расчета. Поэтому
для обеспечения достижения обучающимися требуемого уровня обученности
необходима разработка обучающих систем, основанных на использовании
компьютерных технологий, что позволит отдельные мероприятия имитировать, давая
возможность выполнять номерам расчета более важные задачи.
2. Разработка структурно-функциональной схемы современного
автоматизированного классного модульного тренажера
Применения в учебном процессе обучающих систем показало, что из всех
существующих систем наилучшим образом способствуют успеху, наиболее полно
удовлетворяют дидактическим требованиям и максимально приближают процесс
обучения к реальным условиям только компьютеры, которые в отличие от других
средств обучения способны реагировать на действия обучаемых. Структура ТСО на
базе компьютера показана на рисунке 2.1.
Проведенный в ходе исследования анализ зарубежного и отечественного опыта
свидетельствует, что при включении в учебный процесс ТСО его изменения
происходят по двум параметрам. Во-первых, по временному параметру, так как
происходит сокращение времени на подготовку. Во-вторых, по так называемому
«охвату обучаемых», когда при необходимости массового обучения основная
сложность связана с организацией и проведением массового тренинга по выработке
важнейших умений и навыков у каждого обучающегося.
Обучающая система должна иметь рабочие места обучающегося и руководителя
занятия - обучающего, причем, рабочее место обучающегося оборудовано таким
образом, чтобы по всем показателям (эргономичности, размерам моторных полей,
информационной компоновке и др.) соответствовать реальному рабочему месту. В
начале цикла обучения с обучающимся проводится психофизиологический контроль
(ПФК) и контроль предметных знаний (ПК) в результате которых, а также с учетом
имеющейся в базе данных информации о предыдущих результатах организационного
управления с рабочего места обучающего осуществляются экспертные функции
(корректировка базы знаний, определение либо корректировка целей и методик
обучения и т.д.).
Оперативный контроль качества деятельности предназначен для обработки
данных контролей и, кроме этого, для оценки деятельности обучаемого в ходе выполнения
задач о результатах обучения обучающему.
Организационное управление определяет стратегию обучения с помощью
обучающей системы. Данный вид управления осуществляет планирование программ
обучения, диагностику ошибок обучаемых, принятие решений о коррекции программы
обучения.
Таким образом, основываясь на выше изложенном, функциональная обобщённая
структура управления процессом обучения с помощью ТСО представляется такой, как
показано на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2 - Функциональная обобщённая структура управления процессом
обучения с помощью ТСО
Таким образом, подберем приблизительный состав приборов, узлов и
агрегатов классного модульного тренажера:
рабочее место обучающего;
рабочие места обучаемых (номеров расчета);
учебно-моделирующий комплекс;
ЭВМ;
аппаратуру имитации визуальной обстановки;
аппаратуру имитации акустического воздействия на обучаемого;
средства технологической связи;
комплект ЭД;
комплект одиночного ЗИП.
.1 Подход к определению рациональной конфигурации обучающей
системы
Проведенный анализ подходов к построению сложных систем показал, что они,
в основном, базируются на достаточно большом количестве исходных данных и с
учетом функционирования существующих систем. Выбор метода исследования в работе
основывался на том факте, что исходные данные по количественно-качественным
параметрам современных обучающих систем скудны.
Однако, при этом, существует четко определенная цель функционирования
обучающей системы - достижение максимального уровня обученности. На сегодняшний
день наиболее точно учитывает процесс накопления знаний и умений выражение, где
задается предельный уровень обученности. Реальная система обучения предполагает
максимальный уровень обученности равный единице, а любая искусственная система
обучения позволяет достичь уровень, в лучшем случае, лишь приближающийся к
единице.
Таким образом, задача получения рациональной конфигурации обучающей
системы строилась на допущение о возможности достижения с ее помощью уровня
обученности, который бы стремился к уровню соответствия ее реальной системе.
Критерии, относительно которых осуществлялся выбор оптимальной конфигурации
обучающего средства, представляют собой конечное множество, следовательно, в
ходе решения вариационной задачи при отыскании экстремальных значений, вместо
функционала возможно рассмотрение целевой функции.
Таким образом, предложена последовательность определения рациональной
конфигурации обучающей системы (рисунок 2.3), которая включает в себя ниже
перечисленные мероприятия.
Рисунок 2.3 - Структура определения рациональной конфигурации обучающей
системы
1. На основе задачи функционирования обучающей системы по подготовке
специалистов по С и УО выделяются следующие блоки:
подготовки стрельбы и управления огнем;
выполнения огневых задач;
конструктивно-технологический;
педагогический.
. Определяется перечень частных показателей в каждом блоке, наиболее
полно характеризующий обучающую систему с точки зрения ее назначения и области
использования.
. На этапе работы экспертной группы определяются весовые коэффициенты
выбранных показателей путем их ранжирования методом парных сравнений Повышение
достоверности информации по ценности показателей, полученной от экспертов,
осуществляется путем сравнения пар абстрактных объектов.
Характерной особенностью существующих методик проведения экспертного
анализа является не учет компетентности экспертов.
. Из возможного перечня показателей, разбитых по блокам, формируются
частные наборы, являющиеся вариантами обобщенных конфигураций обучающих систем.
Каждому показателю ставится в соответствие его критерий, определенный по
результатам экспертного анализа.
. Определение уровня соответствия той или иной конфигурации реальной
системе осуществляется на основе учета уровня соответствия комплексного
показателя.
(2.1)
6.
На основе полученных значений и общих начальных условий обучения рассчитываются
показатели эффективности обучающих систем различных конфигураций.
Как
обучающее устройство, КМТ предназначен для повышения эффективности и качества
обучения и в соответствии с ГОСТ 26387-84 он характеризуется по следующим
основным группам показателей эффективности и качества: назначения, надежности,
эргономические, эстетические, технологичности, транспортабельности,
патентно-правовые, унификации, экологические, безопасности, экономические
показатели, показатели отражающие затраты на разработку, создание и
эксплуатацию системы.
Таким
образом, это наводит нас на разработку требований к структурным элементам и к
КМТ в целом как к обучающей системе для подготовки специалистов артиллерии с
помощью различных методов подготовки в соответствии с перечнем.
Под
методом обучения в работе понимается система упорядоченного и целенаправленного
взаимодействия между преподавателем (обучающей системой) и обучающимся,
обеспечивающая рационализацию педагогических целей обучения. Таким образом,
требования характеризуют возможность организации такого взаимодействия с
обучающей системой.
На
основе анализа структуры обучающих систем и методов обучения, используемых в
традиционной системе подготовки номеров расчета САО и с учетом дидактических
принципов использования ЭВМ в учебном процессе, предложены требования к
структурным элементам и к КМТ в целом.
Рассмотрение
требований осуществлялось первоначально к структурным элементам КМТ, а затем к
КМТ в целом.
Моделирующее
устройство - это устройство, осуществляющее процесс построения учебной модели,
предполагаемой или существующей системы «человек-машина», а также
экспериментирование с этой моделью на ЭВМ.
Моделирование,
включает в себя как стадию построения модели, так и стадию планирования и
реализации соответствующих экспериментов с этой моделью. Оно представляет собой
имитацию некоторой реальной или воображаемой системы. Такая система необходима
потому, что реальная система может быть либо недоступной для использования,
либо действия, проводимые на реальной системе, недопустимо дорогие.
Математическое моделирование исключает субъективизм в оценке той или иной
ситуации. Моделирующее устройство КМТ предназначено для формирования учебной
модели боя и дополнительной информации, необходимой обучающемуся в процессе
обучения.
Благодаря
ему КМТ с достаточно высокой степенью достоверности способен «предсказать»
исход боевого эпизода с участием артиллерийского подразделения, то есть «берет
на себя» имитацию боя, основываясь на строгих, выявленных в результате
многолетних исследований закономерностях его развития, учитывающих
характеристики обученности, вооружения, местности, погодных и других условий.
Моделирование
осуществляется посредством языков моделирования высокого уровня, реализованных
в программах, и являющихся основным звеном КМТ. Исходя из главенствующей роли
программ в моделирующем устройстве, требования больше будут относиться к ним.
Таким
образом, к моделирующему устройству предъявляются нижеперечисленные требования.
.
Адекватность модели реальной системе. Под реальной системой в работе понимается
совокупность органов управления подразделением, средств разведки, огневых
подразделений, действующих в реальных условиях (тактических, погодных),
результатов огневого воздействия на противника и др. Адекватность предполагает
уменьшение числа ограничений в модели и их важности, так как всякое ограничение
означает исключение, а это в свою очередь, означает, что в модели чего-то не
будет хватать. Модель будет наиболее полной, если она будет включать в себя
максимальное количество переменных и структур (рисунок 2.4).
Это
значит, что каждый элемент тренажера 
(информационная
модель) может быть взаимооднозначно сопоставлен с элементом 
(реальный образец).
На
рисунке 2.4
-
множество показателей, характеризующих реальный образец САО (
- количество параметров, характеристик и
учебно-боевых задач);
-
множество показателей, характеризующих УТС;
- множество
показателей, характеризующих «помехи».
Задача
создания КМТ (синтеза) сводится к преобразованию 
-мерного
вектора 
в -мерный
вектор 
с наименьшими помехами 
.
Для
оценки точности построения модели предлагается коэффициент адекватности 
модели реальному образцу
. (2.2)
Модель
системы тем адекватнее, чем ближе она при сравнении к фактическому поведению
реальной системы. КМТ предназначен для формирования знаний, умений и навыков в
вооруженной борьбе и любое несоответствие модели реальной системе приводит к
развитию отклонения в формируемом навыке, что в реальных условиях может повлечь
за собой невыполнение задачи и гибель людей. Таким образом, моделируемые
условия не должны превышать некоторых значений, присущих реальной системе, а
отклонения от среднего моделируемого значения не должны превышать значений, которые
бы выходили за границы, характеризующие точность выполнения огневой задачи.
Отклонения моделируемых условий, согласно, не должны превышать пределов.
.
Возможность многократного возвращения к изучаемому материалу. Данное требование
предполагает возможность возвращения в конце занятия (тренировки) или в их ходе
к тем командам, этапам расчетов, где обучающийся допустил ошибки. КМТ, его
моделирующее устройство, обрабатывает выполнение ОЗ параллельно с обучающимся,
производит все необходимые при этом расчеты на уровне, близком к идеальному.
Методика проведения тренировок предполагает наличие такого этапа в ходе ее
проведения, как разбор выполнения ОЗ, где обучающий указывает на допущенные
ошибки, их характер, причины.
Таким
образом, вся информация о ходе выполнения обучающимся ОЗ и контрольные данные
должны быть занесены в БД, откуда она может извлекаться в ходе разбора. Кроме
того, если обучающийся не допустил ошибок по ПС и УО, он должен иметь
возможность возвратиться к тем этапам выполнения ОЗ, которые решены КМТ более
целесообразно.
В
данном требовании есть еще один аспект, который наиболее актуален при вторичном
обучении или тренировке. Известно, что в процессе переработки информации в
мозге человека создаются устойчивые структуры - нервные связи. По мнению
некоторых авторов, механизм этот можно представить наличием в мозге нескольких
отделов памяти: иконической, кратковременной, долговременной и оперативной. Вся
воспринимаемая человеком информация поступает в иконическую память, где
необходимая востребуется и поступает в отдел кратковременной памяти, где она
находится непродолжительное время.
Здесь
происходит оценка значимости информации. В дальнейшем при поступлении
информации той же направленности, что и основной информационный сигнал,
информация, имеющаяся в кратковременной памяти, переформировывается в
долговременной памяти и содержится там длительное время. В противном случае,
через непродолжительное время, первоначальная информация «стирается»,
освобождая место в памяти для следующих порций информации.
Таким
образом, использование повторения в ходе занятия с помощью КМТ значительно
усиливает качество и длительность сохранения информации.
.
Обеспечение гибкости при выборе стратегии обучения. Многие обучающие системы в
настоящее время построены на основе линейного или разветвленного программного
оснащения. Недостатком такого рода программ является то, что в первом случае
каждый обучающийся проходит заранее определенную последовательность его
действий во время самого хода обучения. Во втором - каждый очередной шаг
обучающегося определяется в зависимости от его предшествующих действий и
корректируется посредством анализа полученных результатов, разъяснения
допущенных ошибок и указания путей их исправления по заранее определенным
алгоритмам.
Таким
образом, имеющиеся подходы не позволяют чутко реагировать на готовность
обучающегося к усвоению учебной информации.
Реализуемая
в КМТ структура алгоритмов обучения, тренировки и контроля, в результате
которых моделирующее устройство будет принимать решение о каждом шаге обучения
в зависимости от ряда факторов, характеризующих как самого обучающегося, так и
процесс усвоения им знаний, умений и навыков, осуществляет адаптацию обучающей
системы к обучающемуся.
.2 Концептуальная структура классного модульного тренажера
КМТ должен осуществлять процесс подготовки специалистов и повышение их
квалификации на базе сформированных адаптированных сценариев обучения с
использованием средств и методов искусственного интеллекта в условиях,
максимально приближенных к реальным. Как сложная система, КМТ включает
различные виды обеспечения (техническое, информационное, математическое,
программное, учебно-методическое, организационное)
Техническое обеспечение представляет собой совокупность вычислительного
комплекса, рабочих мест обучающегося и обучающего, различных устройств,
обеспечивающих работу КМТ.
Программное обеспечение КМТ - совокупность программ, обеспечивающих ввод,
обработку, хранение, синтез рабочих программ и др.
Учебно-методическое обеспечение - совокупность учебного материала,
методик его подачи, методических указаний, статистических данных об
успеваемости и др.
Информационное обеспечение представляет собой совокупность знаний о
психофизиологическом состоянии обучающегося, об уровне усвоения им предметных
знаний, динамике их изменения, о возможных результатах и продолжительности
обучения.
Под математическим обеспечением в работе понимается совокупность
математических моделей, лежащих в основе программного обеспечения комплекса.
Организационное обеспечение включает штатную структуру обслуживающего
персонала комплекса, документацию на него, регламентирующую объем нагрузки на
комплекс, периодичность и порядок его технического обслуживания.
На основе проведенных исследований была составлена концептуальная
структурная схема КМТ, представленная на рисунке 2.5.
Обучающая информация всех видов (текстовая, графическая, звуковая и
визуальная) содержится в базе знаний КМТ и в совокупности представляет собой
модель предмета обучения.
Модель управления обучением осуществляет предоставление обучающемуся
очередного учебного воздействия, рационального в конкретной ситуации с точки
зрения целей и методики обучения. Информация о целях и методике обучения
заносится в БЗ по результатам работы с экспертом-методистом и может оперативно
корректироваться конкретным педагогом перед занятием для реализации
индивидуальной методики преподавания.
Модуль адаптации к обучающемуся, состоящий из модели психологического и
психофизиологического тестирования и модели тестирования предметных знаний,
предназначен для определения интеллектуальных способностей, уровня базовой
подготовки, а также психофизиологических возможностей и состояний обучающегося
с целью корректировки модели предмета обучения. По результатам тестирования,
модуль адаптации формирует в БД информацию об обучающемся, фиксирует результаты
последующей работы, информацию о состоянии знаний и о ходе его взаимодействия с
КМТ.
Модель настройки предмета обучения позволяет адаптировать предъявляемый
учебный материал в зависимости от возможностей и состояний обучающегося.
Кроме моделей, формирующих непосредственно процесс обучения, к
моделирующему устройству относятся модели, позволяющие проводить тренировки по
СиУО на фоне конкретной боевой обстановки, объединенные в блок формирования ОЗ.
Модель боевой обстановки предназначена для формирования информации о
боевых действиях подразделений противника.
Модель результатов ведения огня формирует управляющее воздействие для
изменения боевой обстановки в зависимости от эффективности выполнения ОЗ
обучающимся.
Рисунок 2.5 - Концептуальная структурно-функциональная схема КМТ
Модель контроля и оценки уровня подготовленности обучающегося
предназначена для формирования информации о порядке ее выполнения параллельно.
Модель имитации окружающей среды осуществляет наложение возмущающих
воздействий на видео и аудио информацию, поступающую к номеру расчета.
Лингвистический процессор предназначен для перевода естественно -
языковых конструкций во внутреннее формальное представление адекватное смыслу запроса.
Блок генерации ситуаций предназначен для формирования в процессе обучения
нестандартных ситуаций с целью развития творческого мышления и индивидуализации
процесса подготовки специалистов.
.3 Обоснование содержания требований к элементам классного
модульного тренажера
Как обучающее устройство, УМК предназначен для повышения эффективности и
качества обучения и в соответствии с ГОСТ 26387-84 он характеризуется по
следующим основным группам показателей эффективности и качества: назначения,
надежности, эргономические, эстетические, технологичности, транспортабельности,
патентно-правовые, унификации, экологические, безопасности, экономические
показатели, показатели отражающие затраты на разработку, создание и
эксплуатацию системы.
Таким образом, исследования были направлены на разработку требований к
структурным элементам и к УМК в целом как к обучающей системе для подготовки
специалистов артиллерии с помощью различных методов подготовки в соответствии с
перечнем.
Требования к рабочему месту руководителя.
Рабочее место руководителя (обучающего) - это зона деятельности
преподавателя, оснащенная техническими средствами оперативного управления
процессом обучения. Со своего рабочего места обучающий должен иметь возможность
получать как можно более полную информацию о ходе обучения. Рабочее место
включает устройство ввода информации, обеспечивающее изменение алгоритма
обучения в полуавтоматическом режиме и режиме работы КМТ под руководством
обучающего, средство отображения информации, дающее возможность наблюдения за
ходом обучения и функционированием КМТ.
Анализ структуры обучающих средств, особенности методики проведения
занятий по стрельбе и управлению огнем, являются основой для предъявления к
рабочему месту обучающего следующих требований:
обеспечение управления параметрами учебной информации модели в
полуавтоматическом режиме работы КМТ и режиме работы под руководством
преподавателя;
обеспечение возможности оперативного вмешательства в действия
обучающегося в процессе тренировки и обучения в случае допущения ошибок,
ведущих в реальных условиях к гибели людей или нарушению мер безопасности;
обеспечение управления физическими факторами моделируемой системы,
воздействующих на обучающихся;
обеспечение контроля за действиями всех обучающихся и получения данных о
контроле хода обучения и оценках обучающихся;
возможность коррекции учебной информации, используемой обучающимися в
процессе обучения и тренировки.
Требования к рабочему месту номера расчета (обучающегося).
Рабочее место НР (обучающегося) - зона деятельности, оснащенная
техническими средствами для профессиональной подготовки и вспомогательным
оборудованием для контроля за готовностью обучающегося к обучению и ходом
учебного процесса.
В КМТ должны быть рабочие места только тех номеров расчета, которые
считаются наиболее важными и сложными в обучении.
Они смонтированы в башне орудия, установленной на качающейся платформе.
На рабочих местах обучающихся располагаются штатные приборы рабочих мест САО, и
кроме того:
имитатор затвора с механизмом досылки;
имитатор прицельного комплекса;
имитатор аппаратуры управления наведением;
средства связи.
Методика проведения занятия предполагает максимально-эффективное
использование рабочего места, возможности которого позволяют обучающемуся
действовать в условиях, приближенных к реальным.
Таким образом, к рабочим местам обучающихся предъявляются следующие
требования:
соответствие по исполнению и компоновке информационных и моторных полей
реальным рабочим местам;
возможность передачи на рабочие места обучающихся информации об ошибках,
допущенных в ходе выполнения огневой задачи;
возможность получения визуальной информации через приборы наблюдения;
возможность получения и передачи через телефонную гарнитуру информации от
командиров огневых подразделений и руководителя занятия;
идентичность пространственных характеристик управляющих движений
обучающихся при работе на КМТ и в реальных условиях;
возможность наблюдения за полем боя, первым разрывом вне машины с помощью
системы виртуальной реальности;
обеспечение имитации на рабочих местах КМТ физических условий окружающей
среды, статичности, либо динамичности ( имитация движения, воздействия ударной
волны и т.п.) рабочего места, воздействий противника, т.е. комплексирование
различных форм информации статического и динамического типа.
Требования к средствам отображения и предъявления информации:
Средства отображения информации предназначены для предъявления различных
данных в визуальной и аудио формах. Они используются как обучающимся, так и
обучающим.
Средства отображения и предъявления информации обеспечивают возможность
предъявления следующих видов информации:
учебной;
о результатах работы обучающегося;
о результатах контроля работы обучающегося.
Кроме того, если принимается решение при создании КМТ на исключение
отдельных операций, то выполнение этих операций не только имитируется временным
отрезком, но визуальным и аудио проигрышем.
С помощью средств отображения и предъявления информации у обучающегося
формируется образ реальной обстановки, он проводит оценку обстановки, принимает
решение, планирует управляющее воздействие.
К средствам отображения и предъявления учебной информации предъявляются
следующие требования:
они должны совпадать по месту с приборами наблюдения в реальной системе;
обеспечение считывания информации с требуемой точностью;
использование различных цветов для отображения различной информации;
в случае совместной аудио-визуальной подачи информации, видео информация
задерживается до конца подачи звуковой, т.к. слуховые анализаторы принимают
информацию не одномоментно, как зрительные, а последовательно;
видеоинформация должна быть обеспечена высоким цветовым контрастом.
Требования к органам управления КМТ.
Органы управления КМТ служат для передачи управляющих воздействий от
выполняющего огневую задачу к ЭВМ и играют роль связующего звена между ними.
К органам управления КМТ относятся приборы и средства связи, а также
устройство ввода информации. Они должны обеспечивать проведение занятия как
методом тренировки, так и методом упражнения в работе на технике и приборах,
причем в совмещенном варианте.
Таким образом, к органам управления КМТ предъявляются следующие
требования:
обеспечение соответствия изменения положения органов управления,
изменению отображаемой обстановки. Поворот угломерных механизмов органов
управления должен соответствовать изменению визуализируемой обстановки в
допустимых пределах;
обеспечение соответствия масштаба визуализируемой обстановки реальному
масштабу обстановки в реальных приборах;
обеспечение соответствия длительности моделируемых действий системы после
управляющих воздействий длительности аналогичных процессов в реальной системе;
обеспечение ввода в КМТ информации о результатах планирования огня,
данных для проведения тестирования обучающегося.
Требования к модулю адаптации к обучающемуся.
Модуль адаптации к обучающемуся - программный продукт, предназначенный
для приспособления КМТ до начала и в ходе процесса обучения к уровню
подготовленности обучающегося, его психическому и психофизиологическому
состоянию.
В зависимости от методики обучения, программной реализации модуля
адаптации, различают следующие виды адаптации: дидактическая, программная и
техническая.
Дидактическая адаптация предполагает определение степени (уровня)
сложности очередного "отрабатываемого" учебного задания в
соответствии с индивидуальным уровнем теоретической и практической
подготовленности, уровнями психического и психофизиологического состояния
обучающегося на момент проведения занятия.
Программная адаптация обеспечивает:
формирование из имеющейся номенклатуры системных программных средств ПЭВМ
(драйверов, интегрированных пакетов прикладных программ и д.р.) необходимого
(требуемого в целях успешного обучения) специализированного системного
программного модуля, учитывающего не только необходимые для решения конкретных
учебных задач периферийные устройства ПЭВМ, но и номенклатуру технических
средств КМТ;
генерацию программных файлов контроля теоретических знаний при допуске
обучающихся к отработке с помощью КМТ тех или иных практических умений и
навыков.
Техническая адаптация осуществляется путем формирования оптимальной
аппаратной и приборной конфигурации средства обучения для решения конкретных
учебных задач.
Синтез перечисленных видов адаптации позволяет сформулировать требования
к модулю адаптации, под которыми понимается:
возможность получения до начала обучения на основании тестирования
сведений об уровнях предметных знаний, психического и психофизиологического
состояния обучающегося;
возможность прогнозирования хода процесса обучения в зависимости от
возможностей обучающегося;
изменение объема и информативности учебных заданий в зависимости от
состояния обучающегося;
изменение времени на усвоение учебного материала и количества выполняемых
огневых задач в зависимости от готовности обучающегося к занятию.
Требования к модулю контроля и оценки уровня подготовленности
обучающегося.
Модуль контроля и оценки уровня подготовленности - это техническое и
программное средство, обеспечивающее контроль и качественную оценку
деятельности обучающегося и его функционального состояния.
Контроль и оценка обученности является одним из основных моментов
методики проведения занятия. Чем более подробный и всесторонний осуществлен
контроль, тем более своевременной будет помощь при ликвидации пробелов в
подготовке обучающегося.
Таким образом, к модулю контроля и оценки подготовленности предъявляются
следующие требования:
возможность регистрации и анализа информации, необходимой для определения
качества работы обучающегося, а также групп обучающихся;
формирование информации об ошибках обучающегося и оперативное
предъявление ее на рабочее место обучающего, при необходимости - обучающихся (в
конце выполнения огневой задачи);
возможность возвращения к любой предыдущей части отрабатываемой задачи, в
которой допущена ошибка на этапе оценки уровня подготовленности.
Требования к модели имитации окружающей среды.
Модель имитации окружающей среды - программное средство, позволяющее
изменять условия выполнения огневой задачи адекватно воздействующим условиям
окружающей среды (погодные и климатические условия) на обучающегося в реальной
системе.
Методика проведения тренировок предполагает максимальное приближение
условий выполнения огневой задачи к условиям реальной системы, исходя из чего,
требования модели имитации окружающей среды предоставляют возможность:
воздействия на условия выполнения задачи адекватно выполнению ее в
реальной системе;
моделирования условий окружающей среды, присущих тому району, где
проходит службу обучающийся;
передачи моделируемых условий в другие модели и на технические
устройства, реализующие результаты моделирования (рабочее место обучающегося -
качающаяся платформа, модуль генерации ситуаций).
Требования к модулю генерации ситуаций.
Творческое мышление номера расчета характеризует высшую степень развития
его способностей и проявляется в умении успешно решать нетипичные, сложные
задачи. Наилучшие условия для развития творческого мышления обеспечиваются в
процессе создания и разрешения проблемных ситуаций. С помощью генерации
ситуаций создаются условия, способствующие снижению негативного воздействия
факторов, препятствующих реализации творческого мышления.
В результате исследований были сформулированы следующие требования к
модулю генерации ситуаций:
возможность создания индивидуальных проблемных ситуаций, обязательных для
разрешения каждым обучающимся;
осуществление выбора проблемных ситуаций в соответствии с
характеристиками каждого из обучающихся посредством связи с аппаратурой
адаптации;
генерация ситуаций в реальном секторе возможных вариантов их
возникновения;
учет при генерации всех условий, оговоренных и заложенных в КМТ (погодные
условия, наличие боеприпасов по видам, партиям и типам взрывателей и др.).
Требования, предъявляемые к учебно-моделирующему комплексу (УМК).
Требования к УМК основываются на анализе выполняемых с его помощью
функций, характеризующих его как обучающую систему, к которым относятся:
формирование умений и навыков в принятии решения и его практическом
выполнении;
формирования знаний, умений и навыков, необходимых для конкретного вида
деятельности;
психологический и психофизиологический контроль обучающегося;
контроль уровня знаний предметной области обучающимся (проверка
теоретических и практических знаний, умений и навыков).
Перед рассмотрением требований к УМК для обучения номеров расчета,
целесообразно определить требования к обучающим системам, к которым относится и
УМК:
обеспечение посредством применения обучающих систем высокой дидактической
эффективности обучения;
повышение познавательной активности и самостоятельности обучающихся, их
интереса к изучаемому материалу, инициативы и уверенности в достижении целей
обучения;
возможность индивидуализации обучения посредством адаптации обучающей
системы к обучающемуся;
улучшение качества подготовки специалистов, предполагающей заполнение
пробела между теорией и практикой обучения;
расстановка акцентов при обучении на развитие творческого мышления у
обучающихся;
формирование у обучающегося высокой мотивации и приемов самоконтроля -
решающих факторов для овладения многими умениями и навыками.
Таким образом, на основе общих требований к обучающей системе, с учетом
особенностей методики проведения занятий, были сформулированы следующие
требования к УМК:
обеспечение возможности вывода текущих справочных данных (неисправности,
причины задержек и т.д.) с помощью средств отображения и предъявления
информации в случае необходимости получения их обучающимся, либо обучающим;
на моделируемой местности должны быть отчетливо видны различного рода
ориентиры и обеспечена возможность вывода с помощью средств отображения;
соответствие размеров моделируемых элементов тактической обстановки
техническим характеристикам приборного оснащения УМК.
.4 Оценка качества обучения
Постепенное углубление процесса обучения и формируемый вывод о том, что
подготовка обучающегося достигла того уровня, когда можно перейти к отработке
более сложных задач, основывается на измерении и оценивании характеристик
практической деятельности обучающегося. Таким образом, под оценкой при обучении
с помощью УМК в работе понимается совокупность показателей, характеризующих
успешность самого процесса подготовки и уровень обученности обучающегося в
пределах задач, отрабатываемых на УМК.
Оценивание деятельности обучающегося предполагает решение следующих
проблем. Первая связана с тем, что достигнутые показатели обученности должны
быть применимыми им в реальной системе.
Хорошая работа на УМК будет бесплодной, если она не способствует росту
умения обучающегося выполнять ОЗ в реальных условиях обстановки.
Вторая проблема связана с использованием УМК для оценивания деятельности
обучающегося и заключается в распространении субъективных оценок за его
действия в реальной системе на объективные измерения, получаемые УМК,
следовательно, возникает необходимость увязывания дополнительных измерений,
получаемых с помощью УМК с известными методами оценки действий выполняющего ОЗ.
Третья проблема использования УМК для оценки деятельности обучающегося
связана с определением качества обучения. Она основана на сравнении действий
опытного и неопытного выполняющих ОЗ.
Оценивание деятельности обучающегося связано с выполнением трех задач в
рамках учебной программы. Первая заключается в оценке деятельности обучающегося
относительно требований к отрабатываемым задачам, т.е. оценивание выполнения ОЗ
по существующей методике.
Вторая задача оценки заключается в определении момента готовности
обучающегося к выполнению более сложной ОЗ. Следовательно, в УМК может быть
выработан комплекс взаимосвязей, определяющих критерий, по которому следует
судить о качестве обучения, о готовности обучающегося перейти к выполнению
более сложных задач в более сложных условиях.
Третья задача заключается в выявлении и указании причин неправильных
действий выполняющего ОЗ или действий, которые могут быть следствием
недостаточно глубокого обучения. УМК способен решить эту задачу посредством
мощных ресурсов как для запоминания результатов подобного анализа, так и для
расширения его масштабов на основе накопления данных, на основе соответствующей
организации этих данных с целью отражения существующих взаимосвязей между различными
показателями функционирования, качеством выполнения ОЗ и результатами обучения.
По назначению оценочные показатели делятся на три группы. Относящиеся к
первой группе показатели, используемые для управления процессом обучения,
характеризуют сложность для обучающихся выполняемой ОЗ или ее отдельных
элементов, причины ошибочных действий и степень усвоения учебной задачи. При
этом, кроме технических показателей, характеризующих процесс выполнения ОЗ,
предусматривается получение параметров психического и психофизиологического
состояния обучающегося в процессе обучения.
Ко второй группе относятся оценочные показатели стимулирования активности
обучающихся, которая достигается путем повышения уровня мотивации их
деятельности. Оценочные показатели должны определять уровень достигнутых
результатов при каждом выполнении с целью воздействия на обучающихся.
Относящиеся к третьей группе оценочные показатели для аттестации
обучающихся характеризуют их способность выполнять огневые задачи в реальных
условиях.
Для реализации всех перечисленных оценочных показателей в УМК
функционирует модуль контроля и оценки уровня подготовки обучающихся. Значения
частных оценочных показателей определяются на основе информации о состоянии и
переходных процессах объекта управления, а также на основе данных,
характеризующих работу выполняющего ОЗ.
Для оперативного управления процессом обучения используются оценочные
показатели, характеризующие успешность действий обучающихся и степень
достижения ими поставленных целей.
В качестве оценочных показателей используются различные параметры,
характеризующие процесс управления обучением, к которым относятся:
время выполнения ОЗ;
точность действий;
количество ошибок и др.
Нормативные значения устанавливаются на основе требований руководящих
документов.
Нормативы, по которым производится оценка ОЗ, рассматриваются как
некоторая допустимая область в пространстве параметров.
В итоге, оценочный показатель выдается на рабочие места обучающего и
обучающегося.
Таким образом, УМК, в отличие от существующих обучающих систем,
значительно расширяет перечень решаемых задач по подготовке специалистов
артиллерии. Их совокупность обеспечивает реализацию на практике широкого
спектра методик проведения занятий.
.4.1 Устройство контроля своевременности выполнения действий
номерами расчета
Для оценки быстродействия предлагается использовать устройство
своевременности выполнения действия.
Предлагаемое устройство относится к области контрольно-измерительной
техники и может быть применено при создании систем эксплуатационного и
обучающего контроля качества выполнения операторами заданного алгоритма
деятельности.
Известно устройство для автоматической регистрации действий операторов ,
содержащее датчики, шифратор, переключатель, промежуточный регистр, выходной
регистр, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, формирователь
телеграфного кода, телеграфный аппарат, схему выделения первого импульса, схему
возврата датчиков в исходное состояние и приоритетную схему, принятое за
прототип.
Однако в известном устройстве результаты контроля не привязываются к
заданному времени выполнения алгоритмы деятельности расчета, а поэтому нет
возможности сравнить, насколько качественно выполнены действия, установленные
алгоритмом деятельности.
Цель полезной модели - расширение функциональных возможностей за счет
введения новых блоков и организации связей между ними, что делает возможным
применять данное устройство при обучении расчетов САО и контроле за качеством
их деятельности.
Предлагаемое устройство контроля своевременности выполнения алгоритма
деятельности операторами отличается от известного тем, что в него введены блок
управления, блок формирования временных интервалов, блок вычитания, временной
сумматор, блок сравнения и блок индикации.
На рисунке 2.6 приведена блок-схема описываемого устройства.
Работу устройства можно описать следующим образом.
Сигналы со всех, подлежащих регистрации органов управления и отображения
(кнопок, тумблеров, переключателей, транспарантов, индикаторов) в момент
изменения их состояния (нажималась кнопка, загорался транспарант и т. д.),
поступают в датчики 1, которые преобразуют сигналы различной формы и
параметров в электрические сигналы стандартной формы. Эти сигналы поступают
каждый на определенный вход шифратора 2. Шифратор кодирует сигнал,
поступивший на его вход, десятиразрядным параллельным кодом и, кроме того,
вырабатывает последовательность импульсов, поступающую в схему выделения
первого импульса 4. Выделенный первый импульс производит запись кода,
поступающего с шифратора 2 в промежуточный регистр 3, а также
поступает на схему возврата датчиков в исходное состояние 5, на выходе
которой формируется сигнал возврата датчиков в исходное состояние, и блок
управления 8 для выдачи команды на формирование выходного интервала.
Таким образом, если снова поступит сигнал на датчик, работающий в данное
время, то он уже будет приведен в исходное состояние и готов к работе.
Код действия, который необходимо зарегистрировать, находится в
промежуточном регистре 3 до тех пор, пока блок формирования временных
импульсов 6 не выработает сигнал, необходимый для сравнения с сигналом
считывания кода с промежуточного регистра 3, блоке вычитания 10.
Этот сигнал вырабатывается следующим образом.
С выхода генератора тактовых импульсов 6 импульсы частоты 50 гц
поступают на делитель частоты 7, который формирует последовательность
импульсов частоты 50/16 гц, поступающую на вход блока формирования временных
интервалов 9. Блок управления 8, на основании полученного от
шифратора 2 сигнала выбирает из памяти блока последовательность выполнения
действий и подает сигнал на блок формирования временных интервалов 9,
который формирует сигнал, соответствующий выбранному действию.
Сигналы с промежуточного регистра 3 и блока формирования временных
интервалов 9 поступают на вход блока вычитания 10. Результирующие
сигналы складываются в сумматоре 11, работающем в накопительном режиме,
и сравниваются с нормативными значениями суммарных отклонений в блоке сравнения
12, поступающими с блока управления 8.
Итогом работы устройства является информация, на блоке индикации 13,
которая отражает оценочно-нормативный характер («отлично», «хорошо»,
«удовлетворительно», «неудовлетворительно»).
Рисунок 2.6 - Блок-схема устройства контроля своевременности выполнения
действий номерами расчета
2.4.2 Подход к определению потенциального времени выполнения
алгоритмов номерами расчета
Для оценки потенциально возможного времени выполнения АД номером расчета
используем способ оценки времени, расходуемого номером расчета на выполнение
предписанных действий, входящих в АД, при идеально эргономических условиях.
Предписанные действия можно разделить на основные и вспомогательные операции.
Таким образом, потенциальное время выполнения АД можно представить в виде суммы
. (2.3)
Здесь
- время, затраченное на выполнение основных операций,
к которым относятся афферентные, эфферентные и логические операции.
Следовательно, можно записать
, (2.4)
где 
- среднее время выполнения афферентных операций;
- количество
афферентных операций;
-
среднее время выполнения эфферентных операций;
-
количество эфферентных операций;
-
среднее время выполнения логических операций;
-
количество логических операций.
Для
определения времени, затраченного на выполнение вспомогательных операций 
, используем выражение
(2.5)
где 
- время сопровождения афферентной операции;
- время
сопровождения эфферентной операции.
Используем
выражения (2.4) и (2.5), тогда формула (2.3) для определения потенциального
времени выполнения номером расчета АД примет вид
. (2.6)
Данные,
характеризующие затраты номера расчета на выполнение некоторые операций и их
сопровождение, полученные на основе анализа публикаций по данной тематике,
приведены в таблице 2.1.
На
основе предложенного подхода произведен расчет предельно возможного времени
выполнения на основе программы Mahtcad (приложение В). Расчетные данные потенциального
времени выполнения номерами расчета некоторых АД приведены в таблице 2.2
Таким
образом, представлена концептуальная структурно-функциональная схема классного
модульного тренажера - специального технического устройства на базе ЭВМ
определенной дидактической направленности, реализующего модель системы
«человек-машина», обеспечивающего постоянный контроль и управление
деятельностью обучающихся, накапливающего информацию о них и предназначенного
для формирования знаний, умений, навыков, а также профессионально важных
психологических и психофизиологических качеств путем многократно проводимых с
его помощью занятий.
Таблица
2.1 - Временные затраты номера расчета на подготовку и выполнение некоторых
операций
|
№ п.п.
|
Наименование операций
|
Время операции расчетное  (сек)
|
|
I. Основные операции
|
|
Афферентные операции
|
|
1
|
восприятие команды
|
|
|
2
|
восприятие световой
индикации (сигнализации)
|
|
|
3
|
считывание показаний
приборов
|
|
|
4
|
оценку величины
рассогласования
|
|
|
5
|
другие операции
|
|
|
Эфферентные операции
|
|
1
|
дублирование команды
|
|
|
2
|
доклад об исполнении
команды
|
|
|
3
|
нажим кнопки
|
|
|
4
|
поворот маховиков
|
|
|
5
|
установка переключателя
|
|
|
6
|
поворот ручек
потенциометров
|
|
|
7
|
переключение тумблера
|
|
|
8
|
поворот рукояток
|
|
|
9
|
выполнение других
механических операций
|
|
|
Логические операции
|
|
1
|
контроль исполнения
операций
|
|
|
2
|
соответствие показаний
приборов
|
|
|
3
|
наличие сигнализации
|
|
|
4
|
выдержка времени
|
|
|
5
|
сравнение величины рассогласования
|
|
|
Продолжение таблицы 2.1
|
|
|
II. Вспомогательные
операции
|
|
1
|
Перемещение взгляда на угол
 
|
|
|
2
|
Движение руки на расстояние
 
|
|
Таблица 2.2 - Потенциальное время выполнения АД номерами расчета
|
Задача
|
Гаубица 2С19
|
Гаубица 2С3М
|
|
Командир орудия
|
Наводчик
|
Заряжающий снарядов
|
Заряжающий зарядов
|
Командир орудия
|
Наводчик
|
Заряжающий
|
|
«К бою»
|
40,8
|
37,5
|
21,7
|
23,3
|
11,9
|
33,7
|
22,2
|
|
Стрельба
|
23,2
|
23,9
|
13,8
|
5,36
|
19,2
|
23,1
|
15,7
|
|
«Отбой»
|
31,96
|
38,1
|
20,0
|
19,8
|
14,1
|
27,5
|
10,2
|
Созданные тренажеры на основе применения УМК и компьютерных технологий
позволят в полной мере использовать возможности обучающих систем и максимально
повысить коэффициент адекватности. Что повлияет на экономическую составляющую,
т.е. процесс обучения будет дешевле.
3. Выработка технических требований к созданию классного
модульного тренажера
.1 Тактико-технические требования к разработке классного
модульного тренажера 2С19
При разработке КМТ заказчик совместно с разработчиком разрабатывают к
нему основные требования ( схема на рисунке 3.1).
Тактико-технические требования к КМТ.
. Состав КМТ определен структурой, представленной на рисунке 2.2.
рабочее место обучающего;
рабочие места обучаемых (номеров расчета);
учебно-моделирующий комплекс;
ЭВМ;
аппаратуру имитации визуальной обстановки;
аппаратуру имитации акустического воздействия на обучаемого;
средства технологической связи;
комплект ЭД;
комплект одиночного ЗИП.
.1. Рабочее место руководителя занятия должно включать:
пульт руководителя занятия;
устройство вывода информации;
средства связи и коммутации.
.2. Рабочие места обучаемых должны включать имитаторы приборов и
технических средств штатного рабочего места.
Рабочее место командира орудия должно включать:
пульт командира;
пульт приема и контроля данных.
Рисунок 3.1 - Тактико-технические требования к классному модульному
тренажеру
Рабочее место наводчика должно включать:
прицел 1П22;
прицел 1П23;
блок индикации;
маховик подъемного механизма;
маховик поворотного механизма;
пульт управления электроприводами наведения;
органы управления гаубицей с элементами ограждения.
Рабочее место заряжающего снарядами включает:
пульт правый;
элементы ограждения с имитатором рукоятки открывания клина.
Рабочее место заряжающего зарядами включает:
пульт левый;
пульт загрузки с элементами ограждения;
блок ИД.
.3. Состав рабочих мест обучаемых и техническая структура тренажера
основана на использовании имитаторов основных блоков, установленных на каркасе,
размещение аппаратуры на рабочих местах штатная.
.4. Состав и структура учебно-моделирующего комплекса определяется на
этапе эскизного проекта
.5. Аппаратура имитации визуальной обстановки должна включать:
промышленное стандартное средство вывода видеоинформации (монитор,
телевизор);
промышленное стандартное средство хранения и обработки видеоинформации.
.6. Аппаратура имитации акустического воздействия на обучаемого должна
включать:
промышленное стандартное средство вывода звуковой информации;
промышленное стандартное средство хранения и обработки аудиоинформации.
.7. Средства технологической связи должны включать:
микрофон;
акустические колонки.
. Требования по назначению.
.1. КМТ должен обеспечивать возможность обучения и тренировок в составе:
индивидуально (номер огневого расчета);
огневого расчета;
взвода.
.2. КМТ предназначен для решения следующих задач:
проведение индивидуального автоматизированного обучения огневого расчета
функциональных обязанностей при производстве стрельбы;
проведение индивидуальных тренировок номеров огневого расчета по
производству стрельбы;
подготовка и проведение комплексного обучения в составе расчета по
выполнению функциональных обязанностей номерами огневого расчета;
подготовка и проведение комплексных тренировок огневого расчета по
производству стрельбы;
контроль и оценка выполнения учебных ОЗ;
прогнозирование качества и успешности обучения;
контроль и оценка деятельности обучаемых в процессе тренировки.
.3. КМТ должен обеспечивать:
постановку задач номерам огневого расчета как индивидуально, так и в
составе расчета;
имитацию информационного обмена с ячейками управления батареи (дивизиона)
в автоматизированном и неавтоматизированном режимах;
имитацию информационного обмена между номерами огневого расчета;
визуализацию (объемную, динамическую, статическую) тактической
обстановки;
имитацию стрельбы из САО;
имитацию заряжания боеприпасов;
оценку выполнения учебной задачи с отображением (фиксацией) результатов и
времени исполнения в соответствии с действующими Сборниками нормативов.
.4. Основу функционирования КМТ должны составлять обучающие программы и
учебно-тренировочные задачи моделируемые УМК.
.5. КМТ в режиме автоматизированного обучения должен обеспечивать:
профессиональный отбор кандидатов на обучение;
изучение принципов боевого применения изделия;
изучение конструкции и правил эксплуатации САО;
обучение и тренировка основным операциям работ согласно функциональных
обязанностей.
.6. КМТ в учебно-тренировочном режиме должен обеспечивать:
индивидуальную тренировку обучаемых;
тренировку в составе расчета;
тренировку в составе подразделения.
.Требования в рабочему месту.
.1. Рабочее место руководителя занятия должно обеспечивать:
управление КМТ в режимах тренировки и автоматизированного обучения;
выбор и постановку любой из имеющихся задач обучения и тренировок;
оперативное изменение и дополнение руководителем занятия условий задачи
дополнительных данных (номера учебных групп, фамилии обучаемых) с их выводом на
печатающее устройство и экран дисплея;
управление звуковыми эффектами и речевыми сообщениями в соответствии со
сценарием учебной задачи;
вывод номера и условий поставленной задачи, информации о результатах ее
выполнения на экране дисплея и печатающее устройство;
отображение на экране дисплея информации о результатах работы обучаемых
(перечень выводимой информации определяется при проектировании);
формирование и вывод на экран дисплея и печатающее устройство
результирующих данных о качестве подготовки обучаемых;
настройку и диагностику работоспособности тренажера.
.2. Рабочее место обучаемого должно обеспечивать:
проведение индивидуального и комплексного автоматизированного обучения;
визуализацию тактической обстановки (в части касающихся);
ведение отчетной документации;
решение задач огневого поражения противника при стрельбе прямой наводкой;
изучение приборного состава рабочего места обучаемого;
информационное взаимодействие обучаемых в соответствии со схемой
организации связи в изделии, подразделении при работе как в автоматизированном
режиме, так и без него;
связь с должностными лицами ячеек управления, принимающими участие в
тренировке и рабочим местом руководителя;
коммутацию каналов связи.
.2.1. Рабочие места обучаемых должны размещаться в закрытом пространстве
каркасного типа.
.2.2. Аппаратура имитации визуальной обстановки должна обеспечивать:
визуализацию (объемную, динамическую и статическую) объектно-фоновой
обстановки с имитацией тактической обстановки;
имитацию возможных погодных условий и времени суток;
имитацию служебной информации оптических приборов наблюдения и устройств
отображения технических средств разведки;
имитацию разрывов боеприпасов различных типов;
имитацию выполнения огневых задач артиллерийскими подразделениями.
.2.3. КМТ должен обеспечивать имитацию ведения разведки (визуализацию
тактической обстановки) с имитацией выполнения огневых задач со следующими
требованиями:
имитируемый угол обзора штатных приборов наблюдения должен
соответствовать технических характеристикам данных приборов;
должно имитироваться наблюдение через окуляр оптических приборов
наблюдения и отображением необходимой служебной информации;
должно имитироваться изменение угла визирования оптических приборов
(поворот башни, изменение угла места наблюдения);
должны имитироваться типовые цели, поражаемые артиллерией при стрельбе
прямой наводкой, в том числе движущиеся (с соответствующим изменением ракурса
движения и движения в складках местности). Перечень целей и степень детализации
изображений определяется при проектировании;
изображение целей должно имитироваться в различных погодных условиях и
времени суток, с изменяющейся степенью освещенности и прозрачности атмосферы;
имитация целей должна производиться на фоне леса, пустыни, степи, в
горных условиях и населенных пунктах (как варианты задач);
на фоне местности должны отображаться различные элементы боя в виде
разрывов снарядов и дымовых завес (как варианты задач).
.2.4. Аппаратура имитации акустического воздействия на обучаемого должна
обеспечивать:
имитацию звуковых эффектов, сопровождающих процесс боевой работы внутри
изделия;
имитацию звуковых эффектов внешней боевой остановки;
уровень шумов в соответствии с шумами средств связи штатных машин
управления.
.2.5. Питание КМТ должно осуществляться от промышленной сети напряжением
220±10% частотой 50Гц. Мощность,
потребляемая КМТ, уточняется в ходе проектирования.
. Требования по живучести и стойкости к внешним воздействиям.
.1. КМТ должен удовлетворять условиям эксплуатации для отапливаемых
помещений.
.2. В случае, если требования пункта 4.1. являются более жесткими, чем
требования по эксплуатации ПЭВМ, то необходимо руководствоваться требованиями
технических условий на ПЭВМ.
.3. Требования по стойкости и прочности элементов КМТ к спецвоздействиям
не предъявляются.
. Требования по надежности.
.1. Средняя наработка на отказ КМТ должна составлять не менее 10000 часов.
.2. Среднее время восстановления работоспособности без учета ремонта ПЭВМ
не должно превышать 1,5 часа (уточняется на этапе предварительных испытаний).
.3. Назначенный ресурс работы КМТ должен составлять 10000 часов в течении
срока службы 10 лет (включая срок хранения). Уточняется на этапе технического
проекта.
.4. Подтверждение соответствия КМТ требованиям по безотказности
производится по результатам предварительных испытаний.
.5. Оценка сохраняемости (гарантийного срока хранения) производится по
результатам всех видов испытаний и эксплуатации опытных образцов.
. Требования по эргономике, обитаемости и технической эстетике.
.1. Конструктивные решения рабочих мест обучаемых в КМТ по эргономике и
технической эстетике должны соответствовать рабочим местам на реальном образце
САО (требования антропометричности, обзорности и досягаемости).
.2. Рабочее место руководителя занятия должно соответствовать требованиям
действующих стандартов на систему "человек-машина" (СЧМ).
.3. Медико-технические характеристики КМТ должны соответствовать
действующим требованиям.
. Требования по эксплуатации, хранению, удобству технического
обслуживания и ремонта.
.1. Аппаратура КМТ должна обеспечивать возможность ежесуточной 8 часовой
работы с перерывом 0.5 часа через 4 часа работы.
.2. Время подготовки КМТ к работе не должно превышать 15 минут.
.3. Конструкция КМТ должна обеспечивать удобство обслуживания и
доступность ко всем составным частям, требующим регулировки и обслуживания при
эксплуатации.
.4. Для изучения КМТ и правильной его эксплуатации должен быть разработан
комплект эксплуатационной документации (ЭД).
.5. Работоспособность КМТ в процессе эксплуатации должна обеспечиваться
проведением следующей системы технического обслуживания:
контрольный осмотр (КО);
ежедневное техническое обслуживание (ЕТО).
.6. Объем работы и продолжительность технического обслуживания (по всем
видам) должны соответствовать требованиям и уточняются в процессе
проектирования и испытаний.
.7. В состав КМТ должны входить индивидуальные комплекты ЗИП из расчета
1:1. В процессе проектирования разрабатывается групповой (1:4) ЗИП и ведомость
ремонтного (1:20) ЗИП. Ведомости одиночного, группового и ремонтного комплектов
ЗИП, разрабатываются и представляются на согласование вместе с расчетами до
начала государственных испытаний тренажера.
.8. Конструкция кабельных соединений КМТ должна исключать возможность
неправильной сборки и подключения их блоков и узлов.
.9. Конструктивное решение КМТ должно обеспечивать их обслуживание и
ремонт без применения специального оборудования или приспособлений. Допускается
применение специального оборудования и приспособлений штатных машин управления.
.10. Составные части КМТ, масса которых превышает 30 кг, должны быть
приспособлены к снятию грузоподъемными средствами (иметь захваты, проушины и
т.п.).
.11. Конструкция передних панелей, блоков и узлов должны обеспечивать их
съем для восстановления покрытий без демонтажа жгутов и элементов.
.12. Должен быть предусмотрен автоматизированный контроль исправности КМТ
в целом.
.13. Конструкция КМТ должна обеспечивать проведение ТО без демонтажа
составных частей, блоков (требование уточняется при проектировании) и
проведение периодической проверки средств измерения и контроля без снятия их с
изделий.
.14. Конструкция КМТ, его транспортная тара должны обеспечивать хранение
в условиях, соответствующих группе 2(С) по ГОСТ 1550-69.
Условия складирования уточняются при проектировании.
. Требования по транспортабельности.
.1. КМТ должен обеспечивать возможность его транспортирования в тарной
упаковке автомобильным, железнодорожным, водным (кроме морского) и авиационным
(кроме негерметизированных отсеков) транспортом в условиях, определенных для
ПЭВМ.
.2. Виды транспортных средств, порядок размещения и способы крепления
транспортных ящиков на этих средствах уточняются при проектировании.
.3. КМТ (его отдельные блоки) в транспортной таре должен вписываться в
габарит 02-Т и габариты погрузочных люков военно-транспортных самолетов,
дверных проемов учебных классов (марки самолетов, размеры классов и требования
к ним уточняются при проектировании).
. Требования по безопасности и экологической защите.
.1. При эксплуатации КМТ должна быть обеспечена безопасность личного
состава, в том числе от поражения электрическим током. Все элементы КМТ,
находящиеся под напряжением более 36 вольт должны иметь защиту от случайных
прикосновений личного состава.
.2. Конструкция КМТ должна обеспечивать надежное заземление.
. Требования по стандартизации и унификации.
.1. В конструкции КМТ, где возможно, предпочтительно применение
персональной ЭВМ.
.2. КМТ должен разрабатываться с максимальным использованием стандартных,
заимствованных и покупных элементов, узлов и деталей.
.3. На стадии разработки конструкторской документации опытных образцов
должны быть выполнены расчеты уровня стандартизации и унификации тренажеров.
. Требования по технологичности.
.1. При разработке и производстве КМТ должны максимально использоваться
прогрессивные технологические процессы, унифицированное и типовое оборудование
и технологическая оснастка, обеспечивающие необходимый серийный выпуск.
.2. Разработка КМТ должна вестись с учетом современных достижений науки и
техники, уровня развития отечественной промышленности.
. Конструктивные требования.
.1. Лакокрасочные и гальванические покрытия должны обеспечивать
необходимую коррозионную стойкость, надежную работу и декоративный вид
аппаратуры тренажера при эксплуатации и хранении с соблюдением требований по
консервации.
.2. Конструкция кабельных соединений должна исключать возможность
неправильной сборки и подключения пультов и блоков КМТ, а также обеспечивать
необходимую защиту кабелей от возможного их повреждения механизмами изделий или
обувью обучаемых и обслуживающего персонала.
.3. Требования ограничения по массе и габаритам КМТ уточняются при проектировании
(масса отдельных упаковок не более 6,3 тонны).
. Требования по информационному и лингвистическому обеспечению
.1. По информационному обеспечению должно быть разработано:
программное обеспечение моделирующего устройства;
описание информационного обеспечения;
описание организации базы данных и базы знаний;
описание системы и кодирования;
чертежи форм документов (видео кадров);
перечень входных данных;
перечень выходных данных;
сборник формализованных документов информационного обмена;
словарь оперативно-тактических понятий;
правила формализации документов информационного обмена.
.2. Материалы по информационному обеспечению (кроме Сборника...",
"Словаря...", Правил...") должны соответствовать установленным
требованиям
.3. "Сборник...", "Словарь...", "Правила..."
должны соответствовать установленным формам.
.4. По лингвистическому обеспечению должны быть разработаны правила
формализации естественного языка, используемого при общении пользователей с
комплексом средств автоматизации.
.5. Языковые средства должны быть максимально приближены к естественному
языку.
.6. Информационное и лингвистическое обеспечение по своей структуре и
принципам построения должно быть приспособленным к модернизации, развитию и
наращиванию.
.Требования к математическому обеспечению
.1. По математическому обеспечению должны быть разработаны:
описание постановок задач (комплекса задач);
описание алгоритмов задач (проектных процедур).
.2. Материалы по математическому обеспечению должны соответствовать
установленным требованиям.
.3. В состав математического обеспечения должны входить специальные
учебные задачи.
Примечание. Перечень специальных задач уточняется в ходе проектирования.
.4. Должна обеспечиваться расширенная система подсказок оператору при
решении задач с использованием ниспадающих меню.
.5. Должна обеспечиваться защита от ошибок оператора, могущих повлечь
искажение (потерю) информации и нарушение работы тренажера.
.6. Должна быть обеспечена защита от несанкционированного доступа к
информации вычислительных средств и формирования команд управления огнем
(боевыми действиями).
.7. Должны быть предусмотрены меры, запрещающие использование ПЭВМ
тренажера не по основному назначению.
.8. Должны быть разработаны меры, предотвращающие несанкционированное
копирование и использование программ.
.9. Должно обеспечиваться развернутое тестирование тренажеров.
.10. По мере возможности, должны использоваться технологии мультимедиа и
гипермедиа.
.11. Управление режимами работы и ввод информации должны осуществляться с
помощью стандартных штатных органов управления.
.12. Должен обеспечиваться учет времени работы тренажера
.13. Должна быть обеспечена возможность наращивания математического
обеспечения.
. Требования к программному обеспечению.
.1. Программное обеспечение должно обеспечивать реализацию разработанных
алгоритмов.
.2. Должна быть рассмотрена возможность использования стандартных
программ.
.3. Программирование должно проводиться на языках программирования,
используемые при разработке ПО изделий военного назначения.
.4. Отладка и сдача программ должна проводиться на стендах отладки
программного обеспечения.
.5. Программное обеспечение должно соответствовать ГОСТ ЕСПД.
. Организационное обеспечение.
.1. Должны разрабатываться эксплуатационные документы (ЭД) с уровнем
детализации информации в текстуальной и графической части, необходимым и
достаточным для осуществления всех режимов эксплуатации.
.2. Информация в документе должна выдерживаться в форме, обеспечивающей
ее правильное понимание и использование без расшифровки, преобразования, пересчета
или перекодирования.
.3. Головным разработчиком КМТ должно быть обеспечено единство структуры
документов, единство терминологии в текстуальной части, единство алфавитов,
символов и обозначений в графической части ЭД.
.4. По составу и содержанию комплекты ЭД должны соответствовать
требованиям действующей НТД.
. Требования к консервации, упаковке и маркировке.
.1. Конструкция упаковки, а также мероприятия по консервации и упаковке
изделий, внесенные в эксплуатационную документацию, должны обеспечивать их
сохранность при хранении и транспортировании.
.2. Консервация должна проводиться в соответствии с эксплуатационной
документацией на комплектующие.
.3. Упаковка изделий должна проводиться по ГОСТ 23216-78 исполнения С
категории КУ-2 для КМТ и иметь внутреннюю упаковку типа ВУ-3А (в случае
применения штатных блоков изделия, тип их упаковки не изменяется).
.4. Транспортная тара должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23216-78. Вид
тары уточняется при проектировании.
.5. Маркировка на составные части (блоки) тренажера и транспортную тару
должна обеспечивать быстрое определение типа изделия.
.2 Выработка рекомендаций по расчету затрат на формирование у
номеров расчета требуемого уровня обученности
Расчет
затрат на формирование у номеров расчета требуемого уровня обученности
необходимо производить с учетом не только полученного времени освоения 
, но и времени, необходимого на организационные
вопросы 
. Из литературных источников
.
При
наличии перерывов в обучении происходит утрата навыков, достигнутый показатель
уровня обученности уменьшается. Учесть это позволяет выражение вида
(3.1)
где 
- уровень обученности номеров расчета при наличии
перерыва в обучении;
- уровень
обученности номеров расчета до перерыва в обучении;
-
параметр, характеризующий интенсивность утраты навыков;
-
продолжительность перерыва в обучении.
Предположим,
что номер расчета достиг 
через время ,
следовательно, при наличии перерыва в обучении, чтобы снова достичь , необходимо затратить
. (3.2)
Величину
назовем коэффициентом утраты навыка 
. В таблице 3.1 представлены значения коэффициента,
полученные для различных групп профессиональной пригодности и перерывов в
обучении.
Таблица
3.1 - Изменение коэффициента
в
зависимости от интенсивности утраты навыков и
продолжительности перерывов в обучении 
|
Группа профпригодности
|
m
|
Продолжительность перерывов
в обучении
|
|
|
1
|
6
|
12
|
24
|
48
|
72
|
|
|
 0,2520,5123
|
|
|
|
|
|
|
Пригоден в 1-ю очередь
|
0,1
|
0,011
|
0,055
|
0,105
|
0,196
|
0,345
|
0,462
|
|
Пригоден во 2-ю очередь
|
0,15
|
0,015
|
0,082
|
0,155
|
0,278
|
0,464
|
0,596
|
|
Пригоден условно
|
0,2
|
0,02
|
0,107
|
0,198
|
0,345
|
0,556
|
0,7
|
Таким образом, время, необходимое на формирование у номеров расчета
требуемого уровня обученности будем рассчитывать, используя следующее выражение
, (3.3)
или
после преобразования
. (3.4)
в
свою очередь
(3.5)
где
- коэффициент адекватности УТС реальному образцу.
Зная
необходимое время на подготовку НР 
и
среднюю часовую стоимость подготовки номеров расчета 
, можно еще на этапах проектирования оценить ожидаемые
для этого затраты денежных средств и материальных ресурсов.
В
этом случае общие затраты на подготовку НР до требуемого уровня обученности
можно определить достаточно просто:
. (3.6)
В
зависимости от условий и места подготовки НР почасовая стоимость подготовки
номеров расчета до требуемого уровня обученности слагается из затрат:
на
амортизацию ТС образца САО 
либо УТС
;
на
горюче-смазочные материалы 
либо
электроэнергию 
;
на
содержание необходимого персонала и номеров расчета 
.
Почасовая
стоимость будет определяться из выражения
, (3.7)
при
подготовке НР на боевом САО и
.
(3.8)
Почасовые
затраты на содержание определяются из стоимости содержания военнослужащего
срочной или контрактной службы 
, эксплуатирующего
образцы вооружения данного типа. Так, для военнослужащих срочной службы
.
(3.9)
Почасовые
амортизационные затраты или будут
зависеть от времени, необходимого на формирование требуемого уровня обученности
, стоимости образца САО 
или УТС 
и ресурса - наработки выделяемого разработчиком в м/ч
до перехода в предельное состояние 
. Таким
образом, выражения для определения почасовых амортизационных затрат запишем в
следующем виде
или 
. (3.10)
Затраты
на горюче-смазочные материалы (ГСМ) определяются, исходя из стоимости 1 литра
ГСМ 
и расхода ГСМ на 1 м/ч 
(3.11)
Затраты
на электроэнергию , это есть не что иное как произведение стоимости 1
кв/ч 
на потребляемую мощность УТС 
.
(3.12)
Используя
(3.10), (3.11), (3.12) и (3.9), выражение (3.6) для образца САО запишем в виде
(3.13)
или
для УТС
(3.14)
Таким
образом, представленные в работе тактико-технические требования к КМТ, могут
быть использованы в ходе ОКР по разработке КМТ для подготовки номеров расчета
САО.
Заключение
1. Проведенный анализ структуры обучающих систем и синтез концептуальной
структуры КМТ показал, что все элементы КМТ можно рассматривать в соотнесении
их к определенным видам обеспечения, определяющим структурирование комплекса и
осуществляющим внутренние связи.
. Проведенные исследования показали, что требования к КМТ целесообразно
рассматривать как совокупность норм и сведений, обеспечивающих согласование его
конструкции и условий применения с условиями боевой деятельности номеров
расчета САО.
Как обучающая система на базе ПЭВМ, КМТ позволяет максимально приблизить
условия обучения к условиям реальной действительности и, тем самым, в
наибольшей степени обеспечивает выполнение психолого-педагогических требований
к процессу формирования знаний, навыков и умений обучающихся. КМТ дает
возможность принципиально изменить систему подготовки квалифицированных
специалистов, так как позволяет переходить при обучении от решения простейших
задач к принятию решений в проблемных ситуациях, что способствует сокращению
сроков обучения. Он применяется для обеспечения формирования универсальных
механизмов принятия решения, обеспечивающих ускоренное усвоение
профессиональной деятельностью и переориентации человека на решение новых
комплексов задач, развитие абстрактного мышления, позволяющего добиваться не
обычного запоминания, а понимания сущности сложных процессов, основанном на
активной работе по самостоятельному добыванию знаний.
Предложенные дидактические требования обеспечивают условия для проведения
тренировки на уровне, приближенном к боевым условиям.
. Требования, предъявляемые к КМТ при его создании, связаны с выполнением
требований к УМК и требований к рабочим местам номеров расчета. К ним относятся
такие требования как, требования к рабочим местам, эксплуатации, хранению и
обслуживанию, программному и информационному обеспечению.
Практическая значимость работы заключается в возможности применения
полученных разработок при выполнении ОКР по созданию классных модульных
тренажеров для современных САО.
Список используемой литературы
1. Красовский
А.А. Основы теории авиационных тренажеров. - М.: Машиностроение, 1995. - 304 с.
. Венда
В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. - М.:
«Машиностроение», 1975. - 396 с..
. Изделие
2С19. Инструкция по эксплуатации для расчета. МО., 1992. - 335 с.
. Хандогин
В.А., Коновалов С.С., Кропачев А.В. Эргономическое обеспечение проектирования
артиллерийского вооружения. / Учебное пособие. - СПб.: ВАУ, 2002. - 57 с.
. Хандогин
В.А. Преимущества компьютерной теоретической подготовки. Коломна: КВАКУ (ВИ).
Сборник материалов докладов научно-методической конференции, 2006.