Аппаратные комплексы

// Аппаратные решения...

Полномасштабные тренажеры и VR-комплексы

Компьютерный имитационный тренажер представляет собой программное обеспечение для персональных компьютеров и является средством профессиональной подготовки персонала, предназначенным для формирования и совершенствования у обучаемых профессиональных навыков и умений.

Компьютерные имитационные тренажеры используются для систематического обучения, т.е. для обеспечения усвоения определенной совокупности знаний, навыков, умений и процедур. Решаемая задача — обеспечить соответствие усваиваемых материалов или навыков требованиям предстоящей работы, эффективность учебного процесса, а также добиться того, чтобы усвоенные при обучении стереотипы были успешно перенесены на условия реальной работы.

Достаточно часто необходимым условием является точного воспроизведения моторики и/или соблюдение точного соответствия физики процесса.  Для этого используются программно-аппаратные тренажерные комплексы, в т.ч. основанные на технологии виртуальной реальности (VR).

Стоит отметить, что программно-аппаратные комплексы могут быть как  “комнатного”  исполнения так и “уличного”.

Простой пример аппаратной реализации тренажера на базе системы формирования виртуальной реальности.

Пример №1. Тренажер покраски

Наша компания успешно реализовала поставку комплекса по обучению колеровке автокрасок и покраске авто. Комплекс позволяет производить обучение как при помощи VR средсв (Cosmos Vive Elite) так и при помощи работы на ТВ-панели.

 

Цель:

Обучение специалистов малярно-кузовного участка в условиях учебного класса без необходимости расходования реальных лакокрасочных материалов. Служит целям развития образовательного процесса, дает возможность масштабирования тренинговой базы, безопасной симуляции реальных процессов, экономит расходные материалы и автоматизирует контроль знаний.

 

Задачи взаимодействия с тренажером:

  • Изучение технологических карт
  • Подбор и смешивание компонентов лакокрасочных материалов
  • Изучение процедуры настройки краскопульта
  • Изучение механики покраски
  • Изучить процедуру выполнения покрасочных работ
  • Изучить процедуру выдачи транспортного средства

Оборудование, задействуемое в тренажере:

  • Детали автомобиля для окрашивания
  • Средства индивидуальной защиты – перчатки для защиты рук, маска-респиратор, костюм маляра.
  • Линейка для перемешивания.
  • Весы
  • Воздушный компрессор для обеспечения работы пневмо-инструментов.
  • Стол для выполнения колеровочных работ.
  • Спектофотометр.
  • Набор пигментов и компонентов Duxone (54 шт.)
  • Зона подготовки к окраске автомобиля. В верхней части расположены система вентиляции, освещение и выдвигаемые до пола шторки.
  • Покрасочная камера. Включает системы освещения, приточную и вытяжную вентиляцию. Дополнительно оснащена системой нагрева и фильтрации воздуха для ускорения процесса сушки.
  • Краскопульт пневматический.
  • Респиратор-полумаска и респиратор-маска 3М. Защищает органы дыхания от газов, паров, аэрозолей и т.д. 
  • Оборудование зоны подготовки к покраске.
  • Инфракрасный аппарат для сушки.
  • Держатели покрасочных деталей в процессе окраски (типа «вертолет»).
  • Посуда для смешивания компонентов.
  • Шкаф для выполнения работ по окраске тестовых образцов и тестовые образцы
  • Термометр
  • Ткань для протирки образцов
  • Световой шкаф

 

Аппаратное обеспечение:

  • Системный блок
  • Монитор наблюдения LG
  • Очки виртуальной реальности HTC Vive cosmos elite
  • Клавиатура
  • Мышь
  • Стойка для размещения оборудования

Виртуальный тренажер покраски предназначен для обучения специалистов малярно-кузовного участка в условиях учебного класса без необходимости расходования реальных лакокрасочных материалов. Служит целям развития образовательного процесса, дает возможность масштабирования тренинговой базы, безопасной симуляции реальных процессов, экономит расходные материалы и автоматизирует контроль  знаний. Обеспечивает решение следующих задач:

Изучение технологических карт. Тренажер использует реальные коды и названия лакокрасочных материалов в соответствии с линейками производителей, что упрощает процесс обучения маляров и технологов.

Подбор и смешивание компонентов лакокрасочных материалов. Тренажер позволяет проводить смешивание следующих компонентов лакокрасочных материалов, как растворители, загустители, основы, а также подбирать цвет из пигментов. Правильность пропорции смеси влияет на качество и визуализацию процесса покраски.

Настройка краскопульта. Реализованы следующие настройки: смена дюзы, изменение давления в краскопульте, изменение радиусов факела.

Обучение механике покраски. Тренажер упрощает процесс освоение основных механик покрасочных работ с использованием краскопульта. Для обучения используется цикл заданий на покраску геометрических фигур различной степени сложности

Процесс изучения производства. Виртуальный тренажер позволяет эмулировать сопутствующие этапы технологического процесса покраски: обезжиривание поверхности, сушку окрашенной детали, шлифовку детали.

Математическая и физическая модель программного обеспечения тренажера учитывает следующие параметры: Физика факела. Физическая модель факела краскопульта максимально достоверна, учтены основные аспекты, которые влияют на качество и визуализацию окраски: расстояние от дюзы до поверхности, – угол отклонения направления факела от нормали к окрашиваемой поверхности, скорость движения краскопульта, – касание окрашиваемых поверхностей.

Тренажер просчитывает: объем лакокрасочного материала, использованного в процессе покраски толщину нанесенного слоя на каждом участке поверхности.

Позволяет выявлять и визуально отображать избыточную/недостаточную прокраску поверхности. Нормы расхода лакокрасочных материалов для поверхностей задаются согласно технологическим картам.

Тренажер фиксирует время, затраченное на выполнение всего процесса покраски и его этапов по отдельности.

Программное обеспечение тренажера позволяет:

  • Воспроизводить в виртуальной среде основные этапы процесса окраски автомобильных деталей с
  • помощью автомалярного краскопульта, имитирующего реальный краскопульт;
  • Имитировать режим обучения основным приемам работы с покрасочным оборудованием
  • (краскопультом) в покрасочной камере;
  • Задействовать режим оценки знаний обучающегося после режима обучения;
  • Менять положение окрашиваемых деталей – вертикально и горизонтально;
  • Выбирать детали для окрашивания из нескольких автомобильных элементов.
  • Программное обеспечение тренажера предназначено для работы с устройствами виртуальной реальности.
  • Программное обеспечение тренажера имитирует виртуальную окрасочную камеру.

 

Виртуальный тренажер окраски позволяет проводить обучение основным техникам работы с окрасочным пистолетом, принимает тесты у специалистов. Программный продукт позволяет воспроизводить в виртуальной среде основные этапы процесса окраски автомобильных деталей с помощью автомалярного краскопульта, имитирующего реальный краскопульт.

 

Вся продукция нашей компании имеет 100% поддержку оборудования VR. Мы рекомендуем системы VR HTC VIVE и HTC VIVE PRO / Index / Cosmos. 

 

Отличительной особенностью нашей компании является использование полного спектра средств для снижения утомляемости и симптомом  головокружения при использовании шлема (например, https://www.pvsm.ru/igry/89368/print/). 

Пример №2. Электросварка

Возможности тренажёра

  • изучение функционала и основных принципов работы на сварочном аппарате
  • обучение практическим правилам пользования сварочным оборудованием
  • воспроизводит процесс: ручной дуговой сварки
  • воспроизводит процесс: полуавтоматической сварки
  • автоматически формирует статистические данные по результату выполнения упражнений

Комплектация тренажера

  • поворотный кронштейн для размещения камеры
  • крепления для держателя электрода и горелки
  • крепление для маски
  • штанга для крепления заготовки, регулируемая по высоте
  • заготовки для сварки
  • стойка
  • держатель электрода и горелка
  • маска со встроенными 3D очками

Возможности оборудования

  • визуализация работы сварочного аппарата
  • реалистичная имитация звука сварки в виртуальном мире
  • имитация работы сварочным аппаратом
  • согласование виртуальной сцены в режиме реального времени с воздействиями обучаемого на органы управления
  • отображение на экране монитора текущих параметров имитируемого сварочного процесса
  • статистическая обработка результатов
  • изучение виртуального сварочного шва после завершения упражнения с разных ракурсов и разного расстояния
  • возможность выбирать упражнения из набора
  • возможность выбирать заготовку для сварочных работ
  • отображение сварочного процесса в трехмерном пространстве с использованием: очков виртуальной реальности, монитора компьютера
  • менять силу тока для ручной сварки
  • менять скорость подачи проволоки для полуавтоматической сварки
  • получить основные моторные навыки зажигания и поддержания сварочной дуги
  • локация, моделирующая помещение для сварочных работ
  • режим имитации процесса расхода и смены электрода в режиме ручной дуговой сварки
  • формирование статистики о результатах выполнения упражнений

Перечень учебных упражнений на отработку точности движений

  • Упражнение №1. Наплавка сварочного шва в виде двух горизонтальных линий
  • Упражнение №2. Наплавка сварочного шва в виде пяти горизонтальных линий
  • Упражнение №3. Наплавка сварочного шва в виде двух вертикальных линий
  • Упражнение №4. Наплавка сварочного шва в виде пяти вертикальных линий
  • Упражнение №5. Наплавка сварочного шва в виде квадрата
  • Упражнение №6. Наплавка сварочного шва в виде двух вложенных квадратов
  • Упражнение №7. Наплавка сварочного шва в виде ромба
  • Упражнение №8. Наплавка сварочного шва в виде двух вложенных ромбов
  • Упражнение №9. Наплавка сварочного шва в виде окружности
  • Упражнение №10. Наплавка сварочного шва в виде двух вложенных окружностей
  • Упражнение №11. Наплавка сварочного шва в виде синусоидальной линии

Перечень учебных заданий на отработку навыков наложения сварочного шва на заготовках, расположенных в различных плоскостях

Задание №1. Сварка в нижнем стыковом положении

Задание №2. Сварка в нижнем угловом положении

Задание №3. Сварка в вертикальном стыковом положении

Задание №4. Сварка в потолочном угловом положении

Задание №5. Сварка стыковых швов на пластине в вертикальном угловом положении

Задание №6. Сварка в вертикальном угловом положении, с ведением снизу-вверх

Задание №7. Сварка в потолочном стыковом положении

Пример №3. Полигон.

Совместно с компанией “Лукойл-Коми” разработан и внедрен в учебный процесс тренажер на базе учебного полигона “Кустовая площадка добывающих скважин” для подготовки операторов добычи нефти и газа..

Задачи: Изучить последовательность подготовки оборудования нефтегазовой скважины к работе; Изучить последовательность действий персонала при эксплуатации нефтегазовой скважины.

Оборудование: Станок-качалка; Скважина добывающая УЭЦН; Скважина эксплуатируемая фонтанным способом; Нагнетательная скважина; Автоматизированная групповая замерная установка; Площадка насосного агрегата типа ЦНС; Сосуд работающий под давлением; Блок реагентного хозяйства.

Структура тренажера  включает: Модуль синтеза 3D изображения и звука; Модуль имитации АСУТП; Модуль связи с интерактивным макетом; Модуль математической модели; Модуль инструктора; Модуль организации занятий.

 Все модули представляют собой выполняемые файлы и функционируют на отдельных компьютерах. Для реализации распределенной имитации используется локальная вычислительная сеть. Высокоуровневое взаимодействие между модулями тренажера реализовано с использованием стандартов IEEE 1516 (general purpose architecture for distributed computer simulation systems) и интерфейса OPC (OLE for Process Control).

Таким образом отработку действий оператора добычи можно выполнять как за компьютером, так и с “железом” на полигоне и даже одновременно.

Пример №4. Блочная кустовая насосная станция (БКНС)

Программно-Аппаратный тренажер блочной кустовой насосной станции (БКНС), созданный для Нефтеюганского корпоративного института. Тренажер предназначен для проведения обучения и повышения квалификации, отработки безопасных навыков выполнения работ  персонала, руководителей и специалистов служб, цехов и отделов, занимающихся вопросами эксплуатации Блочных кустовых насосных станций (БКНС) систем ППД.  Программно-вычислительный сервер включает математическую модель работы гидросистемы, реализующую: систему математических соотношений, описывающих с требуемой точностью имитируемые объекты и процессы; многопользовательский доступ к тренажеру и возможность интеграции тренажера в распределенную тренажерную систему; хранение и предоставление сохраненных сценариев.

Конструкция тренажера БКНС в аппаратном (макетном) исполнении: – эмулятор насосного блока; – эмулятор насосного оборудования – насосы ЦНС – 2 шт.; – эмулятор трубопроводной обвязки, включая трубопроводную арматуру; – эмулятор маслосистемы насосного блока с раздельной подачей масла в насосные агрегаты и электроприводы; – эмулятор дренажной системы насосного блока.. Конструкция тренажера в программном (иммитационном) исполнении: – эмулятор блока КИПиА; – эмулятор операторной с отображением АСУТП ПП – 3D модель площадки прототипа БКНС с основными элементами.