Моделі процесу навчання оператора автоматизованої системи управління технологічним процесом

Автор(и):

DOI: https://doi.org/10.30929/2307-9770.2022.10.04.03

Мова статті: UKR

Завантажити статтю

Анотація

Робота присвячена проблемі врахування людського фактору в контурі управління. А саме формуванню у людини-оператора автоматизованої системи управління технологічним процесом навичок необхідних для упорядкування штатних і нештатних ситуацій, що виникають протягом експлуатації системи. при розробці автоматизованої системи необхідно так організувати взаємодію людини з системою керування, щоб максимально ефективним чином використовувати позитивні властивості цих двох компонентів цілісної системи. Для реалізації процесу навчання використовуються тренажери, що дозволяє визначити чітку практико-орієнтованість навчального процесу, індивідуалізувати освітню траєкторію учня, коригувати зміст курсу, розвивати необхідні у роботі навички, що підвищує ефективність навчання та мотивацію учнів. Запропоновано концептуальну модель системи навчання, яка дозволяє з’ясувати сукупність необхідних характеристик, властивостей та особливостей функціонування об’єкта дослідження та розробки. Принцип дії моделі такий: оператор спостерігає на моніторі декілька графіків, кожен за яких відображає поточний стан одного з технологічних процесів, при цьому фіксуються впливи та реакції при штатних та позаштатних ситуація. Розроблено модельний опис складу і структури системи навчання якій дозволяє врахувати усі необхідні аспекти процесу навчання та відносини між окремими процедурами навчання і критеріями оцінювання якості навчання. Удосконалено критерій якості навчання оператора за рахунок збалансованого поєднання критерію якості розпізнавання ситуацій та критерію якості розпізнавання послідовностей подій, що дозволяє формувати адекватні оцінки успішності оператора що спостерігає декілька безперервних процесів. Розроблено програму, вбудовану у Microsoft Excel, яка імітує керовані процеси, дозволяє оператору реагувати на події та оцінює успішність його діяльності. Отримані результати прогнозовано дозволяють підвищити успішність навчання оператора автоматизованої системи управління технологічним процесом. Кількісна оцінка зростання успішності можлива при подальших експериментальних дослідженнях із залученням кількості учасників, що дозволить забезпечити достовірність дослідів.

Ключові слова

оператор, тренажер, концептуальна модель, критерій якості навчання

Бібліографічні посилання

  1. Векслер В. А., Рейдель Л.Б. Інтерактивні тренажери та їх значення в навчальному процесі. NovaInfo, No. 41-1, 2016., c. 10-16.
  2. Благая Л., Павлова С. Математичні моделі діяльності людини-оператора в авіаційних ергатичних системах. URL: https://actualproblems.dp.ua/index.php/APAIT/article/view/54 (дата звернення 10.09.2022)
  3. Інформація та оператор у системі управління. URL: https://pidru4niki.com/18630613/ psihologiya/ informatsiya_operator_sistemi_upravlinnya (дата звернення 10.09.2022)
  4. Zhang B. et al. Using ergonomic digital human modeling in evaluation of workplace design and prevention of occupational hazards onboard fishing vessels. Proceedings of the 8th International conference on occupational risk prevention. 2010. С. 1–9.
  5. Rouse W. B., Rouse S. H. Analysis and classification of human error. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 2009. SMC-13, pp. 539-549.
  6. Kirwan B. A human factors and reliability programme for the design of a large nuclearchemical plant. Human Factors Annual Conference, Denver, Colorado, October, 2005. pp. 1009-1013.
  7. Whalley S. P. Minimising the cause of human error. In 10th Advances in Reliability Technology Symposium. G.P. Libberton (Ed.). London: Elsevier, 1988.
  8. Любчак В. А., Щеголькова В. А., Рудень Р. Н. Модель учня в комп’ютерних навчальних системах. Вісник Сумського державного університету. Серія Технічні науки. 2010. №11(57). С. 35-42.
  9. Коляда М. Г. Види моделей учнів в автоматизованих навчаючих системах. Штучний інтелект. 2008. № 2. С. 28-33.
  10. Балл Г. О., Бастун М. В., Гордієнко В. І., Красильникова Г. В., Красильников С. Р. Психологія праці та професійної підготовки особистості: навч. посіб. Хмельницький: ТУП, 2011. 330 с.
  11. Cacciabue P. C., Decortis F., Drozdowicz B., Masson M., Nordvik J. P. COSIMO: a cognitive simulation model of human decisionmaking and behaviour in accident management of complex plants. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 1992, 22 (5), 1058-1074.
  12. Рева О. М., Дмитрієв С. О., Селезньов Г. М. Чинники прийняття рішень авіадиспетчером у процесі керування повітряним рухом //Вісник НАУ.2009. №1. С.13-19.
  13. Shahab M. A., Iqbal M. U., Srinivasan B., Srinivasan R. HMM-based models of control room operator’s cognition during process abnormalities. 2. Application to operator training. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2022, vol. 76, p. 104749. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2022.104749
  14. Shnayder D. A., Kalinina E. A. Automated System-Adviser Based on a Model for Control of the Technological Process of Concentrate Production. Global Smart Industry Conference (GloSIC), 2020. https://doi.org/10.1109/glosic50886.2020.9267859
  15. Dorozhko I. V., Gorokhov G. M., Kirillov I. A. Methodological approach to the development of a decision support system for the operator of an automated process control system based on dynamic Bayesian networks. Trudy MAI, 2022, iss. 125. https://doi.org/10.34759/trd-2022-125-23
  16. Zou Z. Y., Liu G. P. Design of a new IPC-mode chemical process operator-training simulator. European Control Conference (ECC), 2003. https://doi.org/10.23919/ecc.2003.7085160
  17. Storchak V. Principles of construction of automated control system operator training perspective simulator systems. Advanced Information Systems, 2018, vol. 2, iss. 4, pp. 31-36. https://doi.org/10.20998/2522-9052.2018.4.05
  18. Hyllseth M., Cameron D. Operator training and operator support using multiphase pipeline models and dynamic process simulation: Sub-sea production and on-shore processing. Computer Aided Chemical Engineering, 2003, pp. 425-430. https://doi.org/10.1016/s1570-7946(03)80152-9
  19. Lindberg C.-Fr., Dahlquist E., Ekwall H. A pulp and paper simulator for operator training and process optimization. European Control Conference (ECC), 1999. https://doi.org/10.23919/ecc.1999.7099472
  20. Wirstad J. Development of Operator Training as an Integrated Part of the Specification, Design and Implementation of a Process Control System. IFAC Proceedings Volumes, 1983, vol. 16(6), pp. 47-55. https://doi.org/10.1016/s1474-6670(17)64344-1