PRZYSZŁYCH PRAC ROZWOJOWYCH NOWOCZESNE … · operatora, mechanika, kierowcy i dowódcy wozu do...

10 11Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (48/49) nr 2/3, 2018

mgr in�. Antoni KURZEJA, mgr in�. Jacek WIELICKI, mgr Tomasz STROJECKI – O�rodek Badawczo-Rozwojowy Urz�dze� Mechanicznych „OBRUM” sp. z o.o., Gliwice

Antoni KURZEJA Jacek WIELICKI Tomasz STROJECKI

NOWOCZESNE TECHNOLOGIE INFORMATYCZNE BAZ�PRZYSZŁYCH PRAC ROZWOJOWYCH

Streszczenie. Jednym z podstawowych obszarów realizowanych prac badawczo-rozwojowych w OBRUM były i s� urz�dzenia szkolno – treningowe zastosowane w procesach szkolenia. Technologie informatyczne stosowane podczas prac w O�rodku przez zatrudnionych specjalistów, w poł�czeniu z nowym spojrzeniem na metodyk� szkolenia, umo�liwiły opracowanie innowacyjnego trybu szkolenia oferowanego klientowi. Wykorzystywane narz�dzia bazuj� na najnowszych technologiach informatycznych z dziedziny multimediów (obraz, d�wi�k, animacja, film), rzeczywisto�ci wirtualnej, rzeczywisto�ci poszerzonej czy te�zaawansowanej, trójwymiarowej grafiki komputerowej czasu rzeczywistego. W artykule opisano proponowane rozwi�zania tworz�ce kompleksowy system szkolenia. Dla posiadaczy skomplikowanego sprz�tu zaproponowano tryb szkolenia „krok po kroku” z obszaru u�ytkowania i serwisowania. Omówiono zakresy szkolenia indywidualnego oraz zespołowego (np. załogi pojazdu). W podsumowaniu odniesiono si� do mo�liwo�ci wykorzystania opracowanej metodyki i narz�dzi zarówno dla klienta wojskowego, jak i cywilnego. Pokazano mo�liwo�ci rozbudowy zaproponowanych w systemie etapów szkolenia o etapy dodatkowe lub nowe materiały szkoleniowe.

Słowa kluczowe: eksploatacja urz�dze�, obsługa urz�dze�, szkolenie u�ytkownika, trena�er, symulator, system szkoleniowy, materiały szkoleniowe.

1. WST�P

W ubiegłych latach na terenie O�rodka Badawczo-Rozwojowego Urz�dze�Mechanicznych „OBRUM” sp. z o.o. realizowano projekty badawczo-rozwojowych obejmuj�cych urz�dzenia szkolno-treningowe [1], [2]. Poszukiwane były rozwi�zania maj�ce na celu obni�enie kosztów szkole�, zwłaszcza u�ytkuj�cych nowoczesny sprz�t wojskowy (czołg, wóz zabezpieczenia technicznego, stacja radiolokacyjna itd.) z zagwarantowaniem wysokiego poziomu szkolonych. Dost�pne technologie pozwalały na konstruowanie trena�erów wykorzystuj�cych oryginalne podzespoły wbudowane w uproszczone konstrukcje mechaniczne odzwierciedlaj�ce sprz�t rzeczywisty. Podczas dalszych prac powstały symulatory, np. BESKID - 3 [3], [4], w którym wykorzystano modele matematyczne dynamiki ruchu pojazdu i systemu kierowania ogniem, a tak�e wirtualne bazy terenu. Wprowadzono równie� symulacje działania podzespołów z wykorzystaniem sterowników programowalnych. Podejmowane były tak�e próby prowadzenia szkolenia na rzeczywistym sprz�cie poprzez zadawanie zakłócaj�cych sygnałów zewn�trznych do rzeczywistych, systemów maj�cych na celu wywołanie niezb�dnej reakcji załogi pojazdu lub obsługi u�ytkowanego sprz�tu [5].

Post�puj�cy w XXI wieku gwałtowny rozwój techniczny u�ytkowanego sprz�tu w Wojsku Polskim oraz wprowadzenie słu�by zawodowej, wymusiły konieczno�� posiadania kadry o bardzo wysokim stopniu wyszkolenia z zakresu taktyki wykorzystania, obsługiwania i u�ytkowania, w tym serwisowania, a tak�e ci�głego doskonalenia wyposa�enia i sprz�tu wojskowego.

12 13Antoni KURZEJA, Jacek WIELICKI, Tomasz STROJECKI�

W celu sprostaniu nowym wymaganiom w O�rodku została w roku 2012 powołana samodzielna jednostka organizacyjna – Biuro Symulatorów, która powstała na bazie wcze�niej funkcjonuj�cej sekcji Symulatorów i Trena�erów [6]. Jednym z pierwszych zada�było opracowanie symulatora dla kołowego transportera opancerzonego KTO ROSOMAK. Pocz�tkowo było to pojedyncze stanowisko, rozbudowane nast�pnie do struktury plutonu piechoty [7], [8], [9], [10].

Prowadzone w O�rodku dalsze prace rozwojowe, cz�ste kontakty z u�ytkownikami uzbrojenia, sprz�tu i urz�dze� wojskowych, konsultacje i rozmowy dotycz�ce trybu prowadzonych szkole� pozwoliły na opracowanie elementów kompleksowego systemu szkolenia, który mo�e zosta� zbudowany w oparciu o materiały oraz systemy dostarczane przez OBRUM.

Proponowane przez O�rodek wszystkie komponenty kompleksowego procesu szkolenia, bazuj�ce na urz�dzeniach szkolno-treningowych, systemach informatycznych oraz materiałach szkoleniowych pozwalaj� znacz�co zwi�kszy� efektywno�� szkolenia, zmniejszy� jego koszty oraz zapewni� niezb�dny rozwój kadry wojskowej. Główn� zalet�proponowanego systemu jest kompleksowe podej�cie do problematyki szkolenia, pozwalaj�ce na wykorzystanie systemów o zró�nicowanym stopniu odwzorowania, odmiennych zadaniach szkoleniowych wykorzystuj�cych nowoczesne technologie informatyczne.

Umo�liwienie Siłom Zbrojnym RP realizowania kompleksowego szkolenia wojsk oraz umo�liwienie dostarczania przez spółki Polskiej Grupy Zbrojeniowej S.A.(PGZ) pełnego pakietu wsparcia dla oferowanych produktów było i jest najwa�niejszym celem Biura Symulatorów OBRUM. Do realizacji tych zada� ł�czone s� mo�liwo�ci szerokiego wykorzystania technologii cywilnych i wojskowych, specjalistycznego oprogramowania oraz odpowiedniego zespołu specjalistów [11], [12], [13], [14], [23]. Zastosowane metody szkolenia, w oparciu o najnowsze technologie symulacji i wizualizacji pozwalaj� na dostarczenie klientowi rozwi�zania, umo�liwiaj�cego efektywne i bezpieczne przygotowanie operatora, mechanika, kierowcy i dowódcy wozu do przyszłych działa� bojowych.

Celem prezentowanego artykułu było przedstawienie koncepcji szkolenia specjalistów wojskowych w oparciu o metodyk� i urz�dzenia stanowi�ce pomoce szkoleniowe, które zostały opracowane w O�rodku Badawczo-Rozwojowym Urz�dze� Mechanicznych OBRUM sp. z o.o.

2. ETAPY SZKOLENIA SPECJALISTÓW WOJSKOWYCH

W ocenie O�rodka, na potrzeby kompleksowego przygotowania �ołnierza dowolnej specjalno�ci niezb�dne jest uzupełnianie �wicze� poligonowych o dodatkowe szkolenie z wykorzystaniem nowoczesnych systemów szkolno-treningowych, symuluj�cych rzeczywiste działania. Wymienione metody stosuje si� w wielu armiach jako obowi�zkowy element szkolenia niezb�dny do poprawnego wykorzystania sprz�tu wojskowego (SpW) podczas działa� bojowych.

Bazuj�c na nowoczesnych technologiach O�rodek proponuje kompleksowy system szkolenia dla wybranych specjalno�ci, takich jak: kierowca, działonowy, dowódca załogi lub mechanik pojazdów specjalnych (rys. 1). Propozycja ta dotyczy szkolenia ogólnego oraz szkolenia na konkretnym rodzaju sprz�tu wojskowego (SpW).

W zale�no�ci od wcze�niejszego przygotowania szkolonego, proponuje si�zró�nicowane warianty pierwszego etapu szkolenia. W przypadku specjalistów ju�szkolonych na podobnym rodzaju sprz�tu, proponuje si� materiały szkoleniowe z wykorzystaniem

12 13Nowoczesne technologie informatyczne baz� przyszłych prac rozwojowych �e-learningu. W ramach tego etapu przeprowadza si� szkolenie wst�pne obejmuj�ce zapoznanie si� z przeznaczeniem, wyposa�eniem, budow� oraz najwa�niejszymi wła�ciwo�ciami SpW.

Po wst�pnym etapie szkolenia z wykorzystaniem platformy e-learningowej, proponuje si� pierwszy etap szkolenia w Jednostce Wojskowej (JW) realizowany z wykorzystaniem symulatorów proceduralnych. Symulatory proceduralne, b�d�ce interaktywn� instrukcj�obsługi SpW, pozwalaj� na dokładne zapoznanie si� z algorytmami obsługi oraz metodami wykorzystania sprz�tu.

Drugim etapem szkolenia powinny by� symulatory specjalistyczne dla konkretnych specjalno�ci członków załogi pojazdów (np. działonowy, dowódca, kierowca, ładowniczy). W drugim etapie szkolenia odbywa si� tak�e zgrywanie załogi z wykorzystaniem symulatorów kompleksowych dla załóg pojazdów. W ramach tego etapu w jednostkach wojskowych realizowane jest tak�e szkolenie taktyczne – zgrywaj�ce �ołnierzy do poziomu plutonu lub kompanii. Do tego szkolenia stosuje si� z powodzeniem rozwi�zania zaprojektowane dla symulatora typu SK-1 Pluton, poszerzone w tym konkretnym przypadku o dodatkowe stanowiska dla piechoty.

Rys. 1. Etapy szkolenia i narz�dzia szkoleniowe


2. WST�PNY ETAP SZKOLENIA

Etap wst�pny ma za zadanie zorientowa� szkolonego w ogólnej budowie u�ytkowanego – eksploatowanego sprz�tu. W trakcie szkolenia wykorzystywane s� narz�dzia typu:

2.1. Multimedialna, interaktywna instrukcja obsługi; 2.2. Trena�er wirtualny.

2.1. Interaktywna instrukcja multimedialna

Instrukcja U�ytkowania (IU), Obsługiwania Technicznego (IOT), Napraw (IN) czy Katalog Cz��ci Zamiennych (KCzZ) to nieodł�czne elementy niemal ka�dej dostawy sprz�tu – nie tylko wojskowego. Dokumenty te okre�laj� procedury� i zasady wykonywania czynno�ci niezb�dnych do zapewnienia bezpiecznego u�ytkowania UiSW. U�ytkownik powinien si� z nimi zapozna� jeszcze przed podj�ciem jakichkolwiek działa� zwi�zanych ze sprz�tem. W kontek�cie szkolenia s� wi�c pierwszym elementem po�ród wszystkich materiałów dydaktycznych, z którymi ma styczno��. Aby usprawni� ten wczesny etap „przygotowawczy”, niektórzy producenci sprz�tu – zwłaszcza bardziej zło�onego, decyduj�si� na dostarczenie równie� instrukcji interaktywnych.

Czasy kilkusetstronicowych wydawnictw instrukcji papierowych zał�czanych do ka�dego zakupionego sprz�tu, powoli dobiegaj� ko�ca. W ich miejsce pojawiaj� si�instrukcje multimedialne zapisane na elektronicznych no�nikach danych.�

Jak twierdzi kierownik Cyklu Budowy i Eksploatacji w Centrum Szkolenia Logistyki w Grudzi�dzu – mjr Tomasz Smoła: W obecnym okresie rozwoju techniki rola nauczyciela przedmiotów technicznych staje si� coraz trudniejsza. Problem nie polega na samym przekazie tre�ci, ale na przekazie ich szkolonemu w taki sposób, aby w pełni zrozumiał łatwiejsze i trudniejsze tre�ci, oraz zainteresował si� nimi, przez co samodzielnie b�dzie poszerzał wiedz� i wiedza ta nie b�dzie go zniech�cała. W dobie XXI wieku przekaz tre�ci do słuchacza to głównie wzrok i kolory, Nauczaj�c trudnych zagadnie� technicznych, wykładowcy i instruktorzy stosuj� wybieg – pułapk�, zainteresowania przez dynamik� ruchu, swobodny i przestrzenny dost�p, oraz zbli�enie kształcenia wspomaganego komputerowo do intuicyjnego przegl�dania plików [16].

W czasach gdy elektronika wypiera papier, a kolejnym pokoleniom zdecydowanie cz��ciej towarzyszy urz�dzenie mobilne, podł�czone do sieci bezprzewodowej, ani�eli ksi��ka, czy czasopismo. Koniecznym staje si� stosowanie nowych rozwi�za�organizacyjnych i dydaktycznych, równie� w obszarze szkolenia �ołnierzy [16]. Wykorzystanie technik multimedialnych w procesie szkolenia wojska nie jest nowym zagadnieniem. Ju� w 1999 roku, kwestie unowocze�nienia systemów szkoleniowych w zakresie tworzenia i obiegu instrukcji wydawały si� istotne ze wzgl�du na planowan�współprac� z NATO, gdzie z powodzeniem funkcjonował ju� e-learning. Pozwalało to nie tylko na zapoznanie si� ze sprz�tem, jego modelem, zło�ono�ci�, mechanizmem, poszczególnymi cz��ciami, ale równie� dawało dost�p do materiałów dydaktycznych i zasobów bibliotecznych [16]. Uwa�ano wówczas, �e wysoki poziom winny posiada� nie tylko jednostki liniowe, lecz tak�e słu�by remontowe i warsztaty/zakłady naprawcze. Ówczesny sprz�t wojskowy, tak�e w wojskach in�ynieryjnych, był w pewnym stopniu nasycony elektronik�, optoelektronik� i jego obsługa wymagała specjalnie przeszkolonych �ołnierzy. Skrócony czas trwania zasadniczej słu�by wojskowej w Wojsku Polskim, brak mo�liwo�ci selekcji przy naborze oraz konieczno�� dobrego wyszkolenia �ołnierza w zakresie podstawowym, stawiały przed kadr� nowe zadania [17]. W 2011 roku Minister Obrony

14 15Nowoczesne technologie informatyczne baz� przyszłych prac rozwojowych �Narodowej wydał, kluczow� w tej sprawie, decyzj� 349/MON o tytule „Instrukcja w sprawie okre�lenia wymaga� na dokumentacj� techniczn� Uzbrojenia i Sprz�tu Wojskowego”, w której znalazł si� zapis o instrukcji interaktywnej i wymogu jej dostarczania wraz z ka�dym wyrobem wdra�anym do Sił Zbrojnych RP. Według Inspektoratu Uzbrojenia, celem opracowania dokumentacji interaktywnej ma by� ułatwienie u�ytkownikowi korzystania z dokumentacji technicznej (DT) zło�onego uzbrojenia i sprz�tu wojskowego (UiSW) w procesach szkolenia, u�ytkowania i utrzymania. Dokumentacja interaktywna powinna by� odtwarzana na komputerze przeno�nym (lub specjalizowanym urz�dzeniu) dostosowanym do pracy w �rodowisku, w którym dany element dokumentacji b�dzie potencjalnie wykorzystywany decyzja MON Nr 349/MON]. Zawarta w tej decyzji definicja dokumentacji interaktywnej oraz wymagania dotycz�ce jej postaci s� jednak lakoniczne i niejednoznaczne. Wymagaj� one:

� mo�liwo�ci pracy na wielu oknach; � mo�liwo�ci stosowania opcji zoom;

� szybkiego wgl�du w wybrane fragmenty dokumentacji;

� układu hierarchicznego (od ogółu do szczegółu / od szczegółu do ogółu); � udost�pnienia hiperł�cza do stron internetowych producentów; � wykorzystania multimediów - zdj�cia, grafiki, filmy, animacje. W roku 2017 dostarczenie 10 sztuk mostów samochodowych MS-20 Daglezja przez

O�rodek Badawczo-Rozwojowy Urz�dze� Mechanicznych „OBRUM” sp. z o.o. do Sił Zbrojnych RP wi�zało si� z konieczno�ci� spełnienia wy�ej opisanych wymogów. Za wytworzenie instrukcji interaktywnej odpowiadało wówczas Biuro Symulatorów OBRUM. Ten sam zespół został równie� wyznaczony do wytworzenia multimedialnej instrukcji szkolenia, dla personelu u�ytkuj�cego i naprawiaj�cego pojazdy g�sienicowe, na bazie stendu PT-91 wykorzystywanego w Centrum Szkolenia Logistyki w Grudzi�dzu. Na podstawie zebranych do�wiadcze� i po konsultacjach z klientem, opracowano interaktywne (rys. 2) materiały szkoleniowe, które nie tylko spełniły ka�dy z wymienionych wymogów, ale znacznie poszerzyły funkcjonalno�� aplikacji, usprawniaj�c jej u�ytkowanie.

Rys. 2. Instrukcja multimedialna - fragment


Poni�ej zaprezentowana jest lista funkcjonalno�ci, które oprócz wymaganych w Decyzji Nr 349/MON, zdecydowano si� wprowadzi� do opracowanej interaktywnej dokumentacji technicznej:

� hiperł�cza w tek�cie (do konkretnych fragmentów tekstu itp.) oraz dokumentów zewn�trznych;

� interaktywne odno�niki, przyciski, pola aktywne oraz schematy;

� interaktywne, kompletne procedury obsługowe do przeprowadzenia wewn�trz aplikacji;

� animacje oraz mo�liwo�� przegl�dania modeli 3D;

� mo�liwo�� wprowadzenia haseł dost�pu;

� grafiki wektorowe nadaj�ce si� do wydruków wielkoformatowych;

� kompatybilno�� z aplikacjami Adobe oraz Autodesk;

� darmowa i ogólnodost�pna platforma do przegl�dania zawarto�ci dokumentacji;

� linki umo�liwiaj�ce płynne poruszanie si� pomi�dzy instrukcj�, a trena�erem wirtualnym czy symulatorem proceduralnym.

Oprócz opisów tekstowych, dost�pnych w standardowych instrukcjach, zawieraj� one szereg materiałów multimedialnych obrazuj�cych poszczególne kroki post�powania. Aplikacje pozwalaj� na tworzenie struktur informacji zawartych wewn�trz instrukcji, nadaj�c znaczenie poszczególnym fragmentom tekstu – formuj�c hiperł�cza, akapity, nagłówki, listy – oraz osadzaj�c w tek�cie dokumentu obiekty plikowe, np. multimedia. Hiperł�cza usprawniaj� poruszanie si� w�ród zawartych informacji, które mog� odwoływa�si� do innego dokumentu, miejsca w danym dokumencie – rozdziału, opisywanego poj�cia, fotografii, schematu czy filmu lub aplikacji b�d�cej cz��ci� Kompleksowej Bazy Dydaktycznej – Trena�era Wirtualnego czy Bazy Wiedzy. Fotografie i schematy zawarte w aplikacji opatrzone s� opisami w postaci interaktywnych odno�ników. Pozwala to na szybkie lokalizowanie poszczególnych elementów obiektu poprzez jego wyeksponowanie (pod�wietlenie po klikni�ciu). Materiały video oraz interaktywne animacje odwołuj�ce si� do fragmentów tekstu pomagaj� w zrozumieniu zasady działania, sposobu monta�u czy naprawy, przedstawiaj�c "krok po kroku" sposób przeprowadzania konkretnych etapów procedur. Graficzne (wektorowe) reprezentacje maszyn i urz�dze� steruj�cych znajduj�ce si�wewn�trz instrukcji zło�one s� z „pól aktywnych”, które po najechaniu lub klikni�ciu kursorem myszy wyzwalaj� ró�nego rodzaju interakcje zgodne ze specyfik� danego urz�dzenia. Funkcjonalno�� ta umo�liwia nie tylko skuteczn� absorpcj� wiedzy, ale i jej weryfikacj� na wczesnym etapie szkolenia. Oprogramowanie nie pozwoli bowiem przej�� do kolejnego kroku procedury, dopóki u�ytkownik nie wykona odpowiednich czynno�ci (jak na przykład: klikni�cie we wła�ciwy przycisk na graficznym odpowiedniku sterownika maszyny).

Szkolenie z wykorzystaniem instrukcji multimedialnych mo�na zrealizowa� na: �

� sali dydaktycznej (szkolenie prowadzi wykładowca);

� pojedynczym stanowisku komputerowym (praca własna);

� urz�dzeniu mobilnym lub komputerze przeno�nym (praca własna);

� kilku stanowiskach pod nadzorem wykładowcy (praca w oparciu o lokaln� ��typu Intranet);

� wielu stanowiskach poprze�� np. Internet [15].

16 17Nowoczesne technologie informatyczne baz� przyszłych prac rozwojowych �

Kompletny system wsparcia wykorzystania, obsługiwania oraz wykonywania napraw, którego elementem s� interaktywne instrukcje multimedialne przekłada si� bezpo�rednio na:

� redukcj� kosztów wykorzystania SpW przez Siły Zbrojne RP;�

� redukcj� kosztów realizowanych szkole� oraz przygotowania niezb�dnych materiałów szkoleniowych;�

� przy�pieszony transfer wiedzy dla nowych członków zespołów wsparcia i wykorzystania SpW w strukturach SZ RP – szkolenie w ramach SZ RP oraz szkolenie realizowane przez dostawc�;�

� zwi�kszenie bezawaryjno�ci – zmniejszenie kosztów utrzymania sprz�tu „w linii” przez dostawc�;�

� spełnienie warunków formalnych obowi�zuj�cych w Decyzji nr 349/MON.�

Interaktywne instrukcje umo�liwiaj� dostaw� nast�puj�cych elementów kompleksowej dokumentacji technicznej opisanej w dokumencie [18]:

� Instrukcji U�ytkowania (IU);�

� Instrukcji Obsługiwania Technicznego (IOT);�

� Instrukcji Napraw (IN);�

� Katalogu Cz��ci Zamiennych (KCzZ);�

� Katalogu Narz�dzi specjalnych (KNS).�

2.2.Trena�er wirtualny [22]

Podstawowym elementem trena�era s� wiernie odwzorowane, trójwymiarowe modele cz��ci, maszyn i urz�dze�. Operacje na modelach przestrzennych stanowi� główn�funkcjonalno�� oprogramowania. U�ytkownik ma mo�liwo�� przeprowadzania zło�onych interakcji na wirtualnym urz�dzeniu lub maszynie. Głównym zało�eniem szkole�, prowadzonych z wykorzystaniem trena�erów wirtualnych jest zaznajomienie kursanta ze specyfik� obsługi, diagnostyki oraz napraw sprz�tu, jeszcze przed pierwszym zetkni�ciem z obiektem rzeczywistym.�

Wdro�enie trena�erów wirtualnych do procesu szkolenia słu�y mi�dzy innymi.:

� zwi�kszeniu bezpiecze�stwa wykonywanych czynno�ci obsługowych i napraw;

� zwi�kszeniu efektywno�ci szkolenia przy równoczesnym zmniejszeniu kosztów;

� przeprowadzaniu szkolenia wst�pnego lub przypominaj�cego bez dost�pu do oryginalnych podzespołów;

� zwi�kszeniu niezawodno�ci poprawnie obsługiwanych i naprawianych urz�dze�;

� zwi�kszeniu atrakcyjno�ci i przyswajalno�ci prowadzonego szkolenia [20].�

Geometria przestrzenna modelów wykorzystywanych w trena�erach wirtualnych jest odwzorowywana na poziomie szczegółowo�ci, umo�liwiaj�cym zapoznanie z budow� i funkcjonalno�ciami. Jednak z uwagi na wra�liwo�� prezentowanych danych, format zapisu modelu uniemo�liwia ich reprodukcj�, b�d� pozyskanie geometrii wizualizowanego obiektu. W celu spełnienia narzuconych ogranicze� wymagana jest prezentacja geometrii w postaci dyskretnej, tj. rastra przestrzennego składaj�cego si� z jednostkowych elementów bryłowych (tzw. voxeli – ang. volumetricelements - pikseli przestrzennych).


Technika ta, w przeciwie�stwie do modeli reprezentowanych powierzchniowo (siatka wielok�tów) lub kraw�dziowo (odcinki oraz krzywe) zapewnia bezpieczn� reprezentacj�geometrii. Jako�� wykorzystywanych modeli uzale�niona jest od ustawie� wprowadzonych przez autora modelu 3D przygotowanego w �rodowisku CAD lub programach typu 3DsMax, Maya czy Blender. �

Modele przestrzenne (podzielone na pojedyncze cz��ci, takie jak np. �ruby, nakr�tki, przeł�czniki itp.) w poł�czeniu z intuicyjnym interfejsem, pozwalaj� na przeprowadzenie szeregu interakcji obejmuj�cych m.in.:�

� wyjmowanie i wymian� podzespołów;

� przesuwanie, obracanie, pod�wietlenie i ukrywanie/pojawianie cz��ci;

� wy�wietlanie w ró�nych trybach widoku: kontekstowym, szkieletowym, x-ray;

� wykonywanie przekrojów;

� tworzenie obja�nie�.

Opracowane przez OBRUM trena�ery wirtualne 3D, wdro�one do u�ytku w Centrum Szkolenia Logistyki w Grudzi�dzu, umo�liwiaj�:

� nauk� budowy poszczególnych zespołów, podzespołów oraz cz��ci;

� zapoznanie z procedurami demonta�u oraz monta�u, rozkładania i składania poszczególnych zespołów, podzespołów oraz cz��ci;

� zapoznanie z zasadami działania poszczególnych układów;

� zapoznanie z zasadami bezpiecze�stwa obsługi;

� zapoznanie si� z zestawem wykorzystywanych narz�dzi oraz urz�dze�pomiarowych;�

� trening nabytych umiej�tno�ci w postaci samodzielnego wykonywania procedur na wirtualnym modelu;

� weryfikacj� posiadanych umiej�tno�ci oraz wiedzy;

� przeszukiwanie bazy cz��ci po unikalnej nazwie lub numerze identyfikacyjnym;

� dokonanie obiektywnej oceny umiej�tno�ci i wiedzy kursanta oraz udokumentowanie tej oceny w sposób zautomatyzowany.

Przegl�darka wirtualnego trena�era 3D umo�liwia prac� w czterech trybach: tryb przegl�dania, tryb szkolenia, tryb praktyki oraz tryb testu (weryfikacji). W trybie przegl�dania osoby szkolone maj� mo�liwo�� zapoznania si� ze struktur� zespołów, podzespołów oraz cz��ci. Poszczególne zespoły lub podzespoły mog� by� rozkładane do poziomu pojedynczych cz��ci. Takie rozwi�zanie umo�liwia szczegółowe zapoznanie si� z budow� danego sprz�tu, stosowanym nazewnictwem, a tak�e daje mo�liwo�� słu�bom utrzymania ruchu na znajdowanie cz��ci zamiennych wg numerów zgodnych z Jednolitym Indeksem Materiałowym (JIM) identyfikuj�cym wyrób lub usług� w resorcie obrony narodowej w systemie informatycznym [19]. Drugim trybem jest tryb szkolenia oparty na animacjach 3D, w którym u�ytkownik zapoznaje si� z poszczególnymi procedurami obsługi i naprawy zaimplementowanego w trena�erze sprz�tu wojskowego. Kolejnym trybem pracy jest tryb praktyki, w którym ka�dy krok procedury wykonywany jest przez u�ytkownika. Dan�operacj� monta�u lub demonta�u u�ytkownik przeprowadza samodzielnie. Otrzymuje wskazówki, w jaki sposób dany krok procedury nale�y wykona�, a tak�e na co nale�y zwróci�

18 19Nowoczesne technologie informatyczne baz� przyszłych prac rozwojowych �uwag�. Ostatnim trybem pracy modułu klienta jest tryb weryfikacji (testu), w którym u�ytkownicy otrzymuj� od trena�era polecenia wykonywania okre�lonych procedur. Ka�d�z nich musz� wykona� samodzielnie, tym razem ju� bez podpowiedzi ze strony trena�era. Pojawiaj� si� równie� pytania w postaci testów jednokrotnego i wielokrotnego wyboru. Wyniki testów, jak i reszty polece� praktycznych mog� by� monitorowane za po�rednictwem dostosowanego systemu zarz�dzania nauk� SCORM [20]. Typowe dane weryfikacyjne mog�zawiera� informacje dotycz�ce liczby podejmowanych prób oraz czasu sp�dzonego nad całym zadaniem, jaki poszczególnym krokiem procedury [20]. �

Moduł instruktorski (deweloperski) trena�erów wirtualnych posiada edytor kursów i procedur. Instruktorzy (eksperci merytoryczni – SubjectMatterExpert) maj� mo�liwo��modyfikacji istniej�cych oraz tworzenia i dodawania nowych scenariuszy kursów szkoleniowych, bazuj�cych na dostarczonych przestrzennych modelach obiektów poprzez wykorzystanie dedykowanych modułów aplikacji. Eksperci merytoryczni mog� wprowadza�zmiany w procedurach serwisowych i naprawczych oraz zdalnie prowadzi� szkolenie z wykorzystaniem platformy e-learningowej wykorzystywanej w MON. Oprogramowanie dla instruktorów ma intuicyjny interfejs, przyjazny dla u�ytkowników posiadaj�cych do�wiadczenie z aplikacjami pakietu MS Office. Moduł instruktorski pozwala klientowi docelowemu aktualizowa�, modyfikowa� oraz rozwija� w dowolny sposób aplikacj�o kolejne instrukcje, poszerzaj�c tym samym zakres szkolenia. �

Nauka z wykorzystaniem trena�erów wirtualnych oparta jest o praktyczne działania, co pozwala osi�ga� cele szkoleniowe szybciej ni� przy u�yciu innych metod. Dzi�ki atrakcyjnej i zró�nicowanej formie przedstawiania oraz weryfikowania wiedzy kursantów, przyswajalno�� materiału niew�tpliwie wzrasta Wnioski mo�na wysun�� na podstawie kilku wdro�e� w Centrum Szkolenia Logistyki (CSL) w Grudzi�dzu. Zrealizowane projekty obejmowały wówczas wykonanie trena�era wirtualnego 3D armaty MK-44 Bushmaster oraz silnika (rys. 3) pojazdu Jelcz 0442.32, [21].

Rys. 3.Trena�er wirtualny


Wszystko wskazuje na to, �e wkrótce w wirtualnym �wiecie b�d� pracowali zarówno plani�ci, jak i wykonawcy (mechanicy, elektromechanicy czy magazynierzy), co pozwoli na zminimalizowanie pomyłek podczas wykonywania prac przy sprz�cie – tak twierdzi kierownik Cyklu Budowy i Eksploatacji w Centrum Szkolenia Logistyki w Grudzi�dzu – mjr Tomasz Smoła [21], [24].

3. PIERWSZY ETAP SZKOLENIA – SZKOLENIE WIRTUALNE

Przechodz�c do dalszego etapu szkolenia słuchacz poznaje podstawowe procedury obsługowe. Na tym etapie wykorzystywane s� nowe narz�dzia dydaktyczne:

� symulator proceduralny; � trena�er wirtualny.

3.1.Symulator proceduralny

Symulatory proceduralne s� urz�dzeniami szkolno-treningowymi opartymi o technologie rzeczywisto�ci wirtualnej. U�ytkownik prowadzi działania w �rodowisku wirtualnym z wykorzystaniem oprzyrz�dowania opartego o standardowe urz�dzenia interfejsu komputerowego, takie jak klawiatura, mysz czy ekran dotykowy. Dodatkow� opcj�zwi�kszaj�c� realizm szkolenia jest mo�liwo�� podpi�cia rzeczywistych elementów interfejsu człowiek-maszyna (np. pulpity obsługowe, sterownice czy panele przycisków). Symulatory proceduralne stanowi� wa�ny element proponowanego przez OBRUM sp. z o.o. cyklu szkoleniowego, ze wzgl�du na fakt, i� ł�cz� wst�pny etap szkolenia z zaawansowanym szkoleniem obsługowym realizowanym przy u�yciu kompleksowych symulatorów. Dla niektórych typów urz�dze� i sprz�tu wojskowego, których obsługa i u�ytkowanie polega na wykonywaniu dokładnie zdefiniowanych kroków, opisanych w formie np. procedur, tworzenie zaawansowanych systemów symulacji, wykorzystuj�cych skomplikowane odwzorowanie przestrzeni obsługowych, staje si� całkowicie nieopłacalne ze wzgl�du na otrzymywane efekty szkolenia. Dobrym przykładem wy�ej opisanych urz�dze� s�produkowane przez OBRUM sp. z o.o. mosty samochodowe MS-20 (Daglezja). Dla tych wyrobów Biuro Symulatorów opracowało urz�dzenie szkolno-treningowe SMS-20 (rys. 4).

Rys. 4. Symulator mostu samochodowego

20 21Nowoczesne technologie informatyczne baz� przyszłych prac rozwojowych � Jest to symulator proceduralny, dedykowany do szkolenia z zakresu procedur układania i podejmowania prz�sła mostu w ró�nych warunkach otoczenia (pogodowych, pory dnia, typ terenu/gruntu) i dost�pnych trybach (automatyczny, r�czny, awaryjny). Urz�dzenie – symulator SMS-20 pozwala na przeprowadzenie kompletnego szkolenia z zakresu wykorzystania mostu samochodowego. Zaimplementowane oprogramowanie pozwala na odtworzenie wszystkich elementów/kroków procedur, a ponadto, w momentach kluczowych ze wzgl�du na bezpiecze�stwo obsługi, system udziela u�ytkownikowi dodatkowych wskazówek w postaci animacji komputerowych czy komunikatów testowych. W celu zwi�kszenia skuteczno�ci szkolenia, a tak�e szybkiego wdro�enia symulatora do u�ytku w miejscach stacjonowania/u�ytkowania mostu samochodowego, w trakcie prac projektowych wykorzystano uwagi u�ytkownika ko�cowego i zamawiaj�cego. Symulatory proceduralne opracowywane w OBRUM sp. z o.o. dostarczane s� do u�ytkownika w formie mobilnych zestawów szkoleniowych, opartych o:

� komputery typu laptop;

� komplet okablowania;

� nisko gabarytowy rzutnik;

� konwerter sygnałów do wpi�cia oryginalnych sterownic/pulpitów;

� dedykowan� obudow�.

Dostarczane zestawy pozwalaj� na prowadzenie szkolenia w praktycznie dowolnym miejscu, a system symulacji mo�na przygotowa� do pracy w ci�gu kilku minut. Je�eli do celów szkolenia b�dziemy mogli skorzysta� z oryginalnych pulpitów steruj�cych, system automatycznie wykryje podpi�cie urz�dzenia, po czym szkolony do realizacji kroków zwi�zanych z zadawaniem sygnałów steruj�cych, b�dzie mógł wykorzystywa� wyno�ny pulpit sterowania.

Podstawowym zadaniem symulatorów proceduralnych jest uproszczenie przyswajania wiedzy z zakresu obsługi urz�dze�, przy jednoczesnym zwi�kszeniu skuteczno�ci szkolenia. Zadanie to realizowane jest dzi�ki odwzorowaniu sposobu obsługi symulowanego urz�dzenia, z maksymalnie du�� dokładno�ci�. Dodatkowym atutem symulatorów proceduralnych jest jako�� zastosowanego oprogramowania renderuj�cego (Image Generator). Podczas operowania w �wiecie wirtualnym szkolony obserwuje i wykonuje wszystkie czynno�ci z wykorzystaniem perspektywy takiej jak w rzeczywisto�ci. Jedynymi wyj�tkami s� sytuacje, gdzie ze wzgl�du na bezpiecze�stwo u�ytkowania symulowanego urz�dzenia i dostarczenia dodatkowej wiedzy, system symulacji pokazuje elementy normalnie niewidoczne dla operatora. Symulatory proceduralne wyró�nia tak�e fakt, i� standardowo umo�liwiaj� prac�w dwóch trybach szkolenia:

� tryb nauki/praktyki,

� tryb egzaminacyjny.

Podczas pracy w trybie nauki, szkolony wykorzystuje dokładnie te same elementy wyposa�enia symulatora, co w trybie egzaminacyjnym, ale dodatkowo system prowadzi szkolonego przez kolejne kroki procedury poprzez szereg podpowiedzi i obja�nie�. Oprogramowanie w trybie nauki dostarcza szkolonemu informacje w postaci szczegółowych komunikatów tekstowych, i animacji komputerowych, uruchamianych na poszczególnych elementach symulowanego pojazdu. Operator mo�e przeprowadzi� interakcj� tylko na wybranych elementach wyposa�enia, dodatkowo system podpowiada, który komponenty nale�y u�y� w danym kroku procedury. W trybie egzaminacyjnym liczba komunikatów tekstowych ogranicza si� jedynie do przekazania szkolonemu uproszczonej listy czynno�ci do


przeprowadzenia. Wszystkie elementy symulowanego urz�dzenia wykorzystywane w trakcie danej procedury obsługowej, s� „aktywne”. Oznacza to, i� operator mo�e wykona� na nich czynno�ci/interakcj�, a wbudowane oprogramowanie ocenia, czy podejmowane przez szkolonego czynno�ci zgadzaj� si� z procedur�. Po wyznaczonym czasie b�d� zako�czeniu szkolenia, system automatycznie generuje arkusz oceny. Dzi�ki zastosowaniu takich rozwi�za� symulatory proceduralne mog� słu�y� do ci�głego podnoszenia swoich umiej�tno�� z zakresu obsługi urz�dze�, a tak�e podtrzymywania wiedzy. Do prowadzenia szkolenia nie jest wymagana obecno�� instruktora.

4. DRUGI ETAP SZKOLENIA – SZKOLENIE PRAKTYCZNE

Ze wzgl�du na mnogo�� definicji i interpretacji nazw: symulator oraz trena�er, na potrzeby artykułu przyj�to nast�puj�ce definicje:

� Trena�er – urz�dzenie słu��ce do nauki budowy i czynno�ci obsługowych (w zakresie manipulowania czy prowadzenia napraw b�d� obsług bie��cych), zbudowane w oparciu o elementy zabudowy rzeczywistego obiektu, b�d�zabudowy maksymalnie przypominaj�cej rzeczywisty obiekt.

� Symulator – urz�dzenie, oprogramowanie lub system słu��cy do nauki budowy i wykorzystania sprz�tu (np. w zakresie obsługi przedziału kierowcy) przy wykorzystaniu oprogramowania i zabudowy mechanicznej. W przypadku symulatorów przeznaczonych do szkolenia załóg, zabudowa maksymalnie przypominaj�ca rzeczywisty obiekt (w wyznaczonym zakresie obsługowym, np. brak niektórych elementów wyposa�enia niewymaganych do realizacji zda�szkoleniowych). Symulatory, w przeciwie�stwie do trena�erów, wykorzystuj�elementy oprogramowania, pozwalaj�ce na znacznie gł�bsz� interakcj�szkolonego z UST, a tak�e wizualizacje �rodowiska działa�.

Podczas drugiego etapu odbywa si� szkolenie praktyczne z wykorzystaniem trena�erów i/lub symulatorów. W zale�no�ci od potrzeb zrealizowane mog� by� ró�ne formy szkolenia:

� szkolenia pojedynczego u�ytkownika;

� szkolenie załogi-zespołowe;

� szkolenie personelu obsługuj�cego i naprawczego.

4.1. Szkolenie praktyczne wykorzystuj�ce trena�ery i symulatory

U�ytkownicy oraz personel serwisowy, po zako�czeniu pierwszego etapu szkolenia, kontynuuj� cykl szkolenia przy wykorzystaniu urz�dze� szkolno-treningowych (UST) odwzorowuj�cych fizyczn� zabudow� sprz�tu (topologi� rozmieszczenia w przestrzeni). Urz�dzeniami pomocniczymi, przeznaczonymi do tego typu treningu s� symulatory i trena�ery. Podstawow� cech� UST jest bardzo wysoka dokładno�� odwzorowania zabudowy urz�dzenia. W odró�nieniu od symulatorów proceduralnych czy trena�erów wirtualnych, w przypadku klasycznych symulatorów i trena�erów szkolenie opiera si�o obcowanie z realnym sprz�tem.


Trena�ery i symulatory mog� by� wykorzystywane do prowadzenia szkole� zarówno z zakresu obsługi jak i z budowy sprz�tu wojskowego (SpW). Jednak�e w zwi�zku z rozwojem technologii, a tak�e ze wzrostem skomplikowania samych urz�dze� i sprz�tu wojskowego, produkowanie systemów szkolno-treningowych ł�cz�cych mo�liwo�ci prowadzenia bardzo szerokiego spektrum szkole�, obejmuj�cych takie obszary jak: budowa, obsługa, naprawy, wymiany podzespołów itp. staje si� nieuzasadnione ekonomicznie. Ze wzgl�du na swoj� budow� trena�ery znajduj� zastosowanie w szkoleniach z zakresu napraw, serwisu i bie��cych obsług, natomiast symulatory znajduj� coraz szersze zastosowanie w szkoleniu załóg pojazdów oraz innych urz�dze� i sprz�tu wojskowego. Opisane zastosowania przekładaj� si� bezpo�rednio na charakterystyk� konstrukcji zarówno trena�erów, jak i symulatorów. W konstrukcji symulatorów coraz cz��ciej odchodzi si� od stosowania oryginalnych komponentów, urz�dze� i kompletnych podzespołów, na rzecz wykorzystania imitatorów o identycznych gabarytach i funkcjonalno�ciach, ale skonstruowanych w oparciu o znacznie prostsze i ta�sze podzespoły. Natomiast trena�ery w dalszym ci�gu opieraj� si� o oryginalne (czasami nawet „bojowe”) podzespoły, które zostaj� zabudowane w specjalnie opracowanych konstrukcjach no�nych, dostosowuj�cych oryginaln� zabudow� do wymaga� szkoleniowych. Wyj�tek od opisywanych reguł stanowi�symulatory wbudowane, które szczegółowo opisano w rozdziale 5 artykułu.

4.1.1. Obsługa urz�dze� – od pojedynczego stanowiska do plutonu załóg

Korzystaj�c z szerokiego pola do�wiadcze� OBRUM sp. z o.o., pozyskanego podczas zrealizowanych wdro�e�, pracownicy O�rodka, a w szczególno�ci Biura Symulatorów s� w stanie opracowywa� dedykowane urz�dzenia oraz systemy szkolno-treningowe. W dotychczasowych zastosowaniach symulatorów oraz trena�erów, kluczowym obszarem było szkolenie stanowiskowe, rzadziej szkolenia typu FMS (Full Mission Simulator) obejmuj�ce kilku członków załogi. Najcz��ciej spotykanymi symulatorami s� urz�dzenia, które mo�na w najlepszy sposób okre�li� przymiotnikiem „zadaniowe”. S� to urz�dzenia szkolno-treningowe (UST) przeznaczone do szkolenia �ci�le okre�lonych czynno�ci, najcz��ciej tak�e w znacznie ograniczonym zakresie parametrów symulacji (np. ograniczenia typu podkładu mapowego, generowanych sił przeciwnika itp.). Przykładem takich urz�dze�s� symulatory strzela� czy symulatory jazdy. Osobn� grup� stanowi�, niegdy� bardzo popularne, UST stanowi�ce po�redni element pomi�dzy trena�erami a symulatorami. S� to urz�dzenia przeznaczone do nauki rozmieszczenia i sposobu działania interfejsów człowiek - maszyna, zabudowanych w uzbrojeniu i sprz�cie wojskowym (UiSW). Cechuj� si� one wysok� jako�ci� odwzorowania przestrzeni pracy, a dodatkowo elementy interfejsu człowiek-maszyna wyposa�one s� w podzespoły steruj�ce (np. przeł�czniki, kontrolki, manipulatory). Nadrz�dne urz�dzenie steruj�ce pozwala na odczyt stanów przeł�czników, jak i sterowanie stanem poszczególnych lamp sygnalizacyjnych. Niektóre urz�dzenia tego typu pozwalaj� na �wiczenie prostych algorytmów obsługowych (np. uruchomienie silnika, wł�czenie zespołu celownika itp.), dzi�ki oprogramowaniu wbudowanemu w stanowisko instruktora/operatora �wiczenia.

Opracowywane w OBRUM symulatory cechuj� si� takimi parametrami oprogramowania, a tak�e zabudowy mechanicznej, aby umo�liwia� prowadzenie szkole� przy wykorzystaniu jednego typu urz�dzenia szkolno-treningowego, na co najmniej kilku szczeblach i poziomach trudno�ci. Przykładem takich rozwi�za� s� symulatory SK1-Pluton – kompleksowy symulator strzela� dla plutonu załóg KTO Rosomak oraz BESKID 2M/K (rys. 5) w wersji zmodernizowanej.


Rys. 5. Symulator BESKID 2M/K

Modernizacja została przeprowadzona wspólne z Wojskowym Centralnym Biurem Konstrukcyjno-Technologicznym. Symulator BESKID 2M/K, mimo i� pocz�tkowo słu�ył jedynie nauce prowadzenia ognia z czołgu T-72, po modernizacji znacznie poszerzył swoje mo�liwo�ci szkoleniowe. Wytyczne i zało�enia modernizacyjne zostały opracowane mi�dzy innymi przez pracowników Akademii Wojsk L�dowych z Wrocławia. Działanie takie wpisuje si� w aktualnie stosowan� metod� prowadzenia analiz i pozyskiwania wymaga� dla systemów szkolno-treningowych, wykorzystywan� w OBRUM sp. z o.o. Opieranie si� na do�wiadczeniu i uwagach pracowników centrów szkoleniowych i uczelni wojskowych pozwala na opracowanie UST wpisuj�cych si� w realne potrzeby szkoleniowe MON. Poszczególne moduły symulatora BESKID 2M/K mog� by� z powodzeniem wykorzystane do szkolenia indywidualnego (np. szkolenie kierowców czy działonowych czołgów T-72). Funkcjonalno�� ta została osi�gni�ta poprzez dobr� jako�� odwzorowania, wpi�cie wszystkich kluczowych interfejsów pojazdu, a tak�e wbudowaniu w oprogramowanie symulatora wi�kszo�ci algorytmów steruj�cych. Rozszerzeniem tej metody projektowania symulatorów jest system szkoleniowych SK1-Pluton. Podstawowymi elementami UST s�trzy typy modułów: kierowcy, wie�owy oraz stanowisko instruktora. W standardowej konfiguracji system składa si� z 9 modułów (4 moduły kierowcy, 4 moduły wie�owe, 1 stanowisko instruktora), co pozwala na szkolenie plutonu załóg KTO Rosomak. Ponadto do symulatora SK1-Pluton mo�na podł�cza� dodatkowe stanowiska typu CBT (Computer Base Trening). CBT pozwala na zaanga�owanie w szkolenie dodatkowych osób (np. dowódca plutonu, dru�yna piechoty itp.). Symulator SK1-Pluton mo�e tak�e z powodzeniem by�stosowany do znacznie mniej skomplikowanych typów szkole�. Podobnie jak w przypadku symulatora BESKID 2M/K, poszczególne stanowiska mog� zosta� uruchomione w trybie szkolenia indywidualnego, istnieje tak�e mo�liwo�� uruchomienia scenariusza sieciowego wykorzystuj�cego niepełn� konfiguracj� sprz�tow� (mniej ni� 4 zestawy modułów), b�d�zast�pienie niektórych członków załogi przez obiekty kontrolowane przez oprogramowanie symulacji (np. pojazdy mog� by� prowadzone przez „graczy komputerowych”). Zarówno symulator BESKID 2 M/K, jak i SK1-Pluton opieraj� si� o nowoczesne oprogramowanie symulacji, pozwalaj�ce na swobodne definiowanie scenariuszy i wariantów �wiczenia, a tak�e zapewniaj�ce dost�p do obszernej bazy danych obiektów symulacji czy podkładów mapowych. Dodatkowo symulatory te mog� zosta� poł�czone w ramach wspólnych scenariuszy �wiczenia (pod warunkiem działania we wspólnej sieci), a tak�e mog� zosta�szybko dostosowane do wpi�cia w zewn�trzne systemy symulacji (wbudowana obsługa protokołów sieciowych takich jak HLA i DIS).


4.1.2. Naprawa i serwis urz�dze�Opisane powy�ej UST pozwalaj� na zaspokojenie potrzeb MON w zakresie obsługi

pojazdów i innego sprz�tu wojskowego, jednak nie s� przeznaczone do prowadzenia szkole� z zakresu naprawy i obsług technicznych. Podstawow� metod� prowadzenia szkole� w tym zakresie jest wykorzystanie trena�erów. Rozwi�zanie takie pozwala na zredukowanie ryzyka zwi�zanego z wykorzystaniem rzeczywistego sprz�tu, przy zachowaniu odpowiedniego poziomu realizmu szkolenia. Wykorzystanie trena�erów do celów szkolenia miało swoje pocz�tki w MON ju� ponad 40 lat temu. Od tamtego momentu urz�dzenia takie s� z powodzeniem wykorzystywane w obszarach szkolenia, gdzie dokładno�� odwzorowania warunków pracy, a w szczególno�ci zabudowy mechanicznej ma najwi�ksze znaczenie. Pracownicy OBRUM sp. z o.o., widz�c zapotrzebowanie u�ytkownika na tego typu systemy i urz�dzenia szkoleniowe, opracowali nowe metody budowy oraz zastosowa� dla klasycznych trena�erów. Najprostsz� metod� rozwini�cia mo�liwo�ci i efektywno�ci szkolenia w oparciu o trena�ery jest ich rozbudowa o elementy obrazuj�ce działanie poszczególnych cz��ci składowych (np. przepływy w układach paliwowym b�d� smarowania itp.). Biuro Symulatorów O�rodka dysponuje kadr� opracowuj�c� dodatkowe materiały, jak wspomniane w poprzednich rozdziałach instrukcje multimedialne czy interaktywne plansze szkoleniowe. Opracowane materiały stanowi� uzupełnienie wyposa�enia sali szkoleniowych, umo�liwiaj�c szkolonym szybsze zapoznanie si� z niezb�dnymi informacjami. Kolejnym krokiem rozbudowy UST typu trena�er jest ich rozbudowa o systemy pod�wietlenia, montowane na szybkozł�cznych elementach do konstrukcji bazowej. Systemy pod�wietlenia mog� by�zdalnie sterowane z poziomu aplikacji komputerowej (np. uruchomionej na tablecie b�d�laptopie instruktora), przez co szkoleni szybko mog� zlokalizowa� na stanowisku dany element b�d� zespół konstrukcyjny. Najwi�kszym rozwini�ciem mo�liwo�ci trena�erów jest ich wspólne wykorzystanie wraz z systemami poszerzonej rzeczywisto�ci (szczegółowy opis w pkt 5.1). Systemy szkolno-treningowe zbudowane w ten sposób pozwalaj� na redukcj�czasu szkolenia oraz znaczn� popraw� jego efektywno�ci. Ich szczególna zalet� jest fakt, �e w przypadku klasycznego wykorzystania trena�erów, szkolenie z ich udziałem stanowi najcz��ciej jeden z ostatnich etapów. Szkolony musi przej�� kilka poprzedzaj�cych szkole�, aby móc w pełni wykorzysta� potencjał trena�erów. W przypadku zastosowania technologii rzeczywisto�ci poszerzonej (rys. 6) AR (AugmentedReality) szkolony znaczn� cz�� wiedzy mo�e naby� w trakcie szkolenia na rzeczywistym obiekcie, a dodatkowo jest na bie��co instruowany o kolejnych krokach przeprowadzanej procedury naprawczej.

Rys. 6. Nauka obsługi sprz�tu – technologia AR


Zastosowanie trena�erów jako obiektów bazowych dla aplikacji AR, zamiast rzeczywistych pojazdów, pozwala na redukcj� czasu szkolenia. Brak konieczno�ci demonta�u niektórych elementów obudowy czy osłony, znacznie lepsza widoczno�� wa�nych komponentów urz�dzenia, redukcja ryzyka zniszczenia rzeczywistego sprz�tu to główne zalety.

5. SZKOLENIE Z U�YCIEM SPRZ�TU

Ostatni etap szkolenia, w proponowanym przez OBRUM sp. z o.o. systemie, stanowi wykorzystanie symulatorów wbudowanych (w zakresie obsługi – szkolenie załóg) oraz aplikacji poszerzonej rzeczywisto�ci AR (w zakresie szkolenia personelu naprawczego).

5.1.Rzeczywisto� poszerzona i symulatory wbudowane

Symulatory wbudowane s� wykorzystywane w wojsku od długiego czasu, najprostsz�aplikacj� takiego typu s� wszystkie podstawowe systemy szkolenia strzeleckiego – zbudowane w oparciu o np. nadajniki laserowe montowane na ostr� bro�. Najwi�ksz� zalet�symulatorów wbudowanych, stanowi�c� zarazem ich najwi�ksz� wad�, jest mo�liwo��zastosowania w procesie szkolenia rzeczywistego sprz�tu. Proces szkolenia obejmuj�cy symulatory wbudowane, opiera si� o u�ycie rzeczywistego UiSW, poł�czonego z elementami symulacji niektórych zdarze� czy warunków �wiczenia. Do realizacji tego typu symulacji wykorzystywana jest wirtualna rzeczywisto��, rzeczywisto�� poszerzona AR, b�d�zaawansowane algorytmy i systemy sterowania, pozwalaj�ce na generowanie wymusze� i stanów pracy dla rzeczywistych układów steruj�cych pojazdów i urz�dze�. Najbardziej zaawansowan� form� szkolenia na symulatorach wbudowanych s� �wiczenia obejmuj�ce wiele załóg i osprz�t wojskowy. Przykładami takich UST s� np. zaawansowane systemy strzela� laserowych, gdzie w �wiczeniu mog� bra� udział setki �ołnierzy, a aktualny stan rozgrywki jest na bie��co kontrolowany przez centra dowodzenia. W OBRUM sp. z o.o. opracowywany jest obecnie sieciowy symulator dla wojsk obrony przeciwlotniczej. Jest to rozwi�zanie opieraj�ce si� o rzeczywisty sprz�t, który doposa�ony jest w specjalne jednostki komputerowe oraz renderuj�ce. Szkolony ma za zadanie prowadzi� obserwacj� przedpola, a tak�e niszczy� cele, które podczas �wiczenia s� generowane komputerowo.

System mo�e pracowa� w dwóch trybach:

� rzeczywisto�ci wirtualnej;

� poszerzonej rzeczywisto�ci AR.

W pierwszym trybie szkolony obserwuje ekran monitora jednostki ogniowej, gdzie aplikacja komputerowa wy�wietla w pełni wirtualny obraz przedpola oraz interaktywnych obiektów symulacji. W trybie AR na ekranie wirtualne pozostaj� jedynie obiekty symulacji, które s� nanoszone na rzeczywisty obraz z rejestratorów obrazu. W obu trybach oprogramowanie umo�liwia prac� sieciow�, gdzie kilku szkolonych mo�e wspólnie prowadzi� �wiczenie.

Symulatory wbudowane ze wzgl�du na konieczno�� integracji oprogramowania i dodatkowego osprz�tu komputerowego z istniej�cymi na pojazdach i urz�dzeniach interfejsów komunikacyjnych, interfejsów człowiek-maszyna, systemów wizyjnych itp. stanowi� jedne z najbardziej zaawansowanych systemów symulacji. Wi��e si� to z konieczno�ci� stosowania osprz�tu komputerowego najwy�ej klasy, wymagane jest cz�sto wykorzystanie symulatorów w identycznych warunkach pracy jak dla samych urz�dze� (np. wymagania odno�nie odporno�ci na wilgo� i temperatur�). Pracownicy OBRUM sp. z o.o. od wielu lat buduj� swoj� wiedz� i do�wiadczenia z zakresu wytwarzania i sposobów

26 27Nowoczesne technologie informatyczne baz� przyszłych prac rozwojowych �wykorzystania symulatorów wbudowanych, dzi�ki czemu tak�e w procesie projektowania nowych maszyn i urz�dze� brane s� pod uwag� wymagania odno�nie podatno�ci na budow�systemów szkoleniowych, a w szczególno�ci symulatorów wbudowanych.

W przypadku szkolenia personelu naprawczego, systemy szkoleniowe budowane s� w oparciu o technologi� AR (rzeczywisto�ci poszerzonej). Aplikacje szkoleniowe pozwalaj�na prezentacj� dodatkowych zawarto�ci, na tle obrazu zarejestrowanego przez kamer�.

Oprogramowanie pozwala na generowanie nast�puj�cych danych:

� wirtualne elementy wyposa�enia – obiekty przestrzenne;

� instrukcje i obja�nienia (tekstowe, głosowe);

� animacje przestrzenne (np. rotacja, animacja otwierania drzwi/klap).

Odpowiednio skalibrowany system szkoleniowy pozwala na rozpoznanie odległo�ci oraz orientacji w przestrzeni rzeczywistego urz�dzenia. Na podstawie tych parametrów oprogramowanie steruje sposobem wizualizacji dodatkowych danych. Aplikacje AR mog�by� uruchamiane na urz�dzeniach przeno�nych wyposa�onych w rejestratory obrazu typu tablet, laptop, notebook czy gogle nagłowne. Obraz wygenerowany przez aplikacj� mo�e by�przekazywany poprzez sie� do innych urz�dze�, w celu analizy danych przez instruktora, b�d� w celu repetycji danych na monitorach innych kursantów. Dzi�ki takim mo�liwo�ciom systemy AR stanowi� nie tylko doskonałe wyposa�enie sali szkoleniowych, ale mog� by� z powodzeniem wykorzystywane w procesach napraw i podczas obsług technicznych.

5.2. Diagnostyka i naprawa sprz�tuOpracowane w OBRUM sp. z o.o. technologie, a tak�e analizy i wiedza wymagane do

wytwarzania systemów szkoleniowych mog� by� w pełni wykorzystane do opracowania zaawansowanych systemów wspieraj�cych diagnostyk� i naprawy UiSW. Biuro Symulatorów we współpracy z Biurem Rozwoju opracowuj� w O�rodku specjalistyczne aplikacje diagnostyczno-serwisowe.

Oprogramowanie umo�liwia uruchomienie nast�puj�cych trybów pracy:

� diagnostyka;

� naprawa/obsługa;

� nauka.

5.2.1. Tryb diagnostyczny

W trybie diagnostycznym u�ytkownik dokonuje przegl�du stanu technicznego pojazdu b�d� urz�dzenia. Za pomoc� dedykowanego okablowania oraz interfejsu komunikacyjnego, stacja komputerowa podpinana jest do pojazdu. U�ytkownik za po�rednictwem graficznego interfejsu GUI (graphicaluserinterface) wybiera procedur� diagnostyczn� dost�pn� z bazy danych. Na ekranie pojawiaj� si� kolejne kroki procedury wraz z podpowiedziami w formie tekstu, a tak�e wizualizacji i animacji 3D. Niektóre kroki procedury polegaj� na odczycie parametrów pracy. W tym celu komunikaty systemu sterowania i diagnostyczne pojazdu, s�odbierane i interpretowane przez moduł komunikacji, a nast�pnie informacje zostaj� wysłane do bazy danych. Wyniki testów i pomiarów mog� by� zapisywane i generowane w postaci raportów.

5.2.2. Tryb naprawa/obsługa

Tryb naprawa/obsługa pozwala personelowi obsługuj�cemu w łatwy sposób przeprowadzi� procedury naprawcze znajduj�ce si� w bazie danych aplikacji. U�ytkownik,


podobnie jak w trybie diagnostyki, wybiera procedur� z bazy danych. Nast�pnie system przedstawia kolejne kroki procedury, obrazuj�c poszczególne czynno�ci przy pomocy grafik, animacji i opisów. Przy przechodzeniu pomi�dzy kluczowymi krokami u�ytkownik b�dzie proszony o potwierdzenie wykonania zadania zdefiniowanego w danym kroku. Do uruchomienia aplikacji w trybie naprawa/obsługa nie jest wymagane podpi�cie do pojazdu poprzez interfejs komunikacyjny.

5.2.3.Tryb nauki

W trybie nauki aplikacja umo�liwia przegl�danie zawarto�ci procedur trybu diagnostyki i naprawy/obsługi w uproszczonej formie – np. bez poł�czenia z pojazdem. Dodatkowo dost�pna jest lista dokumentów w postaci interaktywnych instrukcji napraw i obsługi.

Wszystkie opisane powy�ej tryby pracy aplikacji serwisowej mog� zosta� zbudowane w oparciu o elementy rzeczywisto�ci poszerzonej, oprogramowania trena�era wirtualnego czy dedykowanych instrukcji multimedialnych. Poł�czenie ww. oprogramowania, z mo�liwo�ci�podpi�cia do systemu diagnostycznego urz�dzenia, pozwala na opracowanie skutecznej metody wspierania personelu naprawczego.

6. PODSUMOWANIE

Interaktywne instrukcje multimedialne oferowane przez Biuro Symulatorów OBRUM sp. z o.o. s� sprawdzonym narz�dziem usprawniaj�cym przyswajanie wiedzy z zakresu eksploatacji, u�ytkowania oraz obsługi maszyn i urz�dze� [23], [24].

Oferowane przez Biuro Symulatorów OBRUM sp. z o.o. oprogramowanie jest kompatybilne z szerok� gam� popularnych zasobów multimedialnych, takich jak: strumieniowanie wideo, audio, obrazy, animacje Flash, a tak�e modele 3D oraz symulacje Unity3D. Tematyka instrukcji multimedialnych jest stale w OBRUM sp. z o.o. rozwijana, a posiadana baza techniczna oraz potencjał intelektualny zatrudnionych specjalistów pozwalaj�na realizacj� prac o wysokiej skali trudno�ci. �

Nale�y pami�ta�, i� opracowanie pełnej instrukcji multimedialnej eksploatacji i u�ytkowania skomplikowanego wyrobu (np. maszyny in�ynieryjno- drogowej) czy innego wyrobu, jest przedsi�wzi�ciem zło�onym, wymagaj�cym zaanga�owania specjalistów [15] z wielu dziedzin. Pewnym kompromisem pomi�dzy nakładami, czasem i efektem ko�cowym, mo�e by� etapowe opracowywanie wybranych obszarów tematycznych w postaci multimedialnej [17]. �

Wspomagaj�ce procesy szkoleniowe, narz�dzia i sposób/tryb prowadzenia szkole�mog� by� modyfikowane w zale�no�ci od potrzeb klienta – skracane lub rozszerzane. Przedmiotem projektów realizowanych w OBRUM sp. z o.o. mog� te� by� nowe UST skonfigurowane dla nietypowych – specjalistycznych szkole�.

Jednym z dodatkowych materiałów opisowych mo�e by� na przykład specjalistyczna „Baza Wiedzy” wykorzystuj�ca struktur� ogólnie znanej internetowej encyklopedii –Wikipedii.

28 29Nowoczesne technologie informatyczne baz� przyszłych prac rozwojowych �7. LITERATURA

[1] Grabania M. Ł.: Trena�er ogniowy BESKID-1 do szkolenia załóg czołgu T-72. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (4) nr 1, 1993, str. 55-59.ISSN: 0860-8369.OBRUM sp. z o.o. Gliwice, listopad 1993.

[2] Grabania M. Ł., Hałek R.: Zwi�kszenie walorów szkoleniowych trena�era BESKID-1 przez wprowadzenie stanowiska instruktora. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (5) nr 1, 1994, str. 37-43. ISSN: 0860-8369.OBRUM sp. z o.o. Gliwice, listopad 1994.

[3] Grabania M. Ł.: Wizualizacja w urz�dzeniach treningowych. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (13) nr 1, 2000, str. 149-159. ISSN: 0860-8369.OBRUM sp. z o.o. Gliwice, wrzesie� 2000.

[4] Hałek R.: Eksploatacja i u�ytkowanie symulatora BESKID-3. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (15), nr 1, 2002, str. 87-95. ISSN: 0860-8369.OBRUM sp. z o.o. Gliwice, maj 2002.

[5] Grabania M. Ł., Knapczyk H.: Nowe podej�cie do konstrukcji urz�dze� szkolno-treningowych. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (8) nr 1, 1996, str. 83-90. ISSN: 0860-8369.OBRUM sp. z o.o. Gliwice, grudzie� 1996.

[6] Zarz�dzenie nr 2/2014 Prezesa Zarz�du - Dyrektora Generalnego O�rodka Badawczo-Rozwojowego Urz�dze� Mechanicznych „OBRUM” spółka z ograniczon� odpowiedzialno�ci�z dnia 28 lutego 2014 r. w sprawie: Regulaminu Organizacyjnego OBRUM sp. z o.o.

[7] Kurzeja A., Ko�lak M., Wielicki J.: Budowa systemu symulacji dla pojazdu KTO Rosomak. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (32) nr 1, 2014, str. 75-82.ISSN: 0860-8369.OBRUM sp. z o.o. Gliwice, marzec 2014.

[8] Kurzeja A., Wielicki J.: SK-1 Pluton dla załóg Rosomaka. Nowa Technika Wojskowa. Nr 2/2014, str.46-48.Warszawa, luty 2014.

[9] Kurzeja A., Rakszawski W., Wielicki J., Reuter Z., Wantoch-Rekowski R.: Zastosowanie symulatora SK-1 Pluton w szkoleniu załóg KTO ROSOMAK. Cz��1.Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (34) nr 1, 2014, str. 91-106. ISSN: 0860-8369. OBRUM sp. z o.o. Gliwice, marzec 2014.

[10] D�browski Cz., Bielewicz M., Zielichowski A., Grabania M. Ł.: Zastosowanie symulatora SK-1 Pluton w szkoleniu załóg KTO ROSOMAK. Cz�� 2. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (34) nr 1, 2014, str. 123-136. ISSN: 0860-8369. OBRUM sp. z o.o. Gliwice, marzec 2014.

[11] Synowiec M.: Zasada działania i wybrane zastosowania poszerzonej rzeczywisto�ci. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (29) nr 1, 2012, str. 93-104. ISSN: 0860-8369. OBRUM sp. z o.o. Gliwice, marzec 2012.

[12] Skarka W., Moczulski W., Januszka M.: Interaktywne technologie w procesie kształcenia. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (29) nr 1, 2012, str. 105-114 .ISSN: 0860-8369. OBRUM sp. z o.o. Gliwice, marzec 2012.

[13] Ko�lak M., Kurzeja A. Nawrat A.: Virtual Reality Technology for Military and Industry Training ProgramsSpringer, Heidelberg, Print ISBN, 978-3-319-00368-9.

[14] Ko�lak M., Kurzeja A. Nawrat A.: Verifying Unmanned Land Vehicle Vision System Configuration Using Serious Gaming Solution. Springer, Heidelberg, Print ISBN, 978-3-319-00368-9.

[15] Grabania M. Ł.: Wykorzystanie technik multimedialnych w procesie szkolenia. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe nr 12, 1999, str. 97-104. ISSN: 0860-8369. OBRUM, Gliwice, wrzesie� 1999 r.


[16] Smoła T.: System szkolenia specjalistów słu�by czołgowo-samochodowej w centrum szkolenia logistyki – pocz�tki, stan aktualny i plany na przyszło��. Przegl�d Sił Zbrojnych nr 3/2017.

[17] Grabania M. Ł., Barcik J.: „Multimedialne instrukcje obsługi i eksploatacji sprz�tu wojskowego”. Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (15) nr 1, 2002, str. 107-112. ISSN: 0860-8369.OBRUM, Gliwice, maj 2002.

[18] Decyzja nr 349/ MON Ministra Obrony Narodowej z dnia 11 wrze�nia 2011. Dziennik Urz�dowy MON nr 19. Warszawa, dnia 14 pa�dziernika 2011 r.

[19] Decyzja Nr 3/MON Ministra Obrony Narodowej z dnia 3 stycznia 2014 r. w sprawie wytycznych okre�laj�cych wymagania w zakresie znakowania kodem kreskowym wyrobów dostarczanych do resortu obrony narodowej. Zał�cznik: Wytyczne okre�laj�ce wymagania w zakresie znakowania kodem kreskowym wyrobów dostarczanych do resortu obrony narodowej, Rozdział 1/12. Dziennik Urz�dowy MON. Warszawa, dnia 7 stycznia 2014 r.

[20] SCORM: SCORM Explained. http://scorm.com/scorm-explained/ [dost�p 16.05.2018]. [21] Smoła T.: Wykorzystanie trena�erów wirtualnych. Przegl�d Sił Zbrojnych, nr 6/2017.�[22] Strojecki T.: Wirtualny trena�er 3D narz�dziem wspomagaj�cym proces szkolenia.

Szybkobie�ne Pojazdy G�sienicowe (45) nr 3, 2017, str. 23-30. ISSN: 0860-8369. OBRUM sp. z o.o. Gliwice, wrzesie� 2017.�

[23] Kurzeja A.: Symulacja komputerowa w słu�bie systemów szkolenia wojska. Kompleksowe systemy szkolno-treningowe dla szkolenia zespołów bojowych. XXI Konferencja Naukowo-Techniczna, Automatyzacja Dowodzenia”, 10-12 pa�dziernik 2016 r.

[24] Kurzeja A.: Kompleksowy, interaktywny system szkolenia operatorów i obsług wybranych stacji radiolokacyjnych. Ogólnopolska Konferencja Naukowa „Obrona powietrzna w systemie bezpiecze�stwa pa�stwa”. Zeszyty Naukowe AON. Warszawa, listopad 2015.

MODERN INFORMATION TECHNOLOGIES AS BASIS FOR FUTURE DEVELOPMENT WORK

Abstract. One of the basic areas of research and development conducted at OBRUM were and are instruction and training devices used in the instruction processes. IT technologies used by OBRUM specialists, combined with a new look at instruction methodology, enabled the development of an innovative training mode offered to the client. The tools used are based on the latest IT multimedia technologies (image, sound, animation, film), virtual reality, augmented reality or advanced, three-dimensional real-time computer graphics. The article describes the proposed solutions that create a comprehensive instruction system. A step-by-step instruction mode is proposed in the area of use and maintenance for users of complex equipment. The scopes of individual and team (e.g. vehicle crew) instruction are discussed. The summary refers to the possibility of using the developed methodology and tools for both military and civilian clients. The possibilities of including additional stages or new instruction materials in the instruction stages proposed in the system are shown.

Keywords: use of equipment, equipment maintenance, user instruction, trainer device, simulator, instruction system, instruction materials.

PRZYSZŁYCH PRAC ROZWOJOWYCH NOWOCZESNE … · operatora, mechanika, kierowcy i dowódcy wozu do...

Documents

Transcript of PRZYSZŁYCH PRAC ROZWOJOWYCH NOWOCZESNE … · operatora, mechanika, kierowcy i dowódcy wozu do...