Способ обучения неразрушающему контролю

Изобретение относится к обучающим компьютерным системам, предназначено для индивидуального обучения различным видам и методам неразрушающего контроля на основе применения информационных технологий виртуальной реальности. Способ обучения неразрушающему контролю путем моделирования и визуализации последовательности действий обучаемого включает подготовительную стадию, стадию обучения с использованием полученных форм и стадию контроля усвоения изучаемой информации. На подготовительной стадии изучаемая информация, сформированная из источников знаний, записывается на носитель информации посредством формирования визуально изучаемой информации. На стадии обучения выбирается вид и методы неразрушающего контроля, а также выбор типа рабочей сессии между обучением и контролем знаний. Этапы заданий выполняются согласно предопределенной алгоритмом работы прикладного программного обеспечения сценарной последовательности действий при помощи навигационных клавиш манипуляторов джойстиков, о чем сообщается акустической системой, работающей в комплекте со шлемом виртуальной реальности. При этом прохождение каждого из этапов задания фиксируется в виде информационной записи. По итогам формируются итоговые экзаменационные документы. Повышается уровень подготовки обучаемого. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область применения

Изобретение относится к обучающим компьютерным системам и предназначено для организации индивидуального рабочего места обучающегося видам и методам неразрушающего контроля [1] на основе использования аппаратных средств и информационных технологий виртуальной реальности.

Уровень техники

Анализ имеющихся данных показывает, что в настоящий момент известен и повсеместно используется аудиторный способ обучения с учителем [2-7], включающий контроль усвоения учениками учебного материала в процессе обучения, согласно установленной классификации видов и методов неразрушающего контроля [1], используются физические объекты контроля, а также - физическое оборудование для их неразрушающего контроля [5].

При аудиторном способе обучения теоретические занятия с учителем осуществляются в специально оборудованных лекционных аудиториях с наличием меловых или интерактивных досок, проекционного и мультимедийного оборудования [3].

Отработка практических навыков происходит в специально оборудованных лабораториях по видам и методам неразрушающего контроля, к которым предъявляются специфические требования по промышленной и радиационной безопасности. Лаборатории снабжены специализированной инфраструктурой помещений, оснащены дорогостоящим технологическим оборудованием, приборами и инструментами, физическими объектами и расходными материалами для выполнения неразрушающего контроля, согласно установленной классификации по их видам и методам [3-6].

Недостатками аудиторного способа обучения являются: ограниченный охват аудитории обучаемых, потребность в аудиторном фонде и специализированных лабораторных помещениях, потребность в оснащении специализированной мебелью, проекционным, мультимедийным и технологическим оборудованием, приборами и инструментами, расходными материалами для выполнения неразрушающего контроля, согласно установленной классификации по их видам и методам. Кроме того, существенным недостатком является наличие промышленных отходов как результата неразрушающего контроля и их последующей утилизации согласно категориям промышленных отходов.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков ближайшего аналога. Техническим результатом, ожидаемым от использования изобретения, является применение технологии виртуальной реальности, повышение эффективности обучения и контроля знаний обучающегося за счет сокращения материальных и временных затрат на весь цикл обучения, благодаря использованию цифровых образовательных ресурсов в виде подготовленных и загруженных в персональный компьютер дидактических материалов, цифровых двойников объектов контроля и оборудования для их неразрушающего контроля в виртуальной среде.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе создается и на практике применяются цифровые образовательные ресурсы в виде подготовленных и загруженных в персональный компьютер дидактических материалов, цифровых двойников объектов контроля, технологического оборудования, приборов и инструментов для их неразрушающего контроля в виртуальной среде.

На фиг. 1 отображены субъект и объекты, задействованные в процессе обучения неразрушающему контролю в виртуальной среде.

Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Пользователь 1, он же обучаемый или тестируемый, при помощи клавиатуры 3 и манипулятора мышь 4 регистрируется в прикладном программном обеспечении (ПО), предварительно установленном и настроенном на накопителе на жестком магнитном носителе или твердотельном накопителе, находящемся внутри персонального компьютера 2. Прикладное программное обеспечение помимо исполняемых бинарных файлов содержит в своем составе загруженные в персональный компьютер структурированные цифровые дидактические материалы, двойники объектов контроля и оборудование для их неразрушающего контроля в среде виртуальной реальности. Пользователем 1 при помощи манипулятора мыши 4 активирует работу прикладного программного обеспечения, при этом на экране персонального компьютера 2 манипулятором мышь 4 осуществляется выбор вида и метода неразрушающего контроля при помощи переключателя -элемента интерфейса, который позволяет пользователю 1 выбрать одну опцию (пункт) из предопределенного набора (группы). Далее, пользователем 1 осуществляется выбор типа рабочей сессии, этом может быть либо обучение, либо контроль знаний. По окончании процедуры выбора сессии и загрузки соответствующего контента в оперативную память персонального компьютера 2, активируется акустическая система 5, через которую осуществляется вывод голосовых сообщений о последовательности и ходе выполнения сессионных заданий. В качестве акустической системы 5 могут выступать наушники, работающие в комплекте со шлемом виртуальной реальности 6. Затем, пользователь 1 надевает на голову шлем виртуальной реальности 6, на экранную часть которого проецируется изображение виртуальных сцен прикладного программного обеспечения. После чего из места постоянного хранения в левую и правую руку он берет манипуляторы джойстики 7 для управления объектами виртуальных сцен при обучении или контроле знаний по избранному виду и методу неразрушающего контроля. Далее, согласно предопределенной алгоритмом работы прикладного программного обеспечения сценарной последовательности действий пользователь 1 при помощи навигационных клавиш манипуляторов джойстиков 7 проход этапы выполнения заданий, о чем ему сообщает акустическая система 5. Взаимодействие с цифровым объектом контроля и виртуальным оборудованием неразрушающего контроля осуществляется пользователем 1 при помощи визуальных сцен, транслируемых в шлем виртуальной реальности 6 и манипуляторов джойстиков 7. Прохождение каждого из этапов задания фиксируется в виде информационной записи алфавитно-цифровой последовательности в базе данных, расположенной на накопителе на жестком магнитном носителе или твердотельном накопителе, находящемся внутри персонального компьютера 2. Пользователь 1 имеет возможность повторного прохождения этапа обучения или контроля знаний при наличии достаточного для этого временного ресурса и до момента его фиксации по команде с манипуляторов типа джойстик 7 в прикладном программном обеспечении. По окончании обучения или контроля знаний пользователя 1, вся информация о рабочей сессии и полученных результатах сохраняется в базе данных, расположенной на накопителе на жестком магнитном носителе или твердотельном накопителе, находящемся внутри персонального компьютера 2, после чего в автоматическом режиме формируются итоговые экзаменационные документы, которые распечатываются на устройстве печати 8. Далее, пользователь 1 снимает со своей головы шлем виртуальной реальности 6, возвращает на место постоянного хранения манипуляторы джойстики 7 и посредством манипулятора мышь 4 завершает рабочую сессию с прикладным программным обеспечением, загруженным в оперативную память персонального компьютера 2.

Последовательности действий пользователя при обучении неразрушающему контролю в виртуальной среде представлена на фиг. 2.

В результате применения предлагаемого способа и подготовленного дидактического обеспечения с цифровыми двойниками для каждого вида неразрушающего контроля, реализованного на его основе, обучение происходит с каждым обучаемым в индивидуальном режиме, в виртуальной среде с фиксацией промежуточных и окончательных результатов в файловом хранилище данных с целью их последующего использования для интеллектуализации процесса обучения и контроля знаний, а так же - для расширения спектра применимости программно-аппаратных решений виртуальной реальности на основе применения сетевых протоколов и телекоммуникационных решений.

Нормативные ссылки

1. ГОСТ Р 56542-2019 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. М., 2019. 12 с. (Система стандартов по неразрушающему контролю).

2. Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения: Справочное пособие. Серия 28. Выпуск 4 / Колл. авт. - М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003 - 392 с.

3. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, А.В. Ковалев и др.; под ред. В.В. Клюева. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Машиностроение, 2003, 656 с. ил.

4. Науменко, А.П. Введение в техническую диагностику и неразрушающий контроль: учеб. пособие / А.П. Науменко; Минобрнауки России, ОмГТУ. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 2019 - 152 с: ил.

5. Неразрушающий контроль [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов бакалавриата направлений 27.03.02 «Управление качеством», 15.03.06 «Мехатроника и робототехника» и студентов магистратуры направления 15.04.06 «Мехатроника и робототехника»: в 2 ч. / К.П. Латышенко, А.А. Чуриков, СВ. Пономарев, А.Г. Дивин, Н.А.Конышева. -Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2016-2 электрон, опт.диска (CD-ROM). - Системные требования: ПК не ниже класса Pentium II; CD-ROM-дисковод; Windows 95/98/ХР; мышь. - загл. с экрана.

6. Каневский, И.Н. Неразрушающие методы контроля: учеб. пособие / И.Н. Каневский, Е.Н. Сальникова. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007 - 243 с.

7. Новокрещенов, В.В. Неразрушающий контроль сварных соединений в машиностроении: учеб. пособие для академического бакалавриата / В.В. Новокрещенов, Р.В. Родякина; под науч. ред. Н.Н. Прохорова. - 2-е изд., испр. и доп.- М.: Издательство Юрайт, 2019 - 301 с. - (Серия: Бакалавр. Академический курс).

8. https://www.iconfinder.com/

1. Способ обучения неразрушающему контролю путем моделирования и визуализации последовательности действий обучаемого, включающий подготовительную стадию, на которой изучаемую информацию, сформированную из источников знаний, записывают на носитель информации посредством формирования визуально изучаемой информации, стадию обучения с использованием полученных форм и стадию контроля усвоения изучаемой информации, отличающийся тем, что на стадии обучения дополнительно:

осуществляют выбор вида и метода неразрушающего контроля; осуществляют выбор типа рабочей сессии между обучением и контролем знаний;

активируют акустическую систему (5), работающую в комплекте со шлемом виртуальной реальности (6) и через которую осуществляется вывод голосовых сообщений о последовательности и ходе выполнения сессионных заданий;

посредством шлема виртуальной реальности (6), на его экранную часть проецируют изображение виртуальных сцен прикладного программного обеспечения;

выполняют этапы заданий, согласно предопределенной алгоритмом работы прикладного программного обеспечения сценарной последовательности действий при помощи навигационных клавиш манипуляторов джойстиков (7), о чем сообщается акустической системой, при этом прохождение каждого из этапов задания фиксируется в виде информационной записи;

формируют итоговые экзаменационные документы.

2. Способ обучения по п. 1, отличающийся тем, что при выборе вида и метода неразрушающего контроля осуществляют выбор магнитного вида неразрушающего контроля.

3. Способ обучения по п. 1, отличающийся тем, что при выборе вида и метода неразрушающего контроля осуществляют выбор электрического вида неразрушающего контроля.

4. Способ обучения по п. 1, отличающийся тем, что при выборе вида и метода неразрушающего контроля осуществляют выбор вихретокового вида неразрушающего контроля.

5. Способ обучения по п. 1, отличающийся тем, что при выборе вида и метода неразрушающего контроля осуществляют выбор радиоволнового вида неразрушающего контроля.

6. Способ обучения по п. 1, отличающийся тем, что при выборе вида и метода неразрушающего контроля осуществляют выбор теплового вида неразрушающего контроля.

7. Способ обучения по п. 1, отличающийся тем, что при выборе вида и метода неразрушающего контроля осуществляют выбор оптического вида неразрушающего контроля.

8. Способ обучения по п. 1, отличающийся тем, что при выборе вида и метода неразрушающего контроля осуществляют выбор радиационного вида неразрушающего контроля.

9. Способ обучения по п. 1, отличающийся тем, что при выборе вида и метода неразрушающего контроля осуществляют выбор акустического вида неразрушающего контроля.

10. Способ обучения по п. 1, отличающийся тем, что при выборе вида и метода неразрушающего контроля осуществляют выбор молекулярного, а именно, проникающими веществами вида неразрушающего контроля.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к техническим средствам для тренировки, обучения и контроля точности пулевого попадания. Комплекс для тренировочной стрельбы содержит вычислительный блок, экран, устройство фиксации изображения, акустический элемент, проецирующее и осветительное устройство.

Изобретение относится к области тренажеростроения и может быть использовано для изменения области видимости в тренажерах наземных транспортных средств. Сущность изобретения состоит в том, что с помощью RGBD-камеры инициализируют голову на изображении, обнаруживают голову на изображении, отслеживают голову на изображении, определяют положение и ориентацию головы, вычисляют параметры пирамиды видимости, изменяют область видимости на экранах мониторов и на изображениях зеркал заднего вида в соответствии с вычисленными параметрами.

Изобретение относится к интерактивному учебно-методическому комплексу. Комплекс имитирует целевое функционирование космического аппарата (КА) дистанционного зондирования Земли.

Изобретение относится к учебно-тренировочному комплексу подготовки операторов береговых комплексов. Комплекс содержит пост руководства обучением, два класса подготовки операторов самоходных командных пунктов, от одного до четырех классов подготовки операторов самоходных пусковых установок, от одного до четырех классов подготовки операторов транспортно-перегрузочных машин, разрезной макет изделия Х-35Э/Х-35УЭ.

Изобретение относится к информационным системам моделирования и устройствам для привития профессиональных навыков и может быть использовано в качестве тренажера для совместной синхронной работы специалистов при установке и снятия техники и грузов и дополнительной подготовки их перед загрузкой в самолет при десантировании парашютным способом.

Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники. Предложен симуляционный комплекс для медицинского персонала в условиях пандемии, содержащий, по меньшей мере, одну XR-станцию, включающую в себя набор реалистичных сценариев в виртуальной реальности по отработке навыков техники личной безопасности медицинского персонала в условиях пандемии, а также диагностики и лечения пациентов с COVID-19; вычислительный центр для централизованного управления, мониторинга и учета проведенных сессий обучения медицинского персонала, по меньшей мере, одной XR-станции, причем XR-станция содержит, по меньшей мере, одну систему для полного погружения пользователя в виртуальную реальность, причем система для полного погружения пользователя в виртуальную реальность содержит, по меньшей мере, беспроводные очки виртуальной реальности и набор беспроводных нательных датчиков захвата движений; систему трекинга пользователей в пространстве, для определения позиции и ориентации реального пользователя в виртуальной среде, причем система трекинга содержит, по меньшей мере, 2 модуля для определения позиции и ориентации пользователя в виртуальной среде, которые установлены в углах помещения, в котором осуществляется безопасное обучение медицинского персонала в условиях пандемии; центр администрирования, содержащий, по меньшей мере, два вычислительных устройства, устройство отображения и приемопередатчик видеосигнала.

Изобретение относится к автоматизированным интерактивным системам обучения, а именно к программно-аппаратным тренажерным комплексам, которые позволяют моделировать работу сортировочной горки железнодорожной станции, устройств электрической централизации и движение подвижных единиц. Интерактивная автоматизированная система обучения по профессиям операторов сортировочной горки состоит из рабочих мест преподавателя и обучающихся и подсистемы визуализации.

Тренажер для обучения в условиях замкнутых и/или предположительно загрязненных сред состоит из контейнера (1), имеющего основание (2), крышу (3), противоположную основанию (2), и короткие периметральные стены (5, 6) и длинные периметральные стены (7, 8), по меньшей мере с одним вертикальным люком (10), горизонтальным люком (12) и двумя аварийными выходами (21, 22) наружу.

Изобретение относится к области радиосвязи и предназначено для ускоренного освоения средств радиосвязи в особых условиях. Формируют планарную схему функциональных устройств радиостанции, выделяют пути прохождения рабочих и вспомогательных сигналов по функциональным устройствам.

Центр управления испытаниями зенитного комплекса содержит средство поражения воздушного противника, командный пункт, средство разведки воздушного противника, пункт управления испытаниями зенитного комплекса, удаленное рабочее место при необходимости. Средство поражения воздушного противника, командный пункт и средство разведки содержат каждый в своем составе установленный для наблюдения в соответствующем аппаратном отсеке комплект из IP-видеокамер по числу индикаторов, IP-видеокамеру для наблюдения за действиями водителя и его рабочим местом, коммутатор РоЕ, 4G роутер.

Изобретение относится к техническим средствам обучения и может быть использовано для подготовки боевых расчетов бронетранспортеров в условиях синтезированной фоно-целевой обстановки и имитации динамического подобия движения бронетранспортера по пересеченной местности. Динамический тренажер для обучения и подготовки боевого расчета бронетранспортера содержит имитатор кабины боевого отделения, модуль командира, рабочее место инструктора, динамическую платформу и аппаратно-программный комплекс, соединенные определенным образом. В модулях наводчика и командира блоки сопряжения, коммутационные и переходные коробки выполнены соответственно идентичными друг другу. Каждый из блоков спряжения включает в себя установленный в слот монтажного каркаса процессорный модуль с подключенному к нему преобразователем USB/RS232 и платой аналогового ввода/вывода. В слоты монтажного каркаса установлены универсальные модули ввода/вывода, к одному из которых подключены платы дискретного ввода, а другому - платы дискретного вывода. При этом входы плат дискретного ввода и выходы плат дискретного вывода подключены к соответствующим выходам/входам переходных коробок модуля наводчика или модуля командира. Вход преобразователя USB/RS232 блока сопряжения является его информационным USB-входом, а его дополнительный USB-вход подключен к входу звуковой карты, выход которой через плату согласования подключен к шлемофону модуля наводчика или модуля командира. Повышается уровень подготовки обучаемых. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх