Устройство для обучения операторов

Устройство для обучения операторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области эргономики и может быть применено как составная часть тренажерной техники. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее пульт 2 оператора, блок 5 памяти эталонов, блок 4 формирования результата ответов и блок 11 регистрации , введены узел 6 блокировки, формирователь 8 кодов и блок 10 памяти результатов ответа. По сигналу формирователя 8 вырабатываются сигналы ветвей и вершин графа деятельности оператора, причем каждой ветви графа деятельности оператора соответствует один из способов решения учебной задачи, а вершина графа - единичное управляющее действие обучаемого оператора . Сигналы с выхода блока 5 поступают на входы блока 4 и через дешифратор 3 - на табло 1, где предъявляются оператору. Сигналы реакции оператора с выхода пульта 2 подаются на соответствующие входы блока 4, в котором сравниваются с эталонами. Если оператор своевременно и правильно совершил действие, то на индикаторе блока 11 высвечиваются ветвь и вершина графа. В противном случае по сигналам из блока 4 формирователь 8 прекратит работу, узел 7 локализации , ошибки зафиксирует место ошибки, а затем блок 11 высветит место и характер ошибки. Блок 10 осуществляет блокировку ветвей графа при совершенных оператором действиях. После совершения правильного управляюшего действия у оператора может возникнуть состояние неуверенности в правильности совершенного действия. При этом он может совершить повторное правильное или неправильное действие. В этом случае узел 6 по сигналу с пульта 2 зафиксирует его и выработает сигнал в блок 11 для высветки ошибки. 1 з. п. ф-лы, 9 ил. i сл со ю о оо со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 09 В 9 00

"l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3920108/24-24 (22) 28.06.85 (46) 30.06.87. Бюл. № 24 (72) О. В. Андреев, В. Л. Буйлов, А. В. Величко, А. И. Никишов и В. М. Шишлянников (53) 681.3.071 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 439842, кл. G 09 В 9/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 612278, кл. G 09 В 9/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ

ОПЕРАТОРОВ (57) Изобретение относится к области эргономики и может быть применено как составная часть тренажерной техники.

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей устройства. Указанная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее пульт 2 оператора, блок 5 памяти эталонов, блок 4 формирования результата ответов и блок 11 регистрации, введены узел 6 блокировки, формирователь 8 кодов и блок 10 памяти результатов ответа. По сигналу формирователя 8 вырабатываются сигналы ветвей и вершин графа деятельности оператора, причем каждой ветви графа деятельности оператора

„„SU„„1320831 А 1 соответствует один из способов решения учебной задачи, а вершина графа — единичное управляющее действие обучаемого оператора. Сигналы с выхода блока 5 поступают на входы блока 4 и через дешифратор 3 — на табло 1, где предъявляются оператору. Сигналы реакции оператора с выхода пульта 2 подаются на соответствующие входы блока 4, в котором сравниваются с эталонами. Если оператор своевременно и правильно совершил действие, то на индикаторе блока ll высвечиваются ветвь и вершина графа. В противном случае по сигналам из блока 4 формирователь 8 прекратит работу, узел 7 локализации, ошибки зафиксирует место ошибки, а затем блок 11 высветит место и характер ошибки. Блок 10 осуществляет блокировку ветвей графа при совершенных оператором действиях. После совершения правильного управляющего действия у оператора может возникнуть состояние неуверенности в правильности совершенного действия. При этом он может совершить повторное правильное или неправильное действие. В этом случае узел 6 по сигналу с пульта 2 зафиксирует его и выработает сигнал в блок 11 для высветки ошибки. 1 з. п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к эргономике, в частности к устройствам обучения операторов, и может быть использовано как составная часть тренажерной техники.

Цель изобретения — расширение дидактических возможностей устройства.

На фиг. 1 изображена общая структура устройства; на фиг. 2 — схема блока формирования результатов ответа; на фиг. 3схема пульта оператора; на фиг. 4 схема блока памяти эталонов; на фиг. 5— схема узла блокировки; на фиг. 6 — схема узла локализации ошибок; на фиг. 7 — схема формирователя кодов; на фиг. 8 — схема блока памяти результата ответов; на фиг. 9схема табло и узла контроля.

Устройство для обучения операторов содержит информационное табло 1, пульт 2 оператора, дешифратор 3, блок 4 формирования результата ответов, блок 5 памяти эталонов, узел 6 блокировки, узел 7 локализации ошибок, формирователь 8 кодов, узел 9 контроля, блок 10 памяти результата ответов и блок 11 регистрации.

Блок 4 содержит (фиг. 2) узел !2 сравнения, элемент 13 ИЛИ, элементы 14—

16 задержки, элемент 17 И, элемент 18 2ИИЛИ, элементы 19 — 22 И-НЕ, триггеры

23 — 26, счетчик 27, кнопки пуска 28 и сброса 29.

Пульт 2 содержит (фиг. 3) органы 30 дискретных управляющих действий оператора и регистр 31.

Блок 5 представляет собой перепрограммируемое ПЗУ 32.

Узел 6 содержит триггеры 33 и 34 (фиг. 5) .

Узел 7 содержит регистр 35 и дешифратор 36 (фиг. 6). Формирователь 8 содержит (фиг. 7) генераторы 37 и 38 и счетчики

39 и 40. Блок 10 выполнен на базе ОЗУ 41 (фиг. 8). Пульт 1 и узел 9 содержат ключи 42 и индикаторы 43.

Устройство для обучения операторов работает следующим образом.

Для совершенствования и контроля характеристик деятельности оператора, работающего в детерминированных условиях, а также в соответствии с требованиями инструкции в блок 5 введена соответствующая программа деятельности оператора.

Программа детерминированной деятельности оператора формализуется посредством теории графов. Число ветвей графа деятельности оператора соответствует числу способов решения конкретной профессиональной задачи. Число вершин на ветви графа соответствует числу управляющих действий оператора в каждом способе решения задачи.

Каждой вершине и ветви эталонного графа деятельности оператора присваивается двоичный код, который вырабатывается счетчиками 39 и 40.

Указанные кодовые сигналы с выходов формирователя 8 поступают на адресные шины блока 5 и этим определяют конкрет5

55 но информационную область памяти, в которой хранятся правильные решения каждого способа разрешения какой-либо лимитирующей проблемной ситуации (задачи) в виде соответствующего графа или эталона, при этом на шине данных блока 5 вырабатываются двоичные коды, соответствующие правильному решению данной ситуации (задачи). Двоичные сигналы вершин и ветвей эталонного графа генерируются формирователем 8 (фиг. 7), содержащим генератор 37 для вершин графа и генератор 37 для ветвей графа, причем период тактовых импульсов генератора 37 выбирается в 10 раз меньшим по сравнению с минимальным отрезком времени, необходимым для совершения произвольного управляющего действия оператором в процессе решения тем или иным способом проблемной ситуации или задачи. Период тактовых импульсов генератора 38 на 3 — 4 порядка меньше периода тактовых импульсов генератора 37.

Кодовые сигналы с выхода счетчика 40 поступают также на один из входов блока

10 для запрета сравнения и на вход блока 4.

Выходные коды с шины данных блока 5 поступают на вход блока 4 и узла 7, а также на дешифратор 3, где они логически преобразуются и поступают на табло 1 для предъявления оператору путем визуализации н сигнализации, Оператор, восприняв стимульную информацию, вынесенную на табло 1, воздействует на органы 30 пульта 2. Каждому органу 30 пульта 2 соответствует определенный двоичный код, используемый при составлении программы детерминированной деятельности оператора (графа деятельности оператора). При воздействии оператора на какой-либо орган 30 вырабатываются два сигнала: двоичный код органа управления и сигнал сопровождения, которые поступают на регистр 31.

Далее кодовые сигналы с выхода регистра

31 поступают на вход блока 4, а сигнал сопровождения — на один из входов узла 6 для локализации повторного решения.

Рассмотрим работу блока 4 (фиг. 2).

При кратковременном нажатии кнопки 29 триггер 26, регистр 35 узла 7 (фиг. 5), двоичные счетчики 39 и 40 формирователя 8 (фиг. 7) устанавливаются в нулевое состояние, при этом выходной сигнал триггера 26 запрещает работу генераторов 37 и 38, а также поступает в узел 9, где через управляющий ключ 42 зажигает табло «Стоп».

При нажатии кнопки 28 триггеры 24 и 25 устанавливаются в нулевое состояние, а триггеры 23 и 26 — в единичное состояние, при этом выходной сигнал триггера 26 разрешает работу генераторов 37 и 38, а также гасит табло «Стоп» и зажигает табло «Работа» в узле 9. Единичный уровень на выходе элемента 21 устанавливает блок 10 в режим записи единичного сигнала, поступающего с выхода элемента 20.

1320831

3

Выходной код счетчика 40 обуславливает запись единичного уровня по всем адресам блока 10, разрешая этим сравнение информационных сигналов блоком 4 для всех ветвей графа деятельности оператора. Единичный сигнал на выходе элемента 22 устанавливает триггеры 33 и 34 в нулевое состояние. При отжатии кнопки 28 по заднему фронту сигнала на выходе элемента 22 регистр 31 устанавливается в нулевое состояние, а нулевым сигналом с выхода элемента 21 блок 10 переводится в режим выдачи записанной информации и начинается рабочий цикл функционирования всего устройства.

При несовершении управляющего действия оператором на входе элемента 13 имеется нулевой код, а на выходе элемента 13 — нулевой сигнал, блокирующий выдачу сигнала элементами 17 и 18.

Если за требуемый промежуток времени оператор совершил управляющее действие, т. е. на входе элемента 13 — произвольный, отличный от нуля код, то на его выходе — единичный сигнал. Двоичные счетчики 39 и 40 вырабатывают адресные сигналы ветвей и вершин графа для блока 5. Двоичные коды блока 5 поступают на одни входы узла 12. на другие входы которого поступают двоичные коды с пульта 2. При совпадении кодов на выходе узла 12 имеется единичный сигнал. В соответствии с единичными сигналами на входе элемент 17 вырабатывает единичный сигнал записи информации из блока 5 в регистр 35. После преобразования в дешифраторе 36 информация поступает на выходы узла 9 для индикации правильного действия оператора в процессе решения задачи.

При этом для остальных ветвей графа, в которых не произошло совпадение кодов, поступивших с выходом пульта 2 и блока 5, на выходе узла 12 имеется сигнал нулевого уровня, который запрещает выработку единичного сигнала элементом 17 и разрешает выработку единичного сигнала элементом 18. Единичный сигнал на выходе элемента 18 обуславливает формирование на выходе элемента 21 единичного уровня (запись), а на выходе элемента 20 — нулевого уровня, что приводит к записи в блок 10 нуля по адресу той или иной ветви графа и запрету в дальнейшем сравнения информационных сигналов этих ветвей графа деятельности оператора.

В последнем такте генератора 38 перед сменой вершины какой-либо ветви графа деятельности оператора на выходной шине блока 5 вырабатывается единичный сигнал, поступающий на элементы 18 и 19 для блокировки данной ветви графа и сброса регистра 31.

При этом, если узлом 12 определено совпадение кодов для вершины данной вет1О

45 ви графа, то иа выходе элемента 15 имеется сигнал нулевого уровня, блокирующий формирование элементом 18 сигнала единичного уровня. Если же совпадения не произошло, т. е. оператор не совершил управляющего действия, то на выходе элемента !5 имеется единичный уровень, а следовательно, и на выходе элемента 18 — единичный уровень, который обуславливает запись в блок 10 нуля и исключение в дальнейшем из сравнения данной ветви графа.

При наличии единичного сигнала на выходе элемента 17 при совпадении кодов и единичного сигнала блокировки ветви, генерируемого блоком 5, элемент 19 устанавливает триггер 23 в нулевое состояние.

Выходной сигнал на выходе триггера 23 обуславливает формирование единичного сигнала на выходе элемента 22, который поступает на регистр 31. По заднему фронту импульса переполнения, поступающего из счетчика 40, триггер 23 устанавливается в единичное состояние, при этом выходной сигнал элемента 20 устанавливает регистр 31 в нулевое состояние. Емкость счетчика 40 равна и, где и — число ветвей графа (способов решения задачи).

Двоичный счетчик 27 предназначен для фиксации неправильных действий оператора, а также для остановки работы устройства в том случае, когда оператор закончил полностью решение задачи. Емкость счетчика 27 равна и+1, где n — число ветвей графа (способов решения задачи).

При наличии на выходе блока 10 единичных сигналов счетчик 27 устанавливается в нулевое состояние. Заполнение счетчика 27 происходит по сигналам генератора 38.

При неправильном управляющем действии оператора или при несовершении им управляющих действий на выходе блока 10 имеется нулевой сигнал для всех ветвей графа (способов решения) графа деятельности оператора. При этом за и+ тактов генератора 38 счетчик 27 вырабатывает единичный импульс переполнения, который устанавливает триггер 26 в нулевое состояние.

Выходной сигнал триггера 26 запрещает работу генераторов 37 и 38 и, поступая на вход узла 9, гасит табло «Работа» и зажигает табло «Стоп», что свидетельствует об ошибочном действии оператора в процессе выполнения задания. При этом предыдущее правильное действие оператора, индицированное на табло узла 9, свидетельствует о месте ошибки, совершенной оператором на последующем этапе выполнения задачи.

При несовершении управляющего действия оператором на выходе элемента

13 имеется нулевой сигнал, который, пройдя через элемент 16 по сигналу переполнения на выходе счетчика 27 устанавливает триггер 24 в единичное состояние. Выходной сигнал триггера 24 поступает на выход уз1320831 ла 9 и через управляющий ключ 42 зажигает табло «Несовершенное действие», что конкретизирует характер ошибки, совершенной оператором на последующем этапе контроля.

При неправильном управляющем действии оператора на выходе элемента 13 имеется единичный сигнал, который по сигналу переполнения на выходе счетчика 27 устанавливает триггер 25 в единичное состояние. Выходной сигнал триггера 25 поступает на вход узла 9 и через управляющий ключ 42 зажигает табло «Неправильное действие», что конкретизирует характер ошибки, совершенной оператором на последующем этапе контроля.

После совершения правильного управля,ощего действия у оператора возможно наличие неуверенности в правильности совершенного действия, при этом возможно повторное воздействие на органы 30 пульта 2.

При воздействии на органы 30 на триггеры 33 и 34 узла 6 выдается сигнал сопровождения.

При первом сигнале сопровождения триггер 33 устанавливается в единичное состояние. При втором и следующих за ним сигналах сопровождения единичный выходной сигнал триггера 33 устанавливает триггер 34 в единичное состояние. Выходной сигнал триггера 34 поступает на вход узла 9 и через управляющий ключ 42 зажигает табло «Повторное решение», что конкретизирует характер ошибки, совершенной оператором. Начальная установка триггеров 33 и 34 производится выходным сигналом элемента 22, процесс формирования которого описан выше. При начальной установке узла 6 табло «Повторное решение» узла 9 гасится.

После выполнения оператором поставленной задачи регистр 31 пульта 2 находится в нулевом состоянии, а блок 5 формирует сигнал блокировки ветви, который вызывает аналогично ситуации несовершения действия оператором, установку триггера 26 в нулевое состояние, а следовательно, запрет работы генераторов 37 и 38. При этом гасится табло «Работа» и зажигается табло

«Стоп» узла 9, что свидетельствует об окончании решения оператором поставленной задачи.

Изобретение позволяет организовать управляемый учебный процесс и, как следствие сократить на 15 — 20% сроки подготовки специалистов систем управления.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет повысить качество управляющих действий оператора за счет исключения автоматизмов в его работе, так как сам процесс обучения направлен на развитие у обучаемых операторов осознанных управляющих действий. Это повышает на 25 — 30% надежность системы управления, в контуре которой функционирует человек-оператор.

Применение автоматической локализации места и характера ошибки оператора по ходу решения задачи позволяет инструктору оперативно выявлять у обучаемых причину их ошибочных действий.

Перепрограммирование задач позволяет оперативно изменять тренировочное задание оператору без конструктивных доработок, что существенно расширяет класс задач, решаемых предлагаемым устройством.

Формула изобретения

1. Устройство для обучения операторов, содержащее пульт оператора, информационный выход которого соединен с входом ответа блока формирования результата ответов, входы эталона и опроса результата сравнения подключены соответственно к информационному и синхронизирующему выходам блока памяти эталонов, блок регистрации, первый информационный вход которого соединен с соответствующим выходом блока памяти эталонов, отличающееся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены формирователь кодов, узел блокировки и блок памяти результата ответов, информационный вход, вход режима работы и выход которого подключены соответственно к выходу синхронизации, выходу режима работы и входу блокировки сравнения блока формирования результата ответов, а адресный вход к первому информационному выходу формирователя кодов, соединенному с первым адресным входом блока памяти эталонов и первым информационным входом блока формирования результата ответов, второй информационный вход, выход запуска и первый установочный выход которого подключены соответственно к выходу синхронизации, входу запуска и установочному входу формирователя кодов, второй информационный выход которого соединен с вторым адресным входом блока памяти эталонов, информационный выход которого подключен к второму соответствующему входу блока регистрации, третий, четвертый, пятый, шестой, разрешающий и установочный входы которого соединены соответственно с выходом узла блокировки и первым индикаторным выходом, вторым индикаторным выходом, выходом запуска, выходом результата сравнения и первым установочным выходом блока формирования результата ответов, второй установочный выход блока формирования результата ответов соединен с соответствующими входами пульта оператора и узла блокировки, информационный вход которого подключен к синхронизирующему выходу пульта оператора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем блок формирования результата ответов содержит узел сравнения, элемент ИЛИ, первый, второй и третий

1320831

На Юг.бп. 9

С РЫК. ПУЛЛ02,9 ум10 7Еп.В yap,g инверторы, элемент И, элемент 2И-ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ, счетчик, кнопку пуска и кнопку сброса, выход которой является первым установочным выходом блока и подключен к

R-входу четвертого триггера, D-вход которого соединен с шиной питания, С-вход — с выходом счетчика, а S-вход — с выходом кнопки пуска, подключенным к S-входу первого триггера, R-входам второго и третьего триггеров и первым входам второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены соответственно с выходами элемента 2И-ИЛИ, второго элемента И-НЕ, и первого триггера, С-вход которого является первым информационным входом блока, а R-вход подключен к выходу первого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом элемента И, а второй вход является входом опроса результата сравнения блока, подключенным к первому входу элемента

2И-ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго инвертора, третий вход— с выходом элемента ИЛИ, четвертый вход— с выходом первого инвертора, а пятый вход — является входом блокировки срав8 нения блока, подключенным к R-входу счетчика и первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом узла сравнения, а третий вход — с выходом элемента ИЛИ, подключенным к входу третьего инвертора и D-входу третьего триггера, выход которого является первым индикаторным выходом блока, а С-вход соединен с выходом счетчика, подключенным к С-вхо10 ду второго триггера, D-вход которого соединен с выходом третьего инвертора, а выход является вторым индикаторным выходом блока, выход четвертого триггера является выходом запуска блока, С-вход счетчика — вторым информационным входом

15 блока, а выходы второго, третьего и четвертого элементов И-НŠ— синхронизирующим выходом, выходом режима работы и вторым установочным выходом блока, выход элемента И подключен к входу второго инвертора и является выходом результата

2О сравнения блока, вход первого инвертора соединен с выходом узла сравнения, входы первой группы которого являются входом эталона блока, а входы второй группы и входы элементов И вЂ” входом ответа

25 блока.!

32083!

С A/Р./АР

С Й/х А7

СРик. & . 5

СЮык. & 4

132083 1

НаЬ.5п.5 (Ðèã.9

Составитель А. Ка рло в

Редактор Е. Конча Техред И. Верес Корректор А Ильин

Заказ 2663/53 Тираж 433 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4