Решаемая проблема. Существует проблема неадекватной оценки понятия цифровых комплексов и их соотношение с многоуровневыми системами автоматизированного управления.  На основе анализа новых принципов представляет интерес разработка концептуальной оценки процессов цифровизации с использованием понятий: математическая численная модель, симулятор, искусственный интеллект. Зачастую подменяются формулировки и принципы цифровой модели без обоснования функциональных связей. С другой стороны, к цифровому комплексу сегодня относят робототехнические линии и иные трансформированные определения численных моделей и умных технологий, например, на основе некоторых станков ЧПУ. Необходимо определить практическую значимость концептуальных преобразований и цифровых трансформаций применительно к объектам минерально-сырьевого комплекса с использованием больших объемов данных BigData; понять, как цифровой двойник может повлиять на изменяющуюся технологическую ситуацию; дать своевременный прогноз; нейтрализовать аварийную ситуацию; сохранить материальный баланс во всей системе производства.

В таких интеллектуальных, гибких динамических производствах особенно актуальны компьютерные тренажеры и цифровые двойники, основанные на технологиях «Индустрии 4.0» – дополненной и виртуальной реальности на базе цифровых двойников. Подобные разработки максимально приближают процесс обучения к реальным условиям деятельности операторов технологического процесса.

Методы исследования. В качестве основной среды разработки был выбран пакет DYNSIM – опробованное на практике комплексное программное обеспечение моделирования динамических процессов, которое позволяет пользователям успешно решать задачи проектирования и безопасной эксплуатации современных технологических установок. Комбинируя встроенные модели технологического оборудования с точной термодинамикой, моделями управляющих элементов и электротехническими моделями, DYNSIM позволяет имитировать различные технологические установки, включая систему управления, блокировки отключения и систему электроснабжения.

Детали исследования. Главный экран оператора представляет собой мнемосхему процесса фильтрации с возможностью вызова различных всплывающих окон настройки регуляторов и исполнительных механизмов. Аналогично операторским станциям подключается станция инструктора (рис 1.). Рабочее место инструктора предоставляет набор инструментов по организации и проведению занятий одновременно с несколькими операторами и включает в себя средства оценивания приобретенных навыков.

Инструктор может установить, одновременно с записью сценария, режим «Автоматизированные обучающие упражнения» или «Мониторинг выполнения обучения». Данный режим позволяет описать действия оператора, посредством использования различных механизмов для оценки эффективности его действий с помощью количества набранных баллов и взвешенных ключевых показателей эффективности, благодаря чему инструктор может объективно оценивать и просматривать действия операторов, следить за прогрессом в получении знаний.

Среда разработки, включая уровень исполнительного динамического моделирования, обладает возможностью подключать различные подпроцессы, к которым можно отнести имитационные модели, модели эмуляции подключения системы управления, эмуляции программируемых логических контроллеров, графический интерфейс пользователя, приложения сторонних поставщиков и многое другое. Вся система объединена общей средой разработки, которая синхронизирует передачу данных.

   Одновременно с развитием цифровых технологий совершенствуются и компьютерные тренажеры. Возрастающая мощность вычислительной техники и прогрессирование программного обеспечения позволяет реализовывать трехмерную визуализацию, использовать дополненную и виртуальную реальность, осуществлять взаимодействие различных программных продуктов. Использование современных технологий становится доступным и рентабельным, кроме того, повышается надежность, обеспечивая корректную работу тренажера в осложненных производственных условиях

DYNSIM интегрируется с программой моделирования стационарных процессов от компании Schneider Electric – PRO/II и включает в свой состав используемые в отрасли модульные термодинамические принципы, основы и алгоритмы. Подобные информационные технологии в горных производствах заменят аппаратные части реальной системы управления (технологический процесс, контроллеры, персональные компьютеры) на программные эквиваленты. Это, в свою очередь, позволяет сделать информационный тренажер более компактным и мобильным, значительно упрощающим его эксплуатацию.