Che cos’è il training di simulazione?

Tracked Excavator Simulation Curriculum - Arc Swipe Exercise

Sommario

La formazione con simulazione è un approccio pratico, guidato dalla tecnologia, che riproduce gli ambienti e i comportamenti delle apparecchiature del mondo reale per costruire competenze in modo sicuro ed efficiente. Viene utilizzata in molti settori per migliorare l’apprendimento, la sicurezza e le prestazioni.

La formazione con simulazione non è nuova, ma sta crescendo in popolarità. Da oltre 50 anni, l’industria aeronautica utilizza la simulazione. E dall’inizio degli anni 2000, la formazione mediante simulazione è diventata sempre più comune in una serie di altri settori, tra cui l’edilizia, i porti e i servizi pubblici.

Cosa sta spingendo il passaggio alla formazione con simulazione? Perché, se fatta bene, la simulazione offre una serie di vantaggi. Che si tratti di imparare a pilotare un aereo o a manovrare macchinari edili pesanti, la formazione con simulazione offre un’esperienza coinvolgente che migliora i risultati dell’apprendimento e la sicurezza.

Ecco un’analisi più approfondita di ciò che è incluso in un sistema di addestramento con simulazione e di come migliora i risultati della formazione.

Che cos’è la formazione basata sulla simulazione?

La formazione con simulazione è un approccio avanzato e pratico all’apprendimento che riproduce ambienti e scenari del mondo reale utilizzando la tecnologia digitale. Ciò consente ai tirocinanti di esercitarsi e sviluppare le competenze in un ambiente sicuro e controllato, dove possono commettere errori e accrescere le proprie capacità.

Cosa compone una soluzione di formazione con simulazione?

Un sistema di addestramento con simulazione è spesso (anche se non sempre) composto da un simulatore (l’hardware) e da una simulazione (la tecnologia che alimenta l’hardware).

Spesso si usano i termini “simulatore” e “simulazione” in modo intercambiabile, probabilmente perché uno è raramente usato senza l’altro. Mentre è possibile condurre una simulazione senza un simulatore, è raro utilizzare un simulatore per qualcosa di diverso dall’esecuzione di una simulazione.

Parti di un simulatore

Un simulatore comprende in genere i seguenti elementi:

Computer

I computer sono la spina dorsale dei simulatori, in quanto elaborano algoritmi complessi e dati in tempo reale per offrire ambienti di formazione altamente precisi e reattivi. Alcune aziende costruiscono i loro simulatori con le specifiche più recenti e più avanzate per garantire che i computer siano a prova di futuro e potenti per gli anni a venire.

Controlli

Controlli come joystick, volanti e pedali consentono ai tirocinanti di esercitarsi nelle manovre della simulazione, come ad esempio scavare una trincea con un simulatore di escavatore. I comandi possono essere di qualità diversa, dai comandi di livello industriale prodotti da fornitori OEM ai comandi di gioco in plastica. I comandi dei simulatori professionali si differenziano dai comandi di gioco in quanto, con i comandi di gioco, i tirocinanti possono comprendere alcuni dei meccanismi, ma non sviluppano quasi mai le abilità della macchina.

Alcuni simulatori consentono anche agli utenti di scambiare e sostituire facilmente i comandi, ad esempio togliendo il volante per sostituirlo con i joystick. In questo modo, un simulatore può essere utilizzato per addestrarsi all’uso di più macchinari, come un dozer, un motor grader, un autogrù e un escavatore.

Piattaforma di movimento (opzionale)

Alcuni simulatori hanno il sedile montato su una piattaforma di movimento, che offre ai tirocinanti le stesse sensazioni che proverebbero quando operano con un’apparecchiatura reale. Ciò contribuisce allo sviluppo della memoria muscolare e a un apprendimento più rapido. Nel contesto della formazione nel settore edile, i tirocinanti possono percepire il modo in cui un escavatore “scava”, o il modo in cui una gru reagisce quando viene depositato un carico.

Le piattaforme di movimento possono variare da rudimentali (solo vibrazioni) a 2DoF (gradi di libertà), 3DoF e persino 6DoF (avanti/indietro, destra/sinistra, su/giù, imbardata, beccheggio e rollio).

Display visivi

Gli schermi immersivi forniscono l’immersione visiva di cui i tirocinanti hanno bisogno per sentirsi “realmente presenti” nell’ambiente simulato. Per alcuni, un singolo schermo può essere sufficiente per la familiarizzazione con i comandi. Ma con l’avanzare della formazione, il campo visivo diventa sempre più importante. Per esempio, un campo visivo verticale è fondamentale per gli operatori delle gru, mentre una visione orizzontale è importante per gli operatori delle apparecchiature di movimento della terra. Di conseguenza, i simulatori possono essere disponibili in configurazioni a 3 schermi, a 5 schermi e persino in configurazioni più elevate.

Componenti audio

Il suono è una parte importante dell’immersione. Per esempio, su una gru da banchina, è importante sentire il carrello mentre si muove in avanti e indietro. Gli altoparlanti del simulatore riproducono i suoni delle attrezzature reali, il che aggiunge un ulteriore livello di immersione all’esperienza di formazione e migliora la ritenzione.

Tipi di simulatori per attrezzature pesanti

Ci sono molte combinazioni di componenti hardware che si possono trovare e molti tipi diversi di simulatori sul mercato:

Simulatori desktop: Si tratta di simulatori portatili entry-level che utilizzano computer e monitor standard. I controlli possono essere fissati a una scrivania e gli operatori possono sedersi su una normale sedia da scrivania quando eseguono gli esercizi.
Simulatori a base fissa: Privi di feedback sul movimento, questi simulatori si concentrano sugli aspetti visivi e operativi del funzionamento dei macchinari. Sono molto utilizzati per la loro economicità e semplicità.
Simulatori full-motion: Questi simulatori offrono un’esperienza altamente immersiva, replicando i movimenti e le sensazioni del funzionamento di un macchinario reale. Dotati di piattaforme di movimento, questi simulatori offrono un feedback che riproduce le forze fisiche percepite durante il funzionamento di attrezzature pesanti.
Simulatori full-motion alloggiati in una cabina: Questi simulatori sono alloggiati in una cabina che offre un ulteriore livello di immersione.

Ci sono molti tipi diversi di simulatori disponibili

Parti di una simulazione

La simulazione è ciò che alimenta il simulatore. Crea gli ambienti virtuali, gli scenari e il comportamento delle attrezzature che rendono l’esperienza di formazione realistica e trasferibile ai compiti del mondo reale.

Un software di simulazione di alta qualità modella accuratamente la fisica del mondo reale e le caratteristiche dei macchinari, assicurando che i tirocinanti sviluppino le competenze necessarie per operare in modo sicuro ed efficiente. Senza una simulazione robusta e accurata, anche le configurazioni hardware più avanzate non riuscirebbero a fornire risultati formativi significativi.

Una simulazione comprende in genere i seguenti elementi:

Ambiente virtuale

L’ambiente virtuale consiste in modelli 3D dettagliati di cantieri, porti o altri ambienti operativi in cui deve svolgersi la formazione. Questi ambienti sono progettati per replicare le condizioni del mondo reale, consentendo ai tirocinanti di sperimentare e rispondere alle varie sfide che incontreranno sul lavoro, come i pedoni che entrano in un cantiere o le condizioni meteorologiche variabili. L’ambiente virtuale sarà caratterizzato da elementi visivi, effetti sonori, illuminazione e comportamento del suolo.

Comportamento della macchina

Algoritmi avanzati simulano il comportamento fisico della macchina e le sue interazioni con l’ambiente, compresa la dinamica del carico, gli effetti del vento, la compattazione del terreno e le collisioni. Questo assicura che ogni movimento e risposta all’interno della simulazione rifletta ciò che accadrebbe nel mondo reale con macchine vere, offrendo ai tirocinanti un’esperienza di apprendimento accurata.

Esercitazioni di simulazione

Gli esercizi di formazione sono i diversi scenari che consentono ai tirocinanti di esercitarsi e sviluppare le proprie competenze. Su un simulatore di escavatore, ad esempio, i tirocinanti potrebbero esercitarsi nelle tecniche di scavo, mentre un simulatore di gru potrebbe includere esercizi su come controllare il pendolo. Questi esercizi possono variare di difficoltà, da principiante ad avanzato, e possono anche incorporare l’addestramento di squadra o l’addestramento dei segnalatori.

Gli operatori possono esercitarsi con i sollevamenti in tandem in esercizi di simulazione dedicati.

Raccolta dati e reportistica

Non si può gestire ciò che non si può misurare, ecco perché la qualità dei dati di una simulazione e la profondità delle sue funzioni di reporting sono importanti. I dati estratti dalle sessioni di addestramento devono riflettere accuratamente una valutazione significativa delle competenze dell’operatore e delle eventuali violazioni della sicurezza commesse. Se il comportamento della macchina è accurato, anche i dati forniti dalla simulazione saranno accurati e offriranno informazioni preziose su tutto, dal consumo di carburante ai tempi di ciclo. Questi dati aiutano gli istruttori a valutare in modo oggettivo le prestazioni degli apprendisti e a misurare i progressi nel tempo. Inoltre, possono essere utilizzati per il calcolo dei costi e la previsione dei progetti.

Eventi inaspettati

Alcune simulazioni offrono la possibilità di inserire nelle esercitazioni errori come malfunzionamenti delle macchine, condizioni meteorologiche diverse o distrazioni ambientali. In sostanza, situazioni che non si vorrebbero incontrare nella vita reale, ma per le quali è comunque necessario essere preparati. Un istruttore potrebbe, ad esempio, limitare improvvisamente la visibilità di un operatore per vedere come reagisce e offrire indicazioni su cosa fare.

La connessione tra il simulatore e la simulazione

Se la qualità di una simulazione e la qualità di un simulatore sono importanti, anche il modo in cui interagiscono tra loro è fondamentale. Il modo in cui la piattaforma di movimento si muove quando l’apparecchiatura rischia di ribaltarsi, il modo in cui i comandi offrono resistenza, il modo in cui la macchina simulata avanza o si ferma quando l’operatore preme sui pedali: ognuno di questi dettagli costruisce la memoria muscolare. È questo rapporto tra simulatore e simulazione che, in ultima analisi, consente all’operatore di sviluppare competenze che si trasferiscono alle attrezzature reali.

Vantaggi del training di simulazione: Perché il training di simulazione è importante?

I vantaggi dell’utilizzo di simulatori per attrezzature pesanti per la formazione sono molteplici.

Gli operatori possono esercitarsi in manovre pericolose che sarebbe impossibile praticare in sicurezza su un’apparecchiatura reale. Anche i nuovi operatori alle prime armi beneficiano dell’esperienza aggiuntiva che ricevono su un simulatore, riducendo la probabilità che si verifichi un incidente.
Gli operatori possono esercitarsi più volte su un esercizio, controllando i loro tempi per osservare oggettivamente i loro progressi e le loro prestazioni. Questa pratica concentrata può aiutare anche gli operatori più esperti a ridurre i tempi di ciclo e a completare il lavoro più velocemente.
Completare la formazione iniziale su un simulatore piuttosto che su un’apparecchiatura reale protegge la sua apparecchiatura da un’ulteriore usura. Ciò consente di risparmiare sui costi di manutenzione, sui costi del carburante e sul costo di togliere l’attrezzatura da un lavoro per fare la formazione.
I simulatori consumano meno energia per funzionare rispetto a un’attrezzatura pesante reale. Di conseguenza, il passaggio ai simulatori per la formazione iniziale riduce la quantità di emissioni create, aiutandola a raggiungere i suoi obiettivi di emissioni di CO2.
I simulatori per attrezzature pesanti sono disponibili 24/7. In altre parole, l’addestramento di simulazione non viene interrotto dalle condizioni meteorologiche, dalla disponibilità delle attrezzature o da altri fattori che possono causare ritardi e interruzioni. In altre parole, l’addestramento di simulazione non viene interrotto dalle condizioni meteorologiche, dalla disponibilità delle attrezzature o da altri fattori che possono causare ritardi e interruzioni. In effetti, molte aziende dedicano i tempi morti alla formazione degli operatori sui simulatori.
Poiché la simulazione offre una formazione concentrata ed è disponibile 24/7, accelera notevolmente i tempi di formazione.

Industrie che utilizzano la formazione con simulazione

Molte industrie utilizzano la simulazione per formare in modo sicuro i propri lavoratori:

Aviazione: I simulatori di volo sono utilizzati per addestrare i piloti in vari scenari di volo senza i rischi associati al volo reale.
Silvicoltura: Le simulazioni aiutano i taglialegna a imparare a utilizzare i macchinari pesanti in modo sicuro ed efficiente in un ambiente controllato.
Costruzione: La formazione con simulazione consente agli operatori del settore edile di esercitarsi nell’uso delle macchine e nell’esecuzione di compiti complessi, riducendo gli incidenti sul posto.
Servizi di pubblica utilità: Le aziende di servizi pubblici utilizzano la formazione di simulazione per preparare i lavoratori a gestire le emergenze e a mantenere le infrastrutture in sicurezza.
Porti: Le simulazioni addestrano gli operatori portuali a gestire la movimentazione dei carichi e la logistica, migliorando l’efficienza e la sicurezza.
Difesa: Il personale militare utilizza le simulazioni per la pianificazione delle missioni e per esercitarsi in scenari di combattimento, strategia e gestione delle attrezzature senza rischi reali.
Agricoltura: Gli agricoltori e i lavoratori agricoli utilizzano i simulatori per imparare le tecniche di agricoltura di precisione e il funzionamento dei macchinari.
Assistenza sanitaria: I professionisti del settore medico utilizzano la simulazione per esercitarsi negli interventi chirurgici, nell’assistenza ai pazienti e nella risposta alle emergenze, migliorando le loro capacità senza mettere in pericolo i pazienti.
Settore minerario: La formazione degli operatori utilizza i simulatori per migliorare la sicurezza e ridurre il consumo di carburante dei camion.