1. ábra  Hegesztőképzés a tradícionális-, és egy  új virtuális módszerrel

Magyarországon már 2006 óta alkalmaznak oktatási intézmények  virtuális mozgásgyakorló eszközt a hegesztő képzésben.(1. ábra) A legelterjedtebb egy francia-magyar fejlesztésű virtuális valóság szimulációt alkalmazó oktatási rendszer, melyet hegesztők képzésének segítésére fejlesztettek ki. A szimulációs technológia viszont még nem fedte le az oktatandó kézi ívhegesztési eljárások mindegyikét, csak az „egy kézzel végezhető”- röviden egykezes – hegesztéseket.

Az ipar igényeinek fejlődését az oktatásnak is dinamikusan kell lekövetnie ahhoz, hogy naprakész szakképzésről beszélhessünk, azaz ideje volt elgondolkodni az AVI hegesztés oktatásának szimulációján.( 2. ábra )

2. ábra Az új szoftver már kezeli  a legfontosab három kézi ívheghesztési eljárást

A DIGINEXT – nél  (CS Group, ami a világ legnagyobb tradíciókkal rendelkező VR fejlesztő cégcsoportja) egy magyar hegesztés oktatási intézménnyel együttműködésben elkezdődött „ a kétkezes „  eljárás virtuális oktatásának kutatása.

A munka elindult már 2009-ben- mind  Magyarországon, mind Franciaországban-melynek eredménye a CS WAVE PROTRAINER TIG modulja, ami először a világon a MACH-TECH 2011 Nemzetközi Hegesztéstechnikai Szakkiállításon került bemutatásra, ahol a fejlesztést a szakmai zsűri a kiállítás Nagydíjával jutalmazta.(3. ábra)

Ezek megértéséhez  az egyes VR technológiák működésének mélyebb szintű ismerete szükséges, amelyeket a következőképpen lehetne egyszerűen, érthetően megfogalmazni:

• A  100% 3D-és virtuális valóság működtetetéséhez speciális eszközre, egy 3D-és szemüvegre van szükség.

Ez azt jelenti, hogy minden felhasználónak speciális szemüveget kell használnia, amin keresztül valósul meg a 3D-és látvány, viszont amilyen meggyőző és attraktív az első látásra, oly komoly hátrányai is lehetnek a megoldás hosszú távra tervezett alkalmazásának:

• szemüveges felhasználók számára nehézkes a tökéletes képalkotás beállítása
• a nem szemüveges (tökéletesen látó) felhasználók körében a tartós használat hatására bekövetkezhet látásromlás, aminek rizikóját egyik gyártó sem vállalta fel …
• Az eszköz használata által bekövetkezett estleges egészségkárosulás után ez a folyamat természetes módszerrel visszafordíthatatlan…(lásd: szemüveget viselni kényszerülők)

További problémákat vet fel a 100% 3D-és virtuális valóság képzésben történő alkalmazása, mivel a szemüveget hegesztés oktatása esetén hegesztőpajzsba integrálják:

• Az eszköz használata mind az iskolarendszer szerinti oktatásban, mind a felnőttképzésben továbbra is oktatói felügyeletet igényel.
• Minden felhasználónak ugyanazt a hegesztőpajzsot kellene használni, aminek káros mentálhigiéniai következményei lehetnek .
• A felhasználónak a feladatok helyesen történő elvégzése érdekében túl közeli pontra kell fókuszálnia. Azaz nem csak néz, hanem folyamatosan koncentrál is és ez nagy valószínűséggel a tökéletes látás romlásához vezethet hosszú távon.
• A 100% 3D a mozgáskoordináció gyors és hatékony elsajátítását alapvetően nem segíti elő – sok esetben nehezebb, mint a valóságban – hanem a várható látvány megismerését és megfigyelését helyezi előtérbe, így élvezhető valósághű vizualizáció fejleszthető az eszköz alkalmazásával.
• A szemüveg könnyen sérülhet, karcolódhat a használat során (lásd normál szemüveg): cseréje nagyon drága, amelyet egy oktatási intézmény lehet hogy nem tud megfinanszírozni.

Az egyes szimulációk abban is különbözhetnek egymástól, hogy másféle mozgáskövető rendszert használnak a felhasználó valódi mozdulatainak digitalizálásához és a mozgás képernyőre, vagy 3D-és szemüvegbe történő továbbításához. Ez is nagyon fontos különbségeket takarhat:

• Milyen szinten érzékeny a szimuláció az előforduló környezeti hatásokra?
• Milyen megbízható a mozgáskövető rendszer működése és élettartama, aminek esetleges meghibásodása miatti cseréje újabb komoly költséget jelenthet az oktatási intézménynek, hiszen a legnagyobb hányadát teszi ki a szimulációs eszköz árának…

Azt gondolom érdemes megvizsgálni az oktató számára fontos elemzéseket elvégző szoftver meglétét és egyértelmű alkalmazhatóságát a képzés irányításának szempontjából, valamint a tanulók számára fontos valódi hegesztő eszközök súlyával azonos eszközök meglétét is, mert az esetleges különbözőségek lassítani fogják a virtuális környezetben zajló tanulási folyamat és a valóság azonnali szinkronizációját.

4. ábra Az AVI eljárás mozgáskoordinációját oktató  virtuális alkalmazás

Az is kulcsfontosságú kérdés lehet oktatási szempontból, hogy a felhasználó koncentrációs készségét hogyan lehet mérhetővé tenni és az oktató számára ennek fejlődésének mértékét is egyszerűen megtudja –e mutatni a szoftver?(5.ábra)

5. ábra Az képzés irányítását és az eredmények analizálását végző szoftverek

Továbbá érdemes figyelmet fordítani – főleg a nem egyértelműen profitorientált oktatási intézményeknek – hogy a szoftverek működtetéséhez szükséges licencek örök érvényűek-e, vagy évente külön fizetni kell érte. Ebben a tekintetben is komoly eltérések lehetnek az egyes szimulációk között…

Fontos tehát, hogy igényeinknek megfelelően döntsük el melyik szimulációt válasszuk, viszont ehhez egyértelműen tisztáznunk kell, hogy mit szeretnénk:

1. Pontos mozgáskoordinációt megtanítani mindenki számára érthető módon a lehető leghatékonyabban…(virtuális mozgásgyakorló oktatási rendszer)
2.  vagy valósághű vizualizációt mutatni annak érdekében, hogy a felhasználó a hegesztés során előforduló veszélyeket, helyes gépbeállítást, különböző hegesztőanyagok, védőgázok viselkedését és használatának különbözőségeit megismerhesse – anélkül, hogy egyetlen hegesztőgépet be kellene kapcsolni -100% virtuális valóság segítségével…(hegesztő szimulátor)

Ezen szempontok figyelembe vételével természetesen a már meglévő virtuális oktatási rendszer, továbbfejlesztése mellett döntött a fejlesztő cég.  Ennek kézzel fogható eredménye lett az AVI eljárás oktatásához szükséges szoftverek és eszközök megvalósítása. ( 4. ábra )

ifj. Benus Ferenc

A Mátrai Hegesztéstechnikai és Szakképzési Kft. támogatást nyert a  Magyar Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal által hirdetett Baross Gábor Innovációs Program kutatás-fejlesztési projektjében. A projekt keretében 2006. augusztusában megvalósult a „Csúcstechnológiát képviselő virtuális hegesztés oktatási környezet magyarországi bevezetése és alkalmazása a hegesztőképzésbe” témájú kutatás-fejlesztési beruházás.

Társaságunk fő tevékenységi területe az oktatás-képzés, minősítés,tanúsítás hegesztési területen.

Oktatási rendszerünk összeállításában 30 éves képzési tapasztalatunk jelenti a bázist, s ezeket a tradicionálisnak is mondható ismereteket ötvöztük a legmodernebb oktatási technikákkal és eszközökkel. Azt tapasztaljuk országunkban, hogy 106 hegesztés oktatásra szakosodott hely közül egyedül mi tudtuk elérni, hogy egyre növekvő jelentkezői létszámot kell kezelni évről évre egy olyan szakmában, melyet hiányszakmaként kezdünk elkönyvelni jól képzett gyakorlott szakemberek tekintetében. Ebben nagy szerepe volt a CS WAVE virtuális hegesztés oktatási környezet bevezetésének is mely meggyőződésünk, hogy alapjaiban változtatta  meg a fiatalok érdeklődését a szakma iránt. A szakma oktatásának a változó követelményrendszerekkel együtt történő fejlődésének és fejlesztésének, de akár fenntarthatóságának alapfeltétele, hogy egy egészséges versenyhelyzetet tudjunk létrehozni a többi szakmunkás-képzésben elérhető  ún.„ divatosabb” esetleg könnyebb szakmák és az ipari szakmunkás képzések között, melyek közül a hegesztés már évek óta kiemelten emberhiánnyal küszködő szakirány.

A  berendezés alkalmazásával célunk a fenntartható fejlődés érdekében egy olyan környezetbarát, hulladékszegény, energiatakarékos oktatási technológia támogatása, melynek eredményeként jelentősen csökken a környezet terhelése, a káros környezeti hatások, mint a káros anyag kibocsátások mértéke veszélyes hulladék keletkezése, valamint jelentősen javul a szakképzés minősége és hatékonysága.

A CS WAVE használatával már a tanulás kezdeti fázisában ki lehet alakítani azokat a rendkívül fontos készségeket a tanulóknál, amelyeket eddig csak a gyakorlati oktatás során nagy nehézségek árán tudtak a hegesztőfülkékben elsajátítani…

Forradalmian új az ötlet, hogy a CS WAVE a mozgás irányítását helyezi középpontba, ami – tapasztalataink szerint is- a legfontosabb a gyakorlati képzés kezdeti fázisában, hiszen csak stabil alapokra lehet megbízható tudást építeni!

Használatával lehetővé válik a mozdulatok hatékony, biztonságos elsajátítása, rossz beidegződések azonnali kiszűrése és kiküszöbölése. A helyes tartás elsajátítása, a vizuális segítségnyújtással történő gyakorlás könnyíti a hosszú képzési folyamatokat minden résztvevő oldaláról.(tanuló,oktató,képző intézmény)

Tanuló

• Segítséget kap a gyorsabb tanuláshoz egy modern, vonzó eszköz által
• Könnyebben és gyorsabban sajátítja el a szükséges készségeket és a hegesztési (test)helyzetek alkalmazását
• A koncentráló képesség gyors javulása és kellő szint folyamatos fenntartása
• Kevésbé “stresszes”…a játszva tanulás mindig a leghatékonyabb
• Szemléletválás a tanulási folyamatban, mivel szívesen csinálják.
• Több szabadságot ad, (virtuális/valós hegesztés felváltva)
• Nem munkaként tekintenek a gyakorlásra ezért könnyebben megszeretik az egyébként sem könnyű munkát.
• Pszichikai terhelhetőség fejlesztésének egyetlen biztonságos módszere a gyakorlati képzésben.
• Tartáshibák egyszerű kiküszöbölése, melyek később varrathibákhoz vezetnének.

Oktató

• Eszközöket kap az oktatás irányításához, elemzéséhez és ellenőrzéséhez
• Kiegészítő információkhoz jut az egyes felhasználókról a tanulási folyamatok megfigyelése által
• Segítség a gyakorlati oktatás felépítésében és kezelésében

Továbbá…:

• Jobban nyomon követhetők a tanulók egyéni eredményei és könnyen korrigálhatók a hibáik
• Gyors javulás a koncentráló képesség fejlesztése során
• Felkelti a fiatalok érdeklődését, figyelmét és gyakorlási vágyát (szemléletválás a tanulási folyamatban, mivel szívesen csinálják)
• Lényeges pszichológiai változtatás a gyakorlati oktatásban(nem munkaként tekintik ezért könnyebben megszeretik az egyébként sem könnyű munkát)
• Rossz beidegződés azonnali kiszűrése, rossz testhelyzetek azonnali kijavítása
• Pszichikai terhelhetőség fejlesztésének egyetlen biztonságos módszere a gyakorlati képzésben

Képzési folyamat, oktatás

• Javítja és/vagy optimalizálja a képzési folyamatot
• Segítséget nyújt a képzés nyomon követhetőségében
• Biztosítja a hegesztési és testhelyzetek eredményeinek láthatóságát (azonnal és utólagosan)
• A nem megfelelő testhelyzetből adódó hibák azonnal kijavíthatók.
• A munkavégzéshez szükséges  pszichés koncentráció gyakoroltatásának, mérésének fejlesztésének egyetlen biztonságos módszere a gyakorlati képzés során
• Objektív képet mutat a tanuló előrehaladásáról
• A gyakorlati képzés szintjének egységesítése (nemzeti/európai/nemzetközi szinten is…)

Képző intézmény

• 30-40%-os költség megtakarítás (lényegesen kisebb nyersanyag, gáz és elektromos áram felhasználás/ oktató bérköltsége)
• Hatékonyabb környezetvédelem
• Nagyobb munkabiztonság
• Javul az oktatás nyomon követhetősége
• Javul a gyakorlati oktatás képe
• Megnő a képzés iránti kereslet (szívesebben választják azt az intézményt a szakma megtanulásához, ahol ez az eszköz elérhető )
• A gyakorlati képzés szintjének növekedése
• A képzésre jelentkezők gyakorlati rátermettségének egyetlen veszélytelen, objektív szűrési módszere

„ …márpedig a tanulók folyamatos gyakoroltatása az egyetlen hatékony útja, hogy jó szakembereket képezzünk! „

Ez azonban valóban nagy anyag és villamos-energia ráfordítással jár… azaz nagyon magas költség vonzata van, melyet a képző intézmények gyakran képtelenek önállóan előteremteni.
Egyenes következménye e folyamatnak a képzés színvonalának, hatékonyságának csökkenése amely könnyen a képzés leépüléséhez vezethet.

A MÁTRAI Hegesztéstechnikai és Szakképzési Kft. 2006 – tól alkalmazza a CS WAVE  virtuális oktatási rendszerét – mint alternatív képzési módszert – a hegesztés  oktatásban nagy sikerrel, melynek egyik fontos gyümölcse éppen a 2010-es évben érett meg. Magyarországon minden évben megrendezik a fiatalok számára középiskolákban iskolarendszer szerinti képzésben tanulható szakmák versenyét az ún „Szakma Sztár „  fesztivált ahol a hegesztő szakma is képviselteti magát.

A 2010-es évben  a térségből, ahol a hegesztő iskolánk van 4 tanuló is bejutott az Országos döntő legjobb 12 fős mezőnyébe amely már magában is komoly eredménynek számított egy olyan vidéknek, ahol 6 évvel ezelőtt annyi jelentkező sem volt, hogy egy hegesztő osztály elinduljon…Pedig a közelben több hőerőmű  is van amiknek folyamatos és jó minőségű munkaerő utánpótlásra van szükségük a biztonságos működés fenntartásához…
Szóval 5 év alatt eljutottunk odáig, volt egy olyan végzős hegesztő osztály akik közül mind a 4 aki elindult a versenyen bekerült az  Országos Döntőbe, sőt az első 4 helyezést szerezték meg!!!

Ez egy olyan visszaigazolás volt számunkra, mely azt mutatja, hogy jó úton haladunk a hegesztőképzésben…
Sikerült felépítenünk egy hatékony képzést, amely szimuláció és a valós hegesztés megfelelő arányú kombinálásából épül fel…

A „CS WAVE” a képzés területén nem csak egy teljesen új technológiai megoldást kínál, hanem alkalmazkodik a megváltozott szakmai követelményekhez is.
Célunk a technika alkalmazásával lényegében az, hogy az eszközzel a hegesztőképzés gyakorlati színvonalát emeljük, könnyen és folyamatosan igazodjunk a változó szakmai és piaci elvárásokhoz, és a követelményeknek megfelelő korszerű tudás biztosításunk.

A „ virtuális hegesztés oktatási környezet, a CS WAVE” alkalmazása nemcsak az anyag, és energiaköltségek ésszerű redukálásában jelentős, hanem az eszköz használata nem igényli az oktató állandó jelenlétét sem, mivel a feladatok kiértékelését, a hibák kijelzését, azok kijavítás módjának megadását egy beépített számítógép végzi, azaz az oktatónak inkább ellenőrzési feladatai lépnek előtérbe a rendszer használata esetén a gyakorlati képzés kezdeti stádiumában.

Meggyőződésem, hogy a CS WAVE alkalmazásával a hegesztők gyakorlati képzése új alapokra kerül és jelentős minőségi javulást fog hozni a hegesztők felkészültségi szintjében.

Az eszköz alkalmazása számos előnyt hordoz, nem egyszerűen csak cégünk szakmai színvonalát növeli, hanem jelentős szerepet játszhat, mind a magyar, mind pedig a régióbeli hegesztők európai szakmai, munkaerő-piaci követelményeknek, az állandóan változó specifikus szakmai elvárásoknak megfelelő színvonalon történő felzárkóztatásában.

Ez a konkrét eset egy példa értékű történet amely a Mi történetünk és erre nagyon büszkék vagyunk…

ifj. Benus Ferenc
oktatási igazgató
Mátrai Hegesztéstechnikai és Szakképzési Kft.

Az új eszköz francia-magyar fejlesztés eredménye, amely ultrahangos mozgáskövető rendszerrel van felszerelve a hegesztés során előforduló ( gyakran bonyolult ) mozgáskoordináció lekövetésére valamint a képernyőn történő megjelenítés fáziskésés nélküli megvalósítására.

Az eszköz továbbá gravitációs szenzorokkal is fel van szerelve, mely lehetővé teszi a legkülönfélébb pozíciókban történő gyakorlást a tanulók számára. A szimulátor fontos szerepet fog betölteni a hegesztés, mint hiányszakma a fiatal generációk körében történő népszerűsítésében, a progresszív tanulás elsajátításában. Rugalmasan használható a  Magyarországon még újonnan bevezetett IIW/EWF irányelvek szerinti moduláris felépítésű hegesztőképzésben.

Továbbá rendkívül fontosnak tartjuk, hogy a hegesztők képzése során a tanulók koncentrációs képességének mérésére, fejlesztésére kiválóan alkalmas akár egyénre szabottan is, így sokkal piacképesebb, fejlettebb tudás elsajátítását teszi lehetővé a szimulátor használata, valamint a kezdő hegesztők versenyképességét döntően befolyásolja az elhelyezkedés, a munkavállalás során. Fejlesztés során nagy hangsúlyt fektettünk továbbá a gyorsan változó piaci igényekhez igazodó egyszerű  és széleskörű alkalmazhatóságra, a folyamatosan változó követelmény- rendszerekhez történő gyors és pontos megfeleltetésre. A szimulációs rendszer használatával nemcsak eredményesebb, könnyebben ellenőrizhető, hatékonyabb lesz a hegesztők képzése, hanem másképp el nem érhető jelentős megtakarítások realizálhatóak az egyébként is rendkívül költséges szakképzés során, úgy, hogy közben az oktatás minősége és szintje ne legyen alacsonyabb, sőt…
Végül, de nem utolsó sorban ez, az oktatók munkáját, az oktatás hatékonyságát nagy mértékben befolyásoló, szimulációs technika új távlatokat nyit a hegesztők képzésében, és egységesített tudásszint lehetőségét biztosítja minden felhasználó számára függetlenül attól, hogy hol tanulja meg a hegesztés alapjait, így csökken az oktatók szubjektivitása a képzés során.

Fontos továbbá, hogy a tanulók egy környezetbarát, biztonságos rendszer segítségével tanulhatják meg a hegesztés alapjait, fejleszthetik tovább tudásukat, képességeiket minden a hegesztés során előforduló veszélyforrások (fényhatások UV, fröcskölés, hő-ártalmak, stb…) tanulást hátráltató hatásai nélkül.

A CS WAVE hegesztés oktatási rendszerét mutatjuk be Önöknek, amely az első olyan virtuális technológiát alkalmazó interaktív eszköz a szakmunkás képzésben, mely a hegesztéshez szükséges érző-mozgató képességeket  tökéletesen tanítja a felhasználóknak.

A CS WAVE-et manapság több mint száz oktatási központ használja világszerte, és mind a tanulók, mind pedig az oktatók kommunikációja, továbbá a képzési folyamat szempontjából is eredményesnek bizonyult, sőt a kezdeti fázisban a felére csökkentheti a képzés költségeit.

Bemutatkozás

2002-ben a Communications & Systems – a világ legnagyobb oktatási rendszereket integrált virtuális valóság technikával fejlesztő cége és az AFPA kibocsátotta a WAVE R&D-tervezetet az Európai Bizottság támogatásával, amely 2004-ben sikeresen befejeződött, s arra törekedett, hogy kifejlessze a CS WAVE-et, az első olyan rendszert, amely hegesztők képzésére virtuális valóság-technikát (VR) használ. Ezt a tervezetet a CS leányvállalata a DIGINEXT irányította, amely a virtuális valóságot használó európai fejlesztők között az első helyen áll, és az újításokban közreműködött az AFPA, a Francia Munkaügyi Minisztérium pályaválasztási tanácsadással és munkanélküli felnőttek képzésével foglalkozó szervezete.2006-tól a Mátrai Hegesztéstechnikai és Szakképzési Kft. is részt vesz a továbbfejlesztésben.

A CS WAVE feladata nem az, hogy”egy az egyben”felváltsa a jelenlegi gyakorlatot, hanem hogy szinesítse a gyakran unalmas hosszú gyakorlati képzést, növelje a képzés hatásfokát, pontosabb tudást biztosítson tanulók részére már a gyakorlati képzés kezdeti fázisában is. Ezen a szinten az újoncok drága anyagok (lemezek,csövek, gázok, hozaganyagok, energia…stb) óriási tömegét használják el, és leggyakrabban nem fejlődnek megfelelőképpen.  A gyakorlatok során pedig nem sajátítják el  a hegesztéshez alapvetően szükséges  érző-mozgató képességeket. Pedig ezek a készségek, képességek kifejlesztése alapozza meg a későbbi „szakmunkás” koncentrációs készségét és reakcióidejét is egy váratlan szituációra történő reagálás esetén.Szintén célunk volt, hogy ellássuk az oktatókat a tanulók közvetlen ellenőrzésére és mozdulataik kiértékelésére szolgáló modern eszközökkel, melynek segítségével egyszerűvé és tervezhetővé válik a gyakorlati képzés tantervi szinten is.

A CS WAVE mára az egész világon elterjedt. Kb. 600 munkapadot helyeztek üzembe, a legtöbbet Európában. A tervezetből  tehát valóságos termék lett, és ez az első eset, amikor egy ilyen technológia az ipari gyakorlat területén széleskörűen elterjedtté vált. 2004 óta sok visszajelzést kaptunk. Ezek megerősítenek minket abban, hogy az egész világon azonosak a szükségletek: kevesebb idő alatt „több és jobb” gyakorlott hegesztő. A CS WAVE jó megoldás arra, hogy egyszerre biztosítsuk a minőség azonos fokát a képzésben, és segítsünk a képzőknek gyorsabban és pontosabban eleget tenni a piac igényeinek.

A következőkben áttekintjük a virtuális valóság technológiájának az oktatási folyamatba való belépése körüli cselekményeket, azután pedig a hegesztés területére és annak korlátaira koncentrálunk.

VR technológiák kifejlődése és szerepe az oktatásban

A VR(virtuális valóság) technológiák fejlesztése és használata egyre jelentősebb az oktatás támogatásban. Ahogyan az előzetes tapasztalatokból kitűnik, eredményesen használható a un.”technikai eljárások elsajátítás”-ánál, az orvostudományban, a hadtudományban, a szakmához kapcsolódó képzésekben vagy tudományos igényű kutatásokban. De az összes előzetes kísérlet közül csak néhány érte el a végső célközönségét, ilyen a Hubble-tervezet  vagy a VIVART.

A gyakorlásra tervezett virtuális környezetre vonatkozóan korábbi megközelítések gyakran utalnak a virtuális valóság tanulási folyamatot segítő, sajátos tartalmaira (víz alá merülés, jelenlét, valóság). Így hát, drága merülő csatlakozókat használtak, „fotó reális” kijelzőre és valószerű hanghatásokra volt szükség.

Néhány rendszer  még érintőkijelzővel is rendelkezett, hogy a mesterséges eszközök valós benyomását keltse. Az egyik kutató azt  állítja, hogy a tudomány új ismereteire, mint pl. az észlelés biológiájának megismerésére van szükség . Tehát, a fejlesztések akkor lesznek használhatóak, ha a cselekvésről, az érzékelésről és megismerésről szóló tanulmányokon alapszanak -melyek hangsúlyozzák az érzékszervek közötti fontos kapcsolatot, mint pl. a látás és a tapintás között…

A neurológusok eredményeire támaszkodva Mellet-d’Huart egy „(törvény)alkotási” modellt ajánl, az ösztönökkel ellentétes tervezési folyamatokat támogatva a virtuális környezetben megvalósuló oktatásban. Többek között azt mutatja meg, hogy a képi fogalomalkotás és leegyszerűsítés hogyan tudja elősegíteni a folyamat megértését, és a pontos útmutatás hogyan könnyítheti meg a megvalósuló és beágyazódó cselekedetek létrejöttét. A fogalmi keret vonatkozásai mellett olyan szerkezetet ajánl, amely irányítja a virtuális környezet jellegét relevánsan a tanult tárgyra, az oktatott anyag tartalmától és a tanuló cselekvésétől függően.

A hegesztők képzésére hivatott virtuális környezet szempontjából említhető CS WAVE mellett néhány más szimulációs tervezet is amelyek másképp értemmezték a „valósághű hehesztési szimuláció” jelentését az oktatásban. Mindazonáltal, ezek szemléletmódja a hegesztőtevékenység valóságos megjelenítésén alapul, így ellentétes a CS WAVE szemléletével, amely a hegesztőmozdulatok megtanulásának a munka többi részétől való elválasztásán alapul. A szimulátorok szerintem inkább gyakorlott hegesztőknek segíthetnének, akik sokkal nagyobb szakértelemmel rendelkeznek, és már régen ipari irányultságúak. Eddigi tapasztalataink alapján viszont azt mondhatom, hogy a gyakorlott hegesztők pedig nem szívesen fogadják el a szimulátorokat…
A CS WAVE az oktatás területére koncentrál… A kapcsolódó oktatás-irányítási modul segítségével egyénre szabott feladatvariációk segítségével hatékony fejleszthető és egyszerűen ellenőrizhető a kézügyesség és a koncentráló képesség fejlődése.

Hegesztők oktatása

Egy igazán képzett hegesztőnek napjainkban leggyakrabban speciális igényeknek kell megfelelnie és különleges körülmények között is képesnek kell lennie arra, hogy kezelje az adott szituációt és ez alapján minőségi hegesztést hajtson végre. Az újoncnak, „a maguk részéről” fogalmuk sincs arról, mire kell felkészülve lenniük az ipar ipar aktuális igényei tekintetében, és hogyan vonatkoztassák a kialakuló érzékeket a feladataikra. Mostantól kezdve a CS WAVE segítségével számos kitartó próbálkozás után végül fejlett érző-mozgató képesség alakul ki a felhasználókban.

[/lgc_column]

Fejlett mozgás, kitartó koncentrációval párosulva…

Ívhegesztés közben az elektromos ív energiája megolvasztja  a munkadarabot melynek következtében kötést hozunk létre az anyaggal. Ezt az olvadó kádat hívjuk hegfürdőnek. A hegesztéshez szükséges elektromos energiát a hegesztőkészülék szolgáltatja. Az olvasztáshoz szükséges és elégséges energiamennyiségét és adagolását  a hegesztő állítja be a készüléken, és módosíthatja azt a a hegesztés során. A hegesztő pajzsot hord , amely megóvja őt az elektromos ív keltette erős fény-, és hőhatástól. Munkavédelmi felszerelések garmadával kell felszerelkeznie, pl: bőrkabátra és vastag bőrkesztyűkre is szükség van, hogy elkerüljük a fröcskölő fém okozta égési sérüléseket. A hegesztő munka közben folyamatosan kell hogy figyelje a hegfürdőt, folyamatosam kezének mozgatásával  kell szabályoznia a „tökéletes olvasztás” follyamatát egy fogott eszköz pozícionálásával. A hegesztőnek ügyelnie kell e hegesztés sebességére, saját mozdulatainak  finomságára és pályájára, valamint az eszköz vége illetve a hegesztett felület közötti távolságra. Eggyidejűleg fizikailag is szabályoznia kell a hegfürdőt, és éreznie kell  azt amit lát., azaz a legfinomabb mozgásokra is képesnek kell lennie. A „minőségi minősített” munkát végző hegesztő munkájának minőségét folyamatosan roncsolásos és roncsolásmentes vizsgálati módszerek segítségével ellenőrzik, amely mutatója a kell hogy legyen milyen pontosság az elvárt. Egyre gyakrabb irnak elő  az ipar  minden területén olyan alapanyagok használatát amelyek hegesztése  kritikus és fontos eleme a gyártásnak… követelmények  ráadásul egyre magasabbak aminek kezeléséhez fejlettebb tudásra van szükség. Manapság a világ minden országában nagy a kereset van képzett hegesztőkre, de nagy   munkaerő hiány van szakmailag hozzáértő munkaerőre a hegesztés minden szektorában!

Nehéz, sokáig tartó és drága tanulás…

A hegesztés oktatása és tanulása a tanulóknak és az oktatónak egyaránt nehéz dolog. A pajzs és a kesztyű gátolja az újoncot a mozgás-koordináció pontos elsajátításában. A sisak ablaka leszűkíti a látómezőt, a hegesztő csak azt a kis területet látja, ahol a maga a hegesztési folyamat zajlik. Kezdetben a tanulók nem tudják, hogyan értelmezzék a hegesztéssel előidézett olvasztás okozatait a hegfürdben. Ezzel a feszélyezettséggel kell megpróbálniuk tartani és mozgatni az adott eljáráshoz szükséges eszközt a gyakorlati szakoktató utasításai szerin. Emellett zajok, hőség és szikrák, fröcsföklés is zavarják őket a mozgás tökéletes megtanulásában. Egy kezdő mit sem tud arról, hogyan becsülje meg a cm/s-ban mért sebességet (haladási sebességet), és hogyan kezelje. Továbbá gyakran azt sem tudja , hogyan tartsa meg a néhány milliméternyi távolságot az elektróda vagy a pisztoly és a hegesztendő, vagy forrasztandó lemez között. Ez még nehezebb abban az esetben, amikor a mozgás nem egyenes vonalú. Ennek biztonságos kezeléséhez szükséges finom érzékek megtanítása és kifejlesztése rtehát endkívül fontos. Ezen érzékek fejlesztése nélkül a kezdő nem tudja felismerni és begyakorolni azokat az érzékeket amelyek egy  képzett gyakorlott hegesztő hosszú évek során sajátít csak el.

A tanuló felépít magának egy mintát a helyes mozdulatról amit az oktatója bemutatott neki és próbálja megfigyeli az oktató mozdulatait.Ezután elmegy a hegesztő fülkébe és a látottak és hallotak alapján önállóan gyakorolja a mozgást. A gyakorlás után megmutatja az oktatójának, majd meghallgatja az értékelését. Rá kell éreznie egytől egyig minden technológiai fogásaira, meg kell találnia a kényelmes testhelyzetet , kényelmes tartást minden hegesztési pozícióban.
Szóval, sokat gyakorolnak addig, amíg az oktató elfogadhatónak találja a munkájukat (utólagos vizuális  elemzéssel vagy RTG/UH vizsgálatokkal kibővítve). Néha  hosszú heteknek kell eltelnie addig, amíg elérik az első igazi sikerélményt, miközben  fémlemezek, elektróda csikkek tömege kerül szemétbe. A tanulók ezáltal gyakran válnak lehangolttá, bátortalanná introveltáltá. Sokan közülük hamar föl is adják…

Az oktatók szemszögéből is bonyolult a hegesztő tanfolyam gyakorlati részének dokumentált felügyeletének megodása az elkészült munkadarabok és próbálkozások tekintetében. Az a tapasztalatunk, hogy az oktató intézmények sincsenek túl jó gazdasági helyzetben ez pedig a drága alapanyagok tükrében nem teszi lehetővé korlátlan számú próbálkozás esélyét a tanulók számára…Az oktatóknak úgy kell elvezetniük a tanulókat az eredményes munkáig, hogy közben a felmerülő költségek maximalizálva vannak, ami gyakran nagyon kevés…

A CS WAVE oktatási rendszere

Nem egy  „futószalagon készült” termék a WAVE-tervezet végeredménye, mely minden szempontból kielégíti  technikai-, pedagógiai újításaival az modern oktatás minden fázisát és követelményét. A CS WAVE oktatási rendszere így, hosszú, több országban hegesztő jelöltek közreműködésével párhuzamosan végzett kísérletezés és fejlesztés után elérte a végső kialakítását.

A tanulás jellegzetességei

Minden olyan lehetőség, amely közvetlen vagy közvetett módon a szükséges tudás megszerzéséhez vezet, meg van a rendszerben. Minden kézi  ívhegesztési technikát felölel és egyedi megoldásokkal teszi egyszerűbbé a tanulási folyamatot.

A CS WAVE hegesztéstechnikai megoldásai

A gyakorlati képzés kezdetén teljesen helyettesíteni tudja az oktatót azáltal, hogy folyamatosan egymásra épülő  feladatokat ad, és a mozgásra vonatkozóan magasabb szintű követelményeket támaszt a tanulókkal szemben, mint  a későbbiekben a  műhelyben végzett munka során kell teljesíteni. Az a pedagógia megoldás pedig, hogy a tanulók játszva tanulják meg ezt a bonyolult mozgás-koordinációt, valamint fejlesztik tovább érzékeiket.

Pedagógiai jellegzetességek

A CS WAVE rendszerének egydülálló megoldása  egy VEZÉRLŐ KÖZPONT alkalmazása, ami az egész fejlődési folyamatot és a már elért eredményeket olvasható grafikonok formájába rendezi az oktató látványosan tudja elemezni a tanulóival a helyes mozgás megtalálását , elemezhetik az egyes paraméterek helytelen kezelése mihez vezet a valóságban . A tudás megszerzése és azonosítása egyaránt egyaránt megkönnyül a tanulók számára a  hegesztési szimuláció valós idejű megjelenítése által. Az eredmények utólagos elemzése, a róluk készült grafikus jelentések segítségével paraméterenként egyenként megvalósított. Az oktató a gyakorlat folyamán és utólag is követni, elemezni tudja minden egyes tanuló tevékenységét bármikor változtatni tud egyénre szabható képzési programján.

Technikai jellegzetességek

A munkapad

A munkapad a z oktatási rendszer tanulói modulja, melynek legfontosabb része egy mozgó képernyő, amelynek automatizálható, a felhasználó magasságának és az elvégzendő feladat jellegének megfelelően pozicionálható. A munkapadba épített számítógéphez csatlakoztatott valódi hegesztő eszközök segítségével navigálunk a képernyőn a feladatok között és végezzük el a gyakorlatokat is.

A feladat kiválasztása

Az első ablakban a tanulónak ki kell választania a nevét abból a listából, akik fel vannak hatalmazva a munkapad használatára, és be kell írnia a négyjegyű jelszavát. Ekkor a munkapad felismeri és azonosítja őt, és a képernyő beáll a magasságának megfelelően a kiválasztott hegesztési feladathoz. Ha a gép kapcsolódik a a szerverhez, a munkapad automatikusan tájékoztatja a CS WAVE oktatót a paraméterek eltéréseinek nagyságáról és a készségek  fejlődéséről a paraméterek eredményeinek javulásán keresztül.

A teljesítmény értékelése

Minden feladat előre meghatározott paramétereken alapul, amit a gyakorlatok során folyamatosan felügyel a rendszer, hogy a tanuló teljesítményét kiértékelhesse. Ez vonatkozik a mozgás haladási sebességének helyes megválasztására, a hegesztőeszköz és a fémlemez közötti távolság könnyed megtartására, a mina-, és haladási szögek vagy összetett pályagörbék pontos követésére. A teljesítmény kiértékelésénél számításba kerül a kiválasztott nehézségi fok, amely meghatározza a hibák súlyosságát is…

Feladatok teljesítése

Ezután a munkapad képernyője beáll a választott függőleges vagy vízszintes hegesztési helyzetnek megfelelően.
A tanuló a kezdésnél beállítja a hegesztőeszközét a varrat megalkotására. A kijelző megmutatja a varrat ideális kiindulópontját. A feladat elvégzése közben a megalkotott varrat a hegesztőeszköz alatt 3D-ben látszik a síkképrnyős monitoron, és a folyamatot valósághű hang kíséri. A feladat minden paraméterénél (ha aktiválva van), megjelenik (vagy eltűnik) a megfelelő, zöld színű, vizuális segítség, amíg a tanuló át nem lépi a megengedett eltérést. Sárgán villogni kezd, amikor a tanuló a tolerancia határ felé közeledik, és pirosra vált, amikor átlépi a határt. Minden megfigyelt paraméter valós időben továbbítódik a CS WAVE Szerverébe, amely közvetíti őket minden tanuló ellenőrző központjának, a Vezérlő Központoknak. Így, mindegyikoktató/oktatás vezető is  követheti bármelyik feladatot, bármelyik ellenőrző központból.

Eredmények

A feladat végén a rendszer a tanuló teljesítményének grafikus megjelenítését nyújtja. Az első információ a sikeres feladatmegoldás szintjéről tájékoztat. Ha ez pozitív, a felhasználó automatikusan érvényesítheti a szintet a feladat programjának  megfelelően. Ezután elérhetővé teszik a részletes eredményeket grafikonon ábrázolva, minden megfigyelt paraméterre vonatkozóan. A grafikonok elemzése, ami általában az oktató segítségével történik, lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy jobban megértse a hibáit, és iránymutatást ad, mit fejlesszen, mire figyeljen jobban  a következő próbálkozásnál…

A Vezérlő Központ

A Vezérlő Központ az oktatók által használt szoftver-eszköz, amellyel akár távolról meghatározzák, felügyelik és újranézik a  bármelyik feladatot., vagy akár a teljes képzési programot.  Az  szoftvert telepíthetjük az oktatóközponton belülre (a terület helyi hálózatába) vagy kívülre (szélessávú hálózatba), hogy közvetett szakvéleményt nyújtson, és távolabbi fekvésű helyszínekről is felügyelni tudja a tanulók tevékenységét. Ha a hegesztő munkapad teljesen autonóm rendszer, csak egy segédprogramra és hálózat-összeköttetésre van szükség, az Vezérlő központ pedig olyan felhasználói csomag, amelynek Windows XP / VISTA / WIN7 hordozóra van szüksége.

A Szerver

A Szerver végzi el a CS WAVE rendszer különböző elemei között működő hálózati híradástechnikai felügyeletét. Továbbá felügyeli a kiosztott adatok tartósságát és összetételét  és hitelességét is. Egy PC-re telepítve, ehhez a használathoz alkalmazkodva, a Szervert a rendszer adminisztrátora ellenőrzi, egy saját felületen keresztül, amely lehetővé teszi folyamatos biztonsági másolat készítését, a tantervek tárolását és korszerűsítését., esetlegesen speciális igényekhez történő igazítását. Továbbá ellátja az adminisztrátort az egész rendszer állapotára vonatkozó olyan összefoglaló információkkal,  a hálózati statisztika minden eszközével.

Eredmények és visszajelzések

Vizsgálati eredmények kimutatták, hogy a CS WAVE a kezdeti lépésekben akár 30%-kal csökkentheti a nyersanyag-fogyasztást. Ugyanígy, ebben a szakaszban az időtartam is a felére csökkenhet, úgy, hogy a minőségi fejlődés tapasztalható a tanuló készségeinek fejlődésében. A Mátrai Hegesztéstechnikai és Szakképzési Kft.  az MHtE, a magyar Hegeszttés technikai és Anyagvizsgálati Egyesülés referencia oktató bázisa.  Legfőbb tevékenységünk a hegesztőképzés. Oktatási rendszerünk a hegesztőképzés területén szerzett közel 30 éves tapasztalatunkon alapszik, ahol ötvözni próbáljuk az úgynevezett tradicionális oktatási módszereket a fejlett és modern oktatási eszközökkel. A CS WAVE oktatási rendszere nagy mértékben segített iskola rendszerben és felnőtt képzésben megvalósított képzési programjaink pontos megvalósításában  fontos szerepet játszik a szakma fiatalok körében történő népszerűsítésében.

Mint a termék minősített, exkuzív szerződött hivatalos viszonteladója Közép-Európában. A Mátrai Hegesztéstechnikai és Szakképzési Kft. megnyerte a Baross Gábor Innovációs Program Kutatás – Fejlesztési támogatását, melyet a Magyar Nemzetgazdasági  Minisztérium hirdetett meg. A tervezet keretein belül 2006 augusztusában megvalósult egy beruházás a cúcstechnológia bevezetése a hegesztőképzésbe projekten keresztül a virtuális hegesztőkörnyezet bevezetése  a magyar hegesztőképzésbe. Céljuk a CS WAVE használatával az, hogy növeljük a gyakorlati oktatás szintjét, alkalmazkodjanak a az oktatás elemei gyorsan és egyszerűen  folyamatosan változó piaci igényekhez, illetve, hogy korszerű tudást és oktatási környezetet nyújtsanak tanulóiknak.

A CS WAVE bevezetése jelentősen befolyásolta a magyar hegesztés oktatás nemzetközi megítélését, és a minőségi hegesztőképzés gyarapodását Magyarországon. Emellett, segítette az oktatás szabályozását, és a képzési stratégiánk meghatározását.
A CS WAVE használatával lehetségessél vált, hogy megtanítsuk a hegesztéshez nélkülözhetetlen képességeket, kézmozdulatokat .A hegesztő tanfolyam kezdetétől fogva, a tanulók elsajátítják a mozgás-koordínációt mielőtt a valódi hegesztéshez látnának. Forradalmian új az ötlet, hogy a CS WAVE mozgás-koordináció kialakítását és fejlesztését, annak teljeskörű ellenőrzését helyezi előtérbe. Ezáltal megoldást nyújt a hegesztőképzés korai szakaszának kritikus, az oktatásnak pedig központi tényezőjeként említhető érzékek kiakakításában. A CS WAVE-vel való gyakorlás lehetővé teszi a hegesztőmozdulatok biztonságos és hatékony tanulását minden hegesztési helyzetben, és a hibák azonnali kiküszöbölését. Ezáltal rossz beidegzidődések kialakulását egyszerűen és hatékonyan kerülhetjük el.
A CS WAVE alkalmazása a tanfolyamokon azzal az előnnyel is jár, hogy jelentősen csökkenti az oktatás költségeit, mint a felhasználásra kerülő nyersanyagok költségeit, az energia költségeket, stb… Ráadásul, tanfolyamainkon nincs szükség az oktatóink állandó jelenlétéhez, akik számára az ellenőrző- és oktatóeszközök lehetővé teszik a tanulók eredményeinek elemzését.

Távlatok a hegesztőképzésben

A hegesztőképzéssel foglalkozó szervezetek számára a CS WAVE technológiai és oktatási újítás. A termék új távlatokat nyit a hegestés oktatásban. A virtuális valóságban rejlő technológiai lehetőségek különféle új pedagógiai fejlesztésekre adhatnak választ. A gazdasági vonatkozásai már önmagukban kedvezőek. A termék a hordozott előnyei tekintetében összehasonlítva az elérhető versenytársai által nyújtott lehetőségek és árak arányában is a legoptimálisabb megoldás.

A CS WAVE 3-as program verziója 2007 végén került kereskedelmi forgalomba. Ez a generáció tartalmaz néhány pedagógiai javítást. Az eredmények tanulmányozását és elemzését egyértelműbbé tették, és széleskörűen fejlesztették a tanulók nyomon követését is, a fejlődési folyamat során. Valóban, a termék három éve tartó üzemeltetése alatt beérkező visszajelzéseket és észrevételeket mind hasznosították az új verziónál.

A CS WAVE gyakorlati tapasztalata, összekapcsolódva a felfogóképesség folyamatainak elméleti fejlődésével, lehetővé teszi számunkra, hogy felerősítsük azt a törekvést, mely a szoftverekre és a pedagógiai koncepcióra irányul, egy eredményes, egyedülálló fejlesztés érdekében. Mindazonáltal, tartós közreműködés szükséges felhasználók, fejlesztők és vezetők között a tervezet egész időtartama alatt ahhoz, hogy jó eredményeket érjünk el.

Köszönet a CS WAVE-nek, a DIGINEXT-nek és az AFPA-nak, és a MÁTRAI Hegesztéstéstechnikának, amiért megszerezték és tovább fejlesztették a virtuális valóságon alapuló fejlesztéseke.

Végül köszönet  a DIGINEXT-nek az igényes rendszerek bevonásában tanúsított szakértelemért és a forgalomba hozatalért, a CS WAVE felfejlesztésére kialakított, szakavatott rendszer kialakításáért.

Összefoglalás

Ez a tanulmány a CS WAVE-et mutatta be, virtuális és fizikai termékek ötvöződését, mely kialakítja az e-learning-nek és az ipari tevékenység olyan hagyományos területeinek a hatékony és homogén szerkezetét, mint a hegesztés. A CS WAVE-et kétszer díjazták. Megnyerte az ipari újságírás harminchárom képviselőjéből álló bizottság „Kiválóság a termelékenységben” díját, az IPAR 2004 kiállításon, Párizsban, és a Laval-Virtual 2004-től a „Tudomány és Oktatás Trófeát”.
Ma a terméket forgalmazásának jogát a DIGINEXT kereskedelmi szempontból tartja üzemben, és mára partnereinknek köszönhetően az egész világon elterjedt.

Mára több mint hatszáz munkapadot telepítettek Franciaországban, Belgiumban, Magyarországon, Törökországban, Japánban, Kazahsztánban, Malajziában , Szlovéniában, Szlovákiában,  az USA-ban, Kanadában…stb.

A fejlődés kimutathatóan gyorsan fokozódik.

Azt is fontos megjegyezni, hogy a siker és a rendszer kifejlesztése nem jöhetett volna létre a DIGINEXT mérnökei és az AFPA oktatói közötti tartós és folyamatos együttműködés nélkül, illetve a Man Machine Interfaces-t, a virtuális valóság hardvereket, alkalmazásokat, felhasználhatóságot és hegesztést érintő, kiegészítő szakvélemények megfelelő összetétele nélkül. Ugyanígy, sohasem vált volna a termék világszerte elfogadottá partnereink aktív segítsége nélkül, különösen Európában a Mátrai  Hegesztéstechnika Kft. és a DIGINEXT közötti szoros kommunikáció nélkül.
Mindebből világosan kiderül, hogy a virtuális valóság technikákat használó újító rendszer beválhat, ha a fejlesztésekor a célcsoport valós szükségleteit veszik figyelembe, egy használható és jóváhagyott termék, amely az R&D törekvés után nagyon gyors áttörés az ipar meglehetősen konzervatív világában… 

A CS WAVE alkalmazásának előnyei:

Rugalmas

A motorral ellátott képi megjelenítő-rendszer  vízszintesen  és függőlegesen is pozicionálható, ami sokféle feladat elvégzését teszi lehetővé.

Oktató jellegű

A munkapad egy kiváló oktatási eszköz is, ami az oktatót több is módon segíti a tanulók hibáinak és fejlődésének elemzésében akár valós időben is.

Többféle gyakorlásmód

A vizuális segítségen kívül az oktató több nehézségi szintet, különböző részfeladatokat állíthat be, és módosíthatja ezeket bármikor, ezáltal könnyebben igazíthatja a képzést a tanulók egyéni igényéhez, tehetségéhez és szorgalmához..

Szerver

A CS WAVE Szerver az oktatási adatok tároló központja. Tartalmazza a feladatokat részletesen meghatározó referencia adatbázist, azonosítja  a tanulókat és rögzíti eredményeiket.

A CS WAVE Szerver biztosítja a munkapadok és vezérlő központok közti információ továbbítását és kezelését.  Ha a munkapadok csak ugyanazon a helyi hálózaton működnek, mint a szerver és a vezérlő központ, a vezérlő központok lehetnek távoliak is.