Badania i rozwój to kod genetyczny OBRUM

Podczas minionych lat ośrodek opracował 54 własne produkty, wdrożył trzy zakupione licencje i przeprowadził modernizację sprzętu będącego na wyposażeniu Sił Zbrojnych RP. Spółka odpowiadała m.in. za opracowanie modułowej platformy gąsienicowej Anders, podwozia bazowej maszyny inżynieryjnej Pinia, maszyny inżynieryjno-drogowej MID-M, pomocniczego mostu czołgowego Leguan, mostu towarzyszącego do pokonywania średnich przeszkód wodnych i terenowych MS-40 Daglezja-S, mostów towarzyszących MS-20 Daglezja oraz Daglezja-G (na podwoziu gąsienicowym). Efektem prac OBRUM była również futurystyczna koncepcja wozu wsparcia bezpośredniego CONCEPT PL-01, zaprezentowana podczas Międzynarodowego Salonu Przemysłu Obronnego w Kielcach w 2013.

Dziś jednym z priorytetów Ośrodka jest realizacja projektów mających zaspokoić jedną z najważniejszych i najpilniejszych potrzeb Sił Zbrojnych RP, czyli wprowadzenie nowoczesnych, kompleksowych systemów szkoleniowych i logistycznych.

Analizując ofertę OBRUM można wywnioskować, że rozwój urządzeń szkolno-treningowych, wspierających i automatyzujących proces szkolenia, stanowi obecnie jeden z kluczowych kierunków prac ośrodka. Jest również dopełnieniem tego co leżało u podstaw działalności spółki, czyli rozwijania specjalistycznych pojazdów gąsienicowych. Na taką strategię niewątpliwie wpłynęły zmiany zachodzące od ponad dwóch dekad w Siłach Zbrojnych RP. Stopniowe odchodzenie od sprzętu pamiętającego jeszcze czasy Układu Warszawskiego oraz dynamiczny rozwój technologii informatycznych wymuszają rewolucyjne zmiany w wojskowych programach szkoleniowych.

Coraz częściej trening z wykorzystaniem pojazdów liniowych jest zastępowany zajęciami w symulatorach. Te ostatnie wykorzystują najnowsze technologie multimedialne (obraz, dźwięk, rzeczywistość wirtualną i rozszerzoną). Takie rozwiązania stanowią nową jakość w przygotowywaniu nowych kadr specjalistów oraz dowódców. Pozwalają na realistyczne odtwarzanie scenariuszy bojowych, które wymagają od kursantów szybkiego podejmowania decyzji oraz wymuszają doskonałe opanowanie wykorzystywanych platform. Dzięki temu można skrócić sam proces szkolenia poligonowego. Kursanci zaś mogą skoncentrować się na operowaniu pojazdami w rzeczywistych warunkach.

Takie podejście jest szczególnie istotne w przypadku skomplikowanych platform wymagających podczas eksploatacji stosowania wielu procedur, zarówno dotyczących użytkowania jak i serwisowania. Nowoczesne systemy pozwalają zarówno na zgrywanie załóg jak i na symulowanie działań w ramach plutonu a nawet kompanii. Wykorzystanie technologii informatycznych oraz modułowa budowa współczesnych rozwiązań pozwala na dostosowanie platform szkoleniowych do zmieniających się wymagań użytkownika. Konfigurowalna architektura pozwala również na dostosowanie metodyki szkolenia do aktualnych potrzeb użytkowników. Zastosowanie nowoczesnych technologii przekształca więc symulator w metanarzędzie, które precyzyjnie dostraja się do konkretnego procesu.

Samo szkolenie powinno być realizowane na kilku poziomach: wstępnym, symulatorowym oraz bojowym. Zgodnie z metodyką przedstawioną przez OBRUM etap wstępny wykorzystuje multimedialne instrukcje, interaktywne katalogi części oraz elektroniczne bazy danych. Takie rozwiązanie wydaje się mieć szereg zalet. Pozwala na wykorzystanie istniejącej sieci teleinformatycznej w macierzystych jednostkach, tym samym skracając czas oddelegowania żołnierzy do ośrodków szkoleniowych. Dodatkowo kursanci mogą zdobywać podstawową wiedzę samodzielnie w ramach e-learningu, co nie tylko pozwala obniżyć koszty ale również zwiększa dostępność kursów.

Takie rozwiązanie pozwala na rezygnację z wydawania kilkusetstronicowych instrukcji i zestawień procedur dołączanych do przekazywanego sprzętu. W zamian użytkownicy otrzymują instruktarz multimedialny, który często jest o wiele bardziej zrozumiały od tradycyjnych, drukowanych dokumentów. Może być również łatwiej udostępniany (np. za pomocą sieci MILNET). Dodatkowo kursanci, często o bardzo różnym poziomie wiedzy technicznej, łatwiej przyswoją materiał opatrzony animacjami plastycznie ilustrującymi zagadnienie.

Aplikacje diagnostyczne pozwalają na zapoznanie się z kluczowymi komponentami rzeczywistych platform. Ułatwiają eksplantację i diagnostykę podzespołów

Szkolenie symulatorowe wymaga zastosowania specjalistycznej infrastruktury, dlatego powinno odbywać się w specjalistycznych ośrodkach pod okiem doświadczonych instruktorów. Zwykle jest przeznaczone dla żołnierzy-specjalistów obsługujących skomplikowane systemy (pilotów, kierowców, działonowych, mechaników i wreszcie dowódców). Pozwalają zarówno na naukę obsługi konkretnych platform jak i doskonalenia się w działaniach taktycznych z ich wykorzystaniem. Często spinając poszczególne trenażery za pomocą sieci teleinformatycznej. W tym procesie zaleca się najpierw wykorzystanie symulatorów proceduralnych (często wirtualnych), a dopiero w kolejnym etapie przejście do urządzeń specjalistycznych pozwalających na szkolenie członków załóg na ich stanowiskach. Wtedy też powinno mieć miejsce zgrywania załóg.

Trenażery wirtualne to proste narzędzia umożliwiające zapoznanie się z komponentami poszczególnych pojazdów. Mogą być wykorzystywane w ramach zajęć e-learning zarówno do nauki jak i egzaminowania

Zwieńczeniem całego cyklu powinno być wykorzystanie rzeczywistych platform bojowych w na poligonach. Pozwala to na stworzenie warunków maksymalnie zbliżonych do tych, które mogą panować na polu walki. Dodatkowo załogi wykorzystują pojazdy liniowe dopiero w końcowym etapie, co pozwala obniżyć koszty oraz wydłużyć okres eksploatacji. Obecnie wielosegmentowy system szkolenia jest standardem w większości sił zbrojnych państw członkowskich NATO, które uznają go za niezbędny do poprawnego wykorzystywania sprzętu wojskowego podczas działań bojowych.

Wirtualne aplikacje pozwalają na wstępne opanowanie procedur obsługowych bez konieczności udziału instruktora

Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Urządzeń Mechanicznych rozwinął i wdrożył kompleksowe rozwiązania potrzebne do szkoleń załóg pojazdów. Można je podzielić na dwie grupy: trenażery i symulatory.

Zgodnie z metodologią przyjętą przez OBRUM te pierwsze to urządzenia służące do nauki budowy i czynności obsługowych (w zakresie manipulowania czy prowadzenia napraw bądź obsług bieżących), zbudowane w oparciu o elementy zabudowy rzeczywistego obiektu, bądź zabudowy maksymalnie przypominającej rzeczywisty obiekt.

Natomiast symulator to urządzenie, oprogramowanie lub system służący do nauki budowy i wykorzystania sprzętu (np. w zakresie obsługi przedziału kierowcy) przy wykorzystaniu oprogramowania i zabudowy mechanicznej. W przypadku symulatorów przeznaczonych do szkolenia załóg, zabudowa maksymalnie przypominająca rzeczywisty obiekt (w wyznaczonym zakresie obsługowym, np. brak niektórych elementów wyposażenia niewymaganych do realizacji zdań szkoleniowych). Symulatory, w przeciwieństwie do trenażerów, wykorzystują elementy oprogramowania, pozwalające na znacznie głębszą interakcję szkolonego z UST, a także wizualizacje środowiska działań.

Doświadczenia w budowaniu nowoczesnych systemów treningowych OBRUM zdobywał opracowując urządzenia przeznaczone do szkolenia załóg czołgów rodziny T-72 i PT-91. Począwszy od trenażerów SJ-01 do SJ-08 skończywszy na symulatorach BESKID-2M/K, które po modernizacji (przeprowadzonej wspólnie z Wojskowym Centralnym Biurem Konstrukcyjno-Technologicznym) służą do dziś załogom czołgów T-71. Po dostosowaniu będą się na nich szkoliły również załogi czołgów poddawanych obecnie modyfikacji. Ostatnim rozwinięciem tego typoszeregu jest BESKID-3, czyli przewoźne (kontenerowe) urządzenie przeznaczone do szkolenia czołgistów eksploatujących PT-91.

Symulatory BESKID-2 umożliwiają trening załóg czołgów rodziny T-72

Symulatory BESKID to kompleksowe urządzenia umożliwiające zapoznanie się z wyposażeniem czołgu, naukę poruszania się po polu walki, wykrywanie i rozpoznawanie celów oraz prowadzenie skutecznego ognia. Słabością tego rozwiązania jest jednak mała podatność na modyfikacje. Nie jest to jednak kluczowe zagadnienie, gdyż szkolenia na czołgach bazujących na konstrukcji T-72 będzie coraz mniej istotne w miarę jak te pojazdy będą zastępowane nowoczesnymi konstrukcjami.

Stanowisko instruktora BESKID-3

Wnętrze symulatora BESKID-3

Niemieckie czołgi Leopard 2A4 weszły na stan Sił Zbrojnych RP w 2002 wraz z podstawowymi trenażerami AAT (trenażer wieży), CDT (trenażer kierowcy) oraz symulatorami szkolenia ogniowego typu ASPT i AGPT, ze stosowanymi przez Bundeswehrę od lat 1980. Wprowadzenie nowego typu uzbrojenia wiązało się z koniecznością stworzenia nowoczesnego programu szkoleniowego. Zwłaszcza, że przejęta infrastruktura była już przestarzała.

Widok na kabiny Symulatora Jazdy Czołgiem Leopard 2A4 SJCL-6P. Jest to pierwsze z urządzeń, które mają zastępować niemieckie rozwiązania

Aby sprostać nowym potrzebom Sił Zbrojnych OBRUM opracował Symulator Jazdy Czołgiem Leopard 2A4. Jest to pierwsze z urządzeń, które mają zastępować niemieckie rozwiązania. SJCL-6P jest przeznaczony do metodycznej nauki prowadzenia czołgu Leopard 2A4 oraz, bazującego na jego konstrukcji Leoparda 2PL. W przypadku wersji 2A5, z powodu innego przedziału kierowcy, wymagane będzie dostosowanie.

Autorskie oprogramowanie symulatora OBRUM pozwala na realizację ćwiczeń przy zróżnicowanych parametrach symulacji (np. warunki ruchu drogowego, jazda terenowa/poligonowa, strefy klimatyczne i warunki atmosferyczne, pory roku i doby).

W przeciwieństwie do BESKIDa-3 SJCL-6P jest symulatorem stacjonarnym składającym się z kabiny z systemem wizyjnym, układu ruchu, stanowiska instruktora oraz osprzętu komputerowego wraz z oprogramowaniem. Sama kabina symulatora montowana jest na platformie o sześciu stopniach swobody (6DOF) dzięki czemu możliwe jest odwzorowywanie przemieszczeń, wychyleń i przyśpieszeń czołgu.

Takie rozwiązanie pozwala na osiągnięcie maksymalnego realizmu ćwiczeń jednak kosztem mobilności całej instalacji. Dlatego też konieczne jest budowanie kompleksowych centrów szkoleniowych wokół SJCL-6P (zresztą z korzyścią dla polskich pancerniaków).

Rozbudowana infrastruktura pozwala na trening kierowania czołgiem w różnych ugrupowaniach (np. bojowym, marszowym, itp.), naukę pokonywania przeszkód terenowych (w tym przeszkód wodnych) poprzez odwzorowanie warunków maksymalnie zbliżonych do rzeczywistych, czy też nauki jazdy w trudnym terenie z ryzykiem przewrócenia czołgu.

Symulator SJCL-6P został wyposażony w interfejsy komunikacyjne HLA/DIS pozwalające na integrację z innymi systemami symulacji (zgodne ze standardami NATO) co umożliwia realizację rozbudowanych scenariuszy taktycznych, zakładających też działanie w większych ugrupowaniach.

Jednym z najciekawszych systemów rozwijanych obecnie przez OBRUM jest kompleksowy symulator SK-1 Pluton. Co ciekawe, wprawdzie jest autorskie rozwiązanie ośrodka, jednak zostało opracowane przy współpracy z wojskowymi jednostkami naukowymi i szkoleniowymi. Centrum Szkolenia Wojsk Lądowych w Poznaniu przekazało uwagi i wnioski wynikające z użytkowania poprzedniej wersji, natomiast Instytut Dowodzenia Akademii Wojsk Lądowych zapewnił wsparcie w zakresie optymalizacji procesu dydaktycznego. Wydział Cybernetyki Wojskowej Akademii Technicznej pomógł w wyborze technologii informatycznych i wyborze narzędzi symulacji komputerowej.

Stanowiska SK-1 Pluton, widoczne instalacje symulatora wieży KTO Rosomak

Efektem tej współpracy jest kompletny system przeznaczony do kompleksowego szkolenia załóg transporterów KTO Rosomak. Co bardzo ważne, dzięki modułowej budowie, umożliwia on prowadzenie zajęć dydaktycznych od poziomu pojedynczego żołnierza, poprzez załogę (zarówno wieży jak i całego pojazdu), aż do plutonu Rosomaków. Jest to niewątpliwie nowa jakość w Polsce oraz standard, do którego dążą armie państw NATO.

Całość składa się z kilku modułów umożliwiających zarówno szkolenie specjalistyczne na poszczególnych stanowiskach, jak i spięcie ich w większą całość (zarówno w ramach symulacji całego pojazdu jak i ugrupowań taktycznych).

Symulator Kompleksowy Moduł Kierowcy (SKMK) jest samodzielnym urządzeniem treningowym przeznaczonym do szkolenia kierowców KTO Rosomak. Wykorzystywany może być do realizacji wielu scenariuszy, począwszy od treningu podstawowego, na szkoleniach wraz z załogą przedziału bojowego skończywszy.

Symulator służący do treningu kierowców Rosomaków. W ramach SK-1 Pluton możliwe jest spięcie we wspólną sieć wszystkich załogantów jak również wirtualna symulacja działań kilku pojazdów

Moduł wyposażono w instalacje odwzorowujące pulpit kierowcy, systemy zasilania pojazdu, układ nawigacji, system detekcji skażeń. Na potrzeby zaawansowanego treningu kierowców przewidziano wyposażenie modułu w elementy odwzorowujące pracę układu zawieszenia i kierowniczego (sześciostopniowa ruchoma platforma, generatory drgań, układ odwzorowania ruchów kierownicy). Dodatkowo moduł kierowcy można doposażyć w oryginalny właz wraz z urządzeniami optycznymi, połączony z systemem zobrazowania dostosowanym do prezentacji obrazu w noktowizji.

Kompleksowy Moduł Bojowy (SKMB) jest kolejnym komponentem systemu treningowego. Służy do szkolenia załóg wieży Hitfist-30P. Moduł został wyposażony w imitatory systemów wieżowych (interfejs SKO, system aktywnej obrony, układy zasilania i sterowania wieży, ręczne prowadzenie ognia). Standardowe wyposażenie pozwala na prowadzenie samodzielnego treningu i prowadzenie ćwiczeń w dowolnej konfiguracji sprzętowej w ramach większego systemu szkoleniowego.

Moduł Bojowy wykorzystywany może być do szkolenia podstawowego z zakresu obsługi wyposażenia przedziału wieżowego (trenażer wieży), do nauki współpracy działonowego i dowódcy, a także jako element nadrzędnego systemu symulacji, np. SK-1 Pluton. Szczególnie istotną cechą modułu SKMB jest możliwość dokładnego odwzorowania warunków panujących w wieży zarówno poprzez pełne odwzorowanie wnętrza wieży, imitację kompletnego jej wyposażenia oraz zastosowanie platformy ruchowej.

Nad całością procesu czuwa instruktor wraz z operatorem, wykorzystując Kompleksowy Moduł Instruktora (SKMI). Pojedynczy zestaw SKMI pozwala na podłączenie czterech kompletnych systemów szkoleniowych (składających się z modułu kierowcy i modułu bojowego). Operator ze swojego stanowiska zarządza systemem symulacji i przebiegiem samego ćwiczenia. Z jego pulpitu możliwe jest zdalne włączenie i wyłączenie poszczególnych modułów, modyfikacja symulowanego pola walki, a także wywoływanie incydentów mających wpływ na przebieg ćwiczenia.

Interfejs instruktora pozwala na przeprowadzenie kompleksowej diagnostyki systemu, zarówno warstwy sprzętowej (zestawy komputerowe, sterowniki sieciowe, itd.), jak i oprogramowania symulatora. Instruktor ma możliwość sprawdzenia aktualnego statusu systemów pojazdu, a także sposobu wykorzystania przez szkoloną załogę oprzyrządowania i sytuacji taktycznej.

SK-1 Pluton wydaje się być wyznacznikiem kierunku w którym powinny się rozwijać przyszłe platformy szkoleniowe dla Sił Zbrojnych RP. Nie tylko pozwala na trening na wielu poziomach ale również jest swoistym metanarzędziem, które można dowolnie konfigurować, i które może ewoluować w miarę pojawiania się nowych wymagań zgłaszanych przez użytkownika.

Niewątpliwie jedną z najważniejszych funkcjonalności jest edytor pola walki. Narzędzie, które pozwala na monitorowanie w czasie rzeczywistym działań jednostek na mapie taktycznej. Interfejs RTE (ang. Real Time Editor) umożliwia dodawanie, usuwanie lub modyfikacje jednostek biorących udział w rozgrywce. Zmiany dokonywane są w trakcie symulacji i mają natychmiastowy wpływ na przebieg rozgrywki. Zastosowane rozwiązania pozwalają operatorowi symulatora między innymi na skalowanie poziomu trudności ćwiczenia, modyfikację scenariusza, czy zmianę parametrów pola walki.

Co ważne każdy z modułów symulatora jest wyposażony w interfejsy DIS oraz HLA zgodne z normą STANAG 4603, co umożliwia integrację systemu ze zgodnymi komunikacyjnie trenażerami i symulatorami, niezależnie od ich fizycznej lokalizacji. Zastosowane interfejsy komunikacyjne umożliwiają zarówno tworzenie gier sieciowych jak dołączenie się do ćwiczeń organizowanych przez armie NATO. Warte podkreślenia jest również, że interfejsy HLA oraz DIS pozwalają na połączenie symulatora SK-1 Pluton z systemami symulacji przeznaczonymi do szkolenia załóg czołgów Leopard 2A4, symulatorami konstruktywnymi użytkowanymi przez Siły Zbrojne RP takimi jak JCATS oraz dowolnymi innymi systemami szkolno-treningowymi wspierające standard HLA lub DIS.

Symulatory proceduralne wykorzystują standardowe wyposażanie komputerowe. Do podniesienia realizmu treningu służą urządzenia peryferyjne imitujące rzeczywiste manipulatory

Na koniec należy wspomnieć o symulatorach proceduralnych. Są to urządzenia szkolno-treningowe oparte o technologie rzeczywistości wirtualnej. Co ważne istotą tego rozwiązania jest wykorzystanie standardowych komputerów co umożliwia szkolenie w macierzystej jednostce. Dodatkowo, aby zwiększyć realizm szkolenia można podłączyć urządzenia peryferyjne symulujące pulpity obsługowe, sterownice lub panele przycisków.

Zgodnie z przyjętą przez OBRUM metodologią takie rozwiązania mają łączyć wstępny etap szkolenia z zaawansowanym szkoleniem na specjalistycznych symulatorach. Ma to być szczególnie przydatne zwłaszcza przy nauce obsługi urządzeń i sprzętu wojskowego, których użytkowanie polega na wykonywaniu dokładnie zdefiniowanych kroków, opisanych w formie z góry zdefiniowanych procedur. W tym przypadku tworzenie zaawansowanych systemów symulacji, wykorzystujących skomplikowane odwzorowanie przestrzeni obsługowych jest nieopłacalne. Podobne efekty szkoleniowe można osiągnąć za pomocą symulatora proceduralnego.

Przykładem takiego podejścia może być urządzenie szkolno-treningowe SMS-20 opracowane do nauki obsługi mostów samochodowych MS-20 Daglezja, produkowanych przez OBRUM. SMS-20 w prosty sposób pozwala na opanowanie procedur układania i podejmowania przęsła mostu w różnych warunkach otoczenia (pogodowych, pory dnia, typ terenu/gruntu) i trybach pracy (automatyczny, ręczny, awaryjny).

Atutem symulatorów proceduralnych jest zastosowanie oprogramowania renderującego (Image Generator). Podczas operowania w świecie wirtualnym szkolony może obserwować i wykonywać wszystkie czynności, działając z rzeczywistej perspektywy. Jedynymi wyjątkami są sytuacje, gdzie ze względu na bezpieczeństwo użytkowania symulowanego urządzenia i dostarczenia dodatkowej wiedzy, system symulacji pokazuje elementy normalnie niewidoczne dla operatora.

Symulatory proceduralne można wykorzystywać w dwóch trybach: nauki oraz egzaminacyjnym. Podczas pracy w trybie nauki, kursant wykorzystuje dokładnie te same elementy wyposażenia symulatora, co w trybie egzaminacyjnym, ale dodatkowo system prowadzi go przez kolejne kroki procedury poprzez szereg podpowiedzi i objaśnień. Oprogramowanie w trybie nauki dostarcza szkolonemu informacje w postaci szczegółowych komunikatów tekstowych i animacji komputerowych uruchamianych na poszczególnych elementach symulowanego pojazdu.

W trybie egzaminacyjnym liczba komunikatów tekstowych ogranicza się jedynie do przekazania szkolonemu uproszczonej listy czynności do przeprowadzenia. Wszystkie elementy symulowanego urządzenia wykorzystywane w trakcie danej procedury obsługowej, są aktywne. Oznacza to, iż operator może wykonać na nich czynności/interakcję, a wbudowane oprogramowanie ocenia, czy podejmowane przez szkolonego czynności zgadzają się z procedurą. Po wyznaczonym czasie bądź zakończeniu szkolenia, system automatycznie generuje arkusz oceny. Dzięki zastosowaniu takich rozwiązań symulatory proceduralne mogą służyć do ciągłego podnoszenia umiejętność z zakresu obsługi urządzeń, a także podtrzymywania wiedzy. Do prowadzenia szkolenia nie jest wymagana obecność instruktora.

Rozwijając systemy szkoleniowe Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Urządzeń Mechanicznych wydaje się podchodzić do problemu w sposób kompleksowy. Zarówno w warstwie dydaktycznej jak i sprzętowej opiera się na informacjach przekazywanych przez głównego użytkownika, którym są Siły Zbrojne RP. Niewątpliwie warty uwagi jest sposób w jaki ośrodek podchodzi do szkolenia żołnierzy, premiując samokształcenie oraz inicjatywę. Można to określić jako pełzającą rewolucję w procesie kształcenia. Oczywiście czynnikami, które wpłynęły na takie podejście są zarówno procedury NATO jaki i postępująca informatyzacja techniki wojskowej. Ta ostatnia powinna mieć również zbawienny wpływ na obniżenie kosztów szkolenia i oszczędzenie cennych resursów platform bojowych.

To wszystko szczęśliwie wymusza odejście od procedur mających swoje korzenie jeszcze w czasach Układu Warszawskiego. Dodatkowo nowoczesne, wielowarstwowe szkolenie jest niezbędne do stworzenia armii specjalistów, a do takiego miana niewątpliwie aspirują Siły Zbrojne RP.