ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОЙ И ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТЕЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ

Введение

Дополненная реальность (AR — «дополненная реальность») — результат введения в зрительное поле любых сенсорных данных с целью дополнения сведений об окружении и изменения восприятия окружающей среды. Пример использования дополненной реальности, когда реальные объекты дополняются наложенной на них информацией. Не следует путать с виртуальной реальностью.

Виртуальная реальность (VR, искусственная реальность) — созданный техническими средствами мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание и другие. Виртуальная реальность имитирует как воздействие, так и реакции на воздействие. Для создания убедительного комплекса ощущений реальности компьютерный синтез свойств и реакций виртуальной реальности производится в реальном времени [1].

Виртуальные пространства хорошо знакомы почитателям игровой сферы. Но то, что система виртуальной реальности является чем-то довольно серьезным и может эффективно применяться в довольно крупных отраслях, например в энергетике, известно немногим. А ведь это действительно эффективное средство, позволяющее создавать симуляции любых ситуаций. При помощи виртуального мира, созданного на базе VR, можно четко отработать систему безопасности и воспроизвести любые штатные процессы для тренировки сотрудников и выявления слабых мест в работе отдельных элементов оборудования и рабочего комплекса в целом.

Первые попытки создания интерактивных устройств, позволяющих взаимодействовать с имитируемой реальностью или дополняющих реальность накладываемой информацией, предпринимались еще в начале XX века, сама концепция смешанной реальности («континуум реальности-виртуальности), элементами которой являются AR и VR в современном представлении, является достаточно молодой (24 года), равно как и рынок самих технологий виртуальной и дополненной реальности. И хотя понятия и концепции виртуальной и дополненной реальности не претерпели радикальных изменений за последние 30 лет, но технологии виртуальной и дополненной реальности прошли значительный эволюционный путь как в плане совершенствования устройств и программного обеспечения, так и контента и уже пережили несколько скачков роста. Их применение не ограничится лишь сферой развлечений и игр.

1. Виды устройств VR

К предметам VR мы относим все устройства, которые используем для погружения в виртуальный мир. Это могут быть:

• Костюм виртуальной реальности – устройство, позволяющее человеку погрузиться в мир виртуальной реальности (см. рисунок 1). Это костюм, полностью изолирующий от внешнего мира, внутри которого находятся видеоэкран, многоканальная акустическая система и электронные устройства, воздействующие на нервные окончания кожи, вызывая иллюзию прикосновений или, например, дующего ветра. В электроэнергетике не используется из-за нецелесообразной цены [2].
  
• Очки VR – После того как человек надевает на себя такой девайс, все, что он видит — это виртуальный мир (см. рисунок 2). Это, например, главное отличие очков виртуальной реальности от очков дополненной реальности. Очки виртуальной реальности — это все равно, что наушники, но только для глаз [2].
  
• Перчатки – популярны у любителей виртуальных игр (см. рисунок 3). Зачастую выглядят они как обыкновенные перчатки из Ашана, но умеют считывать движения рук и имитировать их на экране с помощью игрового движка. К самым интересным девайсам можно отнести разработку китайской компании Dextra Robotics [2].
  
• Комната VR – дает самый полный эффект погружения в виртуальный мир. Основные преимущества комнат перед шлемами — это высокое разрешение изображения, низкая задержка трекинга, широкое поле зрения, трекинг головы и пространственной «мыши» во всем объеме комнаты, а если нужно, то и всего тела, включая пальцы (если дополнительно использовать костюм и перчатки виртуальной реальности) [2].
  

Рисунок 1. Костюм виртуальной реальности

Рисунок 2. Очки VR в разборе

Рисунок 3. Перчатка виртуальной реальности

2. Типы виртуальной реальности

Для погружения в виртуальную реальность используются различные технические средства: от самых простых шлемов виртуальной реальности до сложных VR-систем вроде комнаты виртуальной реальности (CAVE). Они позволяют человеку ощутить себя присутствующим в другом мире или реалистично увидеть перед собой прототип чего-либо, существующего пока только в чертежах. В качестве примера рассмотрим четыре типа систем виртуальной реальности от компании VE Group: VE HMD, VE CADWall, VE CAVE и VE Panorama [2].

• VE HMD — это полноценное решение на базе шлема виртуальной реальности, предоставляющее необходимые инструменты для создания и работы с интерактивной виртуальной средой. Как правило, используется для обучения персонала, поведенческих исследований, визуализации дизайна и архитектурных решений.
  
• VE CADWall — проекционная стереоскопическая система виртуальной реальности с одним широким экраном, размер которого может достигать 10 и более метров, а разрешение — нескольких миллионов пикселей; обеспечивает достаточный уровень погружения и интерактивности для коллективной работы группы экспертов из различных областей знаний.
  
• VE CAVE — комната виртуальной реальности — представляет собой многогранную (от трех до шести экранов) проекционную систему 3D-визуализации, которая позволяет одновременно нескольким пользователям совместно манипулировать сложными 3D-моделями в масштабе 1:1 и обеспечивает наибольший эффект погружения, доступный на данный момент времени.
  
• VE Panorama — панорамная система визуализации, имеющая цилиндрический экран (до 180 градусов) и разрешение в несколько миллионов пикселей, что обеспечивает достаточный уровень погружения и интерактивности для коллективной работы группы экспертов из различных областей знаний, а также впечатляющие презентации.
  

3. Принцип работы AR и VR

Основа технологии дополненной реальности – это система оптического трекинга. Это значит, что «глазами» системы становится камера, а «руками» - маркеры. Камера распознает маркеры в реальном мире, «переносит» их в виртуальную среду, накладывает один слой реальности на другой и таким образом создает мир дополненной реальности.

Технология дополненной реальности это, в основе своей, программное обеспечение. То есть это специальные математические алгоритмы, которые связывают камеру, метки и компьютер в единую интерактивную систему.

Основная задача системы – определить трехмерное положение реальной метки по ее снимку, полученному с помощью камеры. Процесс распознавания происходит поэтапно. Сначала снимается изображение с камеры. Затем программа распознает пятна на каждом кадре видео в поисках заданного шаблона – рамки метки. Поскольку видео передается в формате 2D, то и найденная на кадре рамка метки определяется как 2D контур. Как только камера «находит» в окружающем пространстве рамку, ее следующая задача – определить, что именно изображено внутри рамки. Как только сделан последний шаг, задача системы – построить виртуальную 3D модель в двухмерной системе координат изображения камеры. И привязать ее к метке.

После этого, как бы мы ни передвигали метку в реальном пространстве, виртуальная 3D модель на ней будет точно следовать за движением метки.

Аппаратная часть, для реализации базовых функций технологии дополненной реальности должна решать 3 основных задачи: получать видеопоток хорошего качества, иметь возможность обработать данный видеопоток и дополнить слоем с виртуальными объектами и, конечно же, вывести обработанные данные на устройства вывода для восприятия конечным пользователем [4].

3.2 Принцип работы виртуальной реальности.

Основные гаджеты работают по следующему принципу:

• Очки – Самым распространённым средством погружения в виртуальную реальность, являются специализированные шлемы/очки, которые одеваются на голову
  человека. Принцип работы такого шлема достаточно простой. На расположенный перед глазами дисплей выводится видео в формате 3D. Прикрепленные к корпусу гироскоп и акселерометр отслеживают повороты головы и передают данные в вычислительную систему, которая изменяет картинку на дисплее в зависимости от показаний датчиков. В итоге, пользователь имеет возможность «оглядеться» внутри виртуальной реальности и чувствовать себя в ней, как в настоящем мире. Для того, чтобы изображение имело высокую четкость и всегда попадало в фокус, используются специальные пластиковые линзы.
  
• Перчатки – В качестве основы устройства годится обычная перчатка. На ее большой и указательный пальцы с помощью липучек закрепляются два электростатических тормоза. Они представляют собой две металлические полоски, одна из которых покрыта тонким слоем диэлектрика. Принцип работы тормоза заключается в том, что в обычном состоянии полоски свободно скользят относительно друг друга, но при приложении напряжения противоположные заряды на двух пластинах вызывают электростатическое притяжение. Инженеры показали, что один такой тормоз может в активированном состоянии удерживать груз массой два килограмма.Тормоз позволяет создавать сопротивление движению руки и создавать ощущение, будто пользователь сжимает предмет с определенной жесткостью. Кроме того, для реалистичности инженеры добавили в липучки на концах пальцев пьезоэлектрические актуаторы, которые на небольшое время активируются во время контакта с виртуальным объектом и имитируют прикосновение к нему. Также инженеры закрепили на перчатке визуальные маркеры, позволяющие системе захвата движений сопоставлять движения руки и положение виртуальных объектов.

Каким образом AR-технологии позволяют бороться с существующими вызовами на производстве? Например, серьезной проблемой в последнее время стал недостаток квалифицированного персонала для выполнения различных ремонтных, регламентных и монтажных работ. Для этого существует множество причин: падение престижа технических профессий; увеличение количества и видов оборудования, требующего высокой квалификации и специальных знаний; быстрая смена поколений приборов и программно-технических комплексов и т. д. Если к этому добавить объективные сложности обучения, когда даже специализированные учебные центры не могут себе позволить наличия реального оборудования для проведения тренировок, то станет понятен масштаб проблемы.

Представим себе, как сотрудники, впервые прибывающие на объект, включают планшеты с установленным специализированным ПО и подключением к облачным сервисам. Уже в дороге они могут получить исчерпывающую информацию о возникшей технической проблеме, о ранее проводившихся работах, а также рекомендации по технике безопасности. Наводя камеру планшета на оборудование, поверх изображения реального объекта на экране они получают пошаговые инструкции и рекомендации по выполнению работ, включая возможность запустить обучающие видеофрагменты. Каждая выполненная операция подтверждается, что позволяет центрам управления контролировать качество и полноту выполненных работ [2].

С практической точки зрения в энергетике наиболее очевидным и востребованным выглядит спектр решений VR для обучения сотрудников, а также приложения дистанционного присутствия (ассистинговая реальность), то есть удалённая поддержка специалистов «в поле».

Обучение в виртуальной реальности позволяет погрузить работника в среду, максимально приближенную к реальной, для отработки навыков безопасного поведения на промышленных объектах и действий эксплуатационного персонала при ликвидации технологических нарушений. VR даёт возможность смоделировать ситуации, которые при обычных тренировках в реальности создать нельзя: короткое замыкание, загорание, разрушение оборудования и т. п.

Также с применением VR/AR можно осуществлять техническую поддержку при проведении ремонта и обслуживании сложного оборудования. В этом случае в режиме реального времени используются визуализация и информирование при помощи мобильных устройств.

Есть у VR/AR-технологий и другие, скрытые на первый взгляд, но очень интересные и перспективные возможности применения. Например, в сочетании с 3D-моделью предприятия можно проводить виртуальные осмотры для новых сотрудников, студентов, представителей контролирующих и надзорных органов. Показывать в безопасном режиме технологические процессы, не бояться травм или нежелательных отступлений посетителей от маршрута.

Сотрудники промышленных предприятий ежедневно выполняют тысячи операций согласно строгим регламентам. Любая ошибка может стоить жизни или привести к серьёзным финансовым потерям. Технологии дополненной реальности позволят сократить расходы на тестирование и обслуживание оборудования, а  также обучить людей работе без риска остановить всё производство и нанести вред здоровью. Именно поэтому AR активно внедряется в предприятия по всему миру.

5. Виртуальный напарник или удаленный ассистент

Разработка Modum Lab «Ассистент дополненной реальности ARdviser» проходит опытную эксплуатацию в нескольких промышленных компаниях, в том числе на полигоне Учебного комплекса «Россети Ленэнерго». Здесь обучаются и отрабатывают профессиональные навыки сотрудники электросетевого комплекса, которые обеспечивают бесперебойную подачу электроэнергии в жилые дома и на предприятия.
ARdviser обладает двумя важными функциями. Это виртуальный напарник и удалённый ассистент [3].

5.1 Виртуальный напарник

Эта функция помогает оперативному персоналу выполнять регламентные операции и не упустить ни одного шага. Порой работник может устать и совершить ошибочное действие, которое впоследствии приведёт к аварии, а система ARdviser способна это предотвратить. Для этого сотрудник должен надеть очки дополненной реальности, задать системе необходимый вид работ и подойти к оборудованию. Виртуальный напарник озвучит последовательность действий, которые необходимо выполнить в рамках регламента, и выделит рабочие зоны графически с помощью элементов дополненной реальности. Голосовыми командами работник подтверждает выполнение операций и делает фотографии по требованию [3].

Также ARdviser — удобный инструмент для контроля и аналитики происшествий. Весь процесс выполнения операций фиксируется на видеокамеру, встроенную в очки. Поэтому в  случае возникновения нештатной ситуации можно посмотреть видеозапись и определить, где именно была допущена ошибка.

5.2 Удаленный ассистент

Данная функция используется, если нужна консультация узкоспециализированного эксперта, которого на данный момент нет на объекте. ARdviser поможет избежать внеплановых трат на командировки: специалисту достаточно будет просто включить компьютер и с помощью системы связаться с оперативным персоналом. Эксперт будет видеть всё то же самое, что видит работник в очках дополненной реальности, и  сможет комментировать происходящее голосом, ставить метки на экране и выводить дополнительные материалы благодаря специальному интерфейсу[3].

Таким образом, «Ассистент дополненной реальности ARdviser» позволяет снизить влияние человеческого фактора на процесс работы и риск возникновения аварийной ситуации, способствует повышению производительности труда, а также осуществляет дополнительный контроль над персоналом.

В Учебном комплексе «Россети Ленэнерго» планируют применять ARdviser для адаптации и введения в должность начинающих специалистов, а также для повышения квалификации опытных сотрудников.

6.Цифровые двойники

6.1 Какими бывают двойники

Цифровых двойников можно разделить на три типа:

• Двойник-прототип (Digital Twin Prototype) – это виртуальный аналог реально существующего элемента. Он содержит информацию, которая описывает определенный элемент на всех стадиях — начиная от требований к производству и технологических процессов при эксплуатации, заканчивая требованиями к утилизации элемента.
  
• Двойник-экземпляр (Digital Twin Instance) - содержит в себе информацию по описанию элемента (оборудования), то есть данные о материалах, комплектующих, информацию от системы мониторинга оборудования.
  
• Агрегированный двойник (Digital Twin Aggregate) - Объединяет прототип и экземпляр, то есть собирает всю доступную информацию об оборудовании или системе.
  

Для компаний, которые эксплуатируют электрические сети, наиболее актуален двойник-экземпляр. Он основывается на математической модели сети.

В таком цифровом двойнике может находиться информация о технических параметрах используемого оборудования (кабели, трансформаторы, выключатели и т.д.), дате его ввода в эксплуатацию, географические координаты, данные с измерительных устройств.

Эту информацию используют для проведения расчетов по подключению новых потребителей, а также различных расчетов электрических сетей. Например, расчет режимов, токов короткого замыкания, координации установок релейной защиты и другие.

Как правило, эти расчеты проводят различные подразделения, и в каждом из них существует своя собственная математическая модель одной и той же физической сети. Использование разных моделей часто приводит к ошибкам и снижению точности.

Применение единого цифрового двойника всеми подразделениями компании может помочь решить данную проблему.

Таким образом, для электрических сетей цифровой двойник — это база данных с информацией о сети, которая интегрирована с другими ИТ-системами энергокомпании (SCADA, геоинформационная система, система управления активами и пр.).

Цифровой двойник должен синхронизировать данные, полученные из разных источников, таким образом, чтобы они точно соответствовали текущему состоянию электрической сети [1].

6.2 Кто использует цифровые двойники в энергетике

Компании, которые эксплуатируют электрические сети, можно разделить на два типа:

• операторы магистральных сетей (обслуживают сети классом напряжения 110–750 кВ);
  
• операторы распределительных сетей (обслуживают сети классом напряжения 0,4–110 кВ).
  

Концепцию цифрового двойника можно применять для каждого типа компаний, но реализация будет отличаться.

Например, в магистральных сетях меньшее количество элементов, которые более широко распределены в пространстве (более протяженные линии с меньшим количеством подстанций). У распределительных сетей, особенно городских, больше оборудования — много непротяженных кабелей, большое количество трансформаторных пунктов.

Например, по данным компании «Россети Московский регион», в московском регионе используют 613 высоковольтных подстанций и более 40 тыс. трансформаторных пунктов.

Это означает, что для распределительных сетей характерно создание огромных массивов данных, которые достаточно трудно обрабатывать. Так что в этом случае задача по интеграции цифрового двойника сети решается другим путем [1].

6.3 Решение для магистральных сетей

Цифрового двойника для магистральных сетей можно создать с помощью CIM (Common Information Model) модели. Это абстрактная логическая модель данных, которая описывает компоненты энергосистем в форме нотации UML — универсального языка семантического моделирования (стандарт IEC 61968). Благодаря такой стандартизации информацию, которая хранится в базе данных в формате CIM, можно использовать в различных ИT-системах компании.

В 2016 году компания Fingrid создала цифрового двойника для магистральных сетей в проекте ELVIS (ELectricity Verkko Information System).

Fingrid — это оператор магистральных сетей в Финляндии. Он обслуживает 116 высоковольтных подстанций, 4600 км линий по 400 кВ, 2200 км линий по 220 кВ и 7600 км линий по 110 кВ. Все информационные системы компании объединили вокруг единой базы данных электрической сети, которая хранила информацию в формате IEC CIM 61970.

Специалисты настроили цифрового двойника так, что данные из систем SCADA, геоинформационной системы ArcGIS, и системы управления активами Maximo, стали поступать в единую базу CIM-модели.

Всю эту информацию Fingrid стала использовать для обслуживания сети и проведения различных расчетов. В результате цифровой двойник позволил компании повысить производительность, снизить затраты, повысить надежность передачи электроэнергии и улучшить эффективность бизнес-процессов [1].

6.4 Возможности для распределительных сетей

Для распределительных сетей, как уже было сказано, характерно большее количество элементов. Из-за этого сложнее внедрять различные ИT-решения и интегрировать их между собой.

Оптимальный способ для создания цифрового двойника в этом случае — использование геоинформационной системы (ГИС) и расчетного комплекса, который содержит математическую модель электрической сети.

Словакская распределительная компания VSE Group (часть European RWE Group) обслуживает более 610 000 потребителей с помощью 34 подстанций по 110/22 кВ и 6000 подстанций по 22/0,4 кВ. Общая протяженность высоковольтных линий по 110, 22 и 0,4 кВ, а также кабельных сетей — 21 тыс. км.

Компания внедрила большое количество ИT-систем, для эффективной работы которых требовалась актуальная математическая модель сети. На ведение такой модели уходило до 5 тыс. часов в год. Кроме того, любые изменения физической сети, которые происходят постоянно, требовали корректировок математической модели сети.

Эту проблему решил адаптор, который установили между геоинформационной системой и расчетным комплексом. Он стал выгружать данные из ГИС и переводил их в формат, который мог считать расчетный комплекс.

После того как данные преобразовывались, дополнительная информация из SCADA и системы учета добавлялась непосредственно в эту базу данных. Такое решение позволяет добавлять данные и параметры различного оборудования, включая оборудование сети низкого напряжения, устройства защиты и информацию по нагрузкам [1].

7. Обучение персонала при помощи виртуальной реальности.

7.1 Обучение при помощи VR

Рассмотрим две компании, которые уже внедрили технологию для обучения персонала,
«Росэнергоатом» и «Россети».

Концерн «Росэнергоатом», входящий в электроэнергетический дивизион госкорпорации «Росатом», внедрил виртуальный (VR) тренажер по эксплуатации и обслуживанию комплектного распределительного устройства КРУ-10кВ для обучения персонала электроцеха на Ленинградской АЭС-2. Цифровое решение позволит сократить время обучения, улучшить качество подготовки и повысить уровень квалификации персонала АЭС, снизить травматизм и вероятность несчастных случаев, а также обеспечить безаварийную работу с энергоблоками и оборудованием.

«Введение виртуального тренажера по эксплуатации и ремонту КРУ-10кВ на АЭС – задача сама по себе непростая, которую необходимо реализовать в условиях импортозамещения. Сейчас проект внедрен в промышленную эксплуатацию в учебно-тренировочном подразделении ЛАЭС-2. Мы уже получили первые положительные отзывы о работе на VR-тренажере от персонала электроцеха. Это дает нам основания и дальше применять технологию виртуальной реальности в оптимизации рабочих процессов в целом и в обучении в частности».

VR-тренажер содержит шесть целевых сценариев, которые позволяют персоналу регулярно отрабатывать практические навыки по эксплуатации и обслуживанию электрооборудования в безопасной виртуальной среде, не подвергая себя опасности.

Тренажер виртуальной реальности представляет собой цифровую реплику двух основных локаций АЭС и более 500 моделей оборудования, инструментов, объектов в помещениях. Сценарии тренажера выстроены в полном соответствии с инструкциями, регламентами, бланками и программами переключений. За счет этого сотрудники при обучении погружаются в полноценную копию рабочего места и отрабатывают все регламентные действия до автоматизма. Это позволяет повысить уровень их осознанности при работе на реальном оборудовании и снизить риски возникновения инцидентов и аварийных ситуаций. Планируется, что в среднем за год на данном тренажере будут проходить обучение до 1 тыс. специалистов.

Результаты обучения и тестирования персонала автоматически формируются в отчет, который получает руководитель, а видеозаписи сессий обучения предназначены для проработки ошибок. Управление тренажёром осуществляется из тренинг-модуля, где инструктор назначает сценарии прохождения тренажера и видит прозрачную статистику по каждому сотруднику.

В первом тренажере обучающемуся предлагается заменить выключатели на открытом распределительном устройстве мощностью 110 кВ (см. рисунок 4): получить допуск, провести инструктаж, используя автогидроподъемник, демонтировать старый выключатель, а затем монтировать новый. Работы на тренажере повторяют имеющуюся на объектах ПАО «Россети» практику замены маломасляных выключателей на элегазовые [5].

Рисунок 4. Виртуальная модель замена маломасляных выключателей на элегазовые

Второй тренажер предлагает выполнить работу на высоте (см. рисунок 5) — заменить изолирующую подвеску на воздушной линии мощностью 500 кВ без снятия напряжения. А именно: получить допуск на рабочее место, экипироваться и проверить снаряжение, подняться по опоре на траверсу и произвести работы на высоте.

Рисунок 5. Виртуальная модель замена изолирующей подвески на воздушной линии

7.2 Обучение персонала при помощи AR

Первое российское приложение дополненной реальности было выпущено компанией VR CORP для электромонтажного производства. Руководство компании “Технологии Энергосбережения Сибири” столкнулось с текучкой кадров, в результате чего много средств и усилий тратилось на обучение вновь приходящих сотрудников. Для офисного персонала было создано приложение, с помощью которого любой сотрудник мог навести смартфон на электротехническую схему и рассмотреть в подробностях 3D-модель готового изделия, включая все её комплектующие. Особо это приложение актуально для молодых специалистов без опыта работы. Вводный курс обучения специальности сократился до простой схемы: взял смартфон, запустил приложение, навёл на электротехническую схему и рассмотрел все подробности об изделии в его готовом виде.

Похожее по функционалу приложение было разработано для рабочих сборочного цеха. Вместо электромонтажной схемы специалист получает информацию о размещении деталей и кабелей в будущем изделии, а подсветка каждой детали вовремя предупреждает, если используются неправильные комплектующие [5].

7.3 Обучение персонала при помощи виртуального напарника

В Учебном комплексе «Россети Ленэнерго» в тестовом режиме запустили в работу систему с дополненной реальностью ARdviser. Виртуальный ассистент призван помочь оперативному персоналу безошибочно выполнять действия на электросетевом оборудовании, проводить фотофиксацию и анализ работы.

«Концепция данной системы реализована с помощью очков дополненной реальности со встроенной камерой. В течение первого месяца работы устройство доказало свою эффективность и удобство и может успешно применяться для обучения специалистов, работающих на подстанциях. Технология призвана минимизировать риски возникновения технологических нарушений в связи с человеческим фактором, повысить качество ремонтных работ и «техосблуживания». Система имеет два основных режима – «виртуальный напарник» и «удаленный помощник». Первый пошагово помогает специалисту выполнить операцию на оборудовании: выводит заказ-наряды в текстовом и голосовом формате, необходимую дополнительную информацию и подсказки по дальнейшим действиям.

Второй режим позволяет удаленно использовать помощь эксперта – например, диспетчера, который с помощью приложения видит все, что наблюдает специалист на месте.

Кроме того, с помощью гаджета оперативный персонал может проводить фото- и видеосъемку операций, а система автоматически сформирует отчет и проведет аналитику по выполненной работе.

После апробации на оборудовании Учебного комплекса «Россети Ленэнерго» специалисты планируют развивать проект, дополняя его новыми функциями в помощь электротехническому персоналу [1].

8. Пример применения виртуальной реальности в энергетике

В качестве реализованных примеров применения технологий виртуальной реальности в России можно привести АО «Росатом».

Для эффективного строительства энергоблоков атомной электростанции им необходим был инструмент, который позволил бы оптимизировать процесс строительства: проводить детальное моделирование плана производства работ, менять последовательность действий в зависимости от графика поставок подрядчиков и субподрядчиков и минимизировать риски и последствия задержек. Таким инструментом стала система виртуальной реальности типа VE CADWall, состоящая из большого плоского экрана и нескольких проекторов, выводящих бесшовное изображение в 3D-формате в масштабе 1:1.

Система интерактивного взаимодействия обеспечивает отслеживание перемещения человека перед виртуальной сценой, а костюм и перчатки виртуальной реальности позволяют ему взаимодействовать с виртуальными объектами: отрабатывать процессы сборки, обеспечения увязки, собираемости и взаимозаменяемости деталей. Кроме того, в VR-систему была интегрирована система ВКС для проведения конференций и совещаний в штабе строительства [4].

На данный момент система используется Росатомом для обслуживания и контроля процесса строительства АЭС, а также для обучения персонала и презентаций.

9. Основные итоги

Подведем итоги, что же нам дают новые технологии виртуальной реальности в электроэнергетике.

9.1 Виртуальный напарник

Эта функция помогает оперативному персоналу выполнять регламентные операции и не упустить ни одного шага. Порой работник может устать и совершить ошибочное действие, которое впоследствии приведёт к аварии, а система ARdviser способна это предотвратить. Для этого сотрудник должен надеть очки дополненной реальности, задать системе необходимый вид работ и подойти к оборудованию. Виртуальный напарник озвучит последовательность действий, которые необходимо выполнить в рамках регламента, и выделит рабочие зоны графически с помощью элементов дополненной реальности. Голосовыми командами работник подтверждает выполнение операций и делает фотографии по требованию [3].

Также ARdviser — удобный инструмент для контроля и аналитики происшествий. Весь процесс выполнения операций фиксируется на видеокамеру, встроенную в очки. Поэтому в  случае возникновения нештатной ситуации можно посмотреть видеозапись и определить, где именно была допущена ошибка.

9.2 Удалённый ассистент

Данная функция используется, если нужна консультация узкоспециализированного эксперта, которого на данный момент нет на объекте. ARdviser поможет избежать внеплановых трат на командировки: специалисту достаточно будет просто включить компьютер и с помощью системы связаться с оперативным персоналом. Эксперт будет видеть всё то же самое, что видит работник в очках дополненной реальности, и  сможет комментировать происходящее голосом, ставить метки на экране и выводить дополнительные материалы благодаря специальному интерфейсу [3].

Таким образом, «Ассистент дополненной реальности ARdviser» позволяет снизить влияние человеческого фактора на процесс работы и риск возникновения аварийной ситуации, способствует повышению производительности труда, а также осуществляет дополнительный контроль над персоналом.

9.3 дополненная реальность

Дополненная реальность все больше проникает в повседневную жизнь, внедрение её может увеличить скорость производственного процесса, помогает легко получать доступ к необходимым данным, сокращает время простоя производства, снижает до минимума количество ошибок сотрудников и способствует быстрому их выявлению.

Технологии дополненной реальности несут в себе большой потенциал для использования в сфере корпоративного обучения. Кроме того, дополненная реальность может придать уникальные свойства товару. Вместо сложных и скучных инструкций производители смогут выпускать приложения, которые донесут пользователю информацию о продукте наглядно, точно и доступно.

9.4 Цифровой двойник

Цифровой двойник оказался более эффективным и простым в реализации, чем создание отдельных интерфейсов для всех ИT-подсистем. Эта система помогла компании создавать более точную модель и значительно ускорила работу с ней.

Теперь специалистам нужно около двух-трех часов, вместо 500 часов, которые приходилось тратить на создание актуальной математической модели сети

9.5 Виртуальная реальность

Цена малейшей ошибки в энергетической отрасли может быть невероятно велика! Для того чтобы минимизировать риски, следует особое внимание уделять подготовке кадров для работы в заданной отрасли. И, конечно, как бы ни была важна теория, она ничто без хорошей практики! Системы виртуальной реальности – это и есть надежный и эффективный тренажер, при помощи которого можно легко спроецировать любую ситуацию и отработать порядок действий для решения всех возможных проблем.

При помощи VR-системы:

• отрабатывается порядок действий в режиме чрезвычайной ситуации;
  
• достигается оптимизация временных затрат на проведение срочного ремонта;
  
• отрабатывается демонтаж/монтаж элементов оборудования.
  

При помощи систем VR можно визуализировать проект для коллективного ознакомления, последующей корректировки и принятия общих решений в рамках корпоративной деятельности.

Заключение

Для того чтобы минимизировать риски, следует особое внимание подготовке кадров для работы в заданной отрасли. И, конечно, как бы ни была важна теория, она ни что без хорошей практики! Системы виртуальной реальности – это и есть надежный и эффективный тренажер, при помощи которого можно легко спроецировать любую ситуацию и отработать порядок действий для решения всех возможных проблем.

Дополненная реальность в первую очередь – это надежная подготовка кадров, также существенно помогает в решении проблем с увеличением скорости производственного процесса, получении доступа к необходимым данным, снизить количество ошибок сотрудников. Помогает донести информацию наглядно и доступно.

Данные технологии существенно облегчают жизнь на производстве, в обучении и повседневной деятельности.

Библиографический список

1. Елена Никитина «Виртуальные электросети: как работают цифровые двойники в электроэнергетике».
2. Технологии и концепции, IT-Enterprise – управление бизнесом, производством.
3. https://mining-cryptocurrency.ru/vr-ar-virtualnaya-dopolnennaya-realnost
4. https://www.eprussia.ru/epr/330/1923392.htm
5. https://dprom.online/unsolution/dopolnennaya-realnost-v-promyshlennosti-opyt-vnedreniya-kompleksnoj
6. https://peretok.ru/opinion/20994/?ysclid=l1s1i52yz8
7. https://trends.rbc.ru/trends/industry/610a91cb9a7947d9605dc20e

---

Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Моравель Вячеслав Игоревич»