Polska firma energetyczna Enea Operator zmienia obraz szkolenia przyszłej kadry pracowniczej swojej firmy za pomocą technologii wirtualnej rzeczywistości (VR). Jej celem jest podniesienie standardów szkoleniowych, optymalizacja sprzętu i narzędzi wykorzystywanych do praktyk zawodowych oraz zapewnienie bezpieczeństwa pracowników podczas szkolenia. 

Wirtualna przyszłość

Wirtualna rzeczywistość dawno już przestała być jedynie ideą z powieści Science Fiction. Zdaniem Tim Sweeney, twórcy firmy Epic Games
i światowego eksperta grafiki komputerowej, jesteśmy blisko punktu, w którym będzie trudno rozróżnić świat rzeczywisty od tego wirtualnego. Stwierdził, że lata 2020-2030 będą najważniejszym i najbardziej intensywnym okresem rozwoju technologii VR. Naszą przygodę rozpoczęliśmy
od gier i rozrywki. Obecnie wchodzimy w etap implementacji VR w branże takie jak energetyka, medycyna, a nawet nauka lotnictwa.

Techniki VR cieszą się coraz większą popularnością w branżach niebezpiecznych i wymagających trudnych do pozyskania zasobów. Wirtualna rzeczywistość pozwala już dziś ułatwić naukę latania samolotem. Przyszli lekarze wykorzystują gogle w celu nauki przeprowadzania operacji – nie jest konieczne wykorzystywanie ludzkiego ciała do tego typu praktyk. Technologia VR będzie nietuzinkowym, a zarazem kreatywnym dodatkiem do tradycyjnych praktyk. W sektorze energetyki po tę technologię postanowiła sięgnąć polska firma Enea Operator (EOP). Dowiedzieliśmy się, jak na przestrzeni lat kształtował się projekt i jak wygląda obecnie.

Start projektu

W 2019 roku Enea Operator (EOP) ogłosiła uruchomienie nowego projektu badawczo-rozwojowego przy współpracy z Politechniką Poznańską
oraz Uniwersytetem Ekonomicznym w Poznaniu. Tematem przewodnim jest aktywne wykorzystanie technologii VR do szkolenia kadry pracowniczej. Uznano, że głównym narzędziem szkoleniowym zostaną gogle wizualne, a opracowany system będzie zwiększał kompetencje pracowników firmy. Prace nad przełomowym projektem trwają już trzy lata. Łączny koszt inwestycji wyniósł ponad 6,4 mln zł, w tym 3 mln zł dotacji ze środków Unii Europejskiej.

Na początek digitalizacja

Technologia VR jest jeszcze młoda, więc projekt wymagał znacznych inwestycji czasu i pracy w zakresie opracowania wymagań technicznych
i scenariuszy zajęć dydaktycznych, które z uwzględnieniem stanu techniki są możliwe do zrealizowania. Zakres projektu obejmował nowy system szkolenia dla elektromonterów, który opracowano z wykorzystaniem inżynierii wiedzy i metodyki Design Thinking. Enea Operator dokonała przeglądu ponad 90 zidentyfikowanych technologii wykonywania prac pod napięciem i niemalże 40 technologii czynności łączeniowych. 

W ramach przeprowadzonych wizji lokalnych, sporządzono dokumentację filmową przykładowych sekwencji oraz szkoleń z prac pod napięciem. Dodatkowo sporządzono wykaz obiektów i urządzeń, którymi dysponuje EOP. W toku analizy, stwierdzono, że wszystkie obiekty i urządzenia mogą zostać poddane wirtualizacji.

Na zdjęciu: Chmura punktów reprezentująca widok ogólny stacji SN/nN.

Model CAZ stacji GPZ

Kluczową motywacją dla Enei Operator w sięgnięciu po Technologie VR/AR był wysoki wskaźnik niebezpieczeństwa, którym cechuje się sektor elektroenergetyczny. W ramach projektu Enea Operator stworzyła architekturę informatyczną systemu, która składa się z rozproszonych komponentów sprzętowych i programowych połączonych siecią komputerową. Taka budowa umożliwia efektywne tworzenie i prezentację ustandaryzowanych treści w rozproszonych jednostkach. Przykładowo, każdy pracownik wymagający przeszkolenia z obsługi wybranej stacji Średnich Napięć, będzie mógł w bezpiecznych warunkach zapoznać się z możliwymi zadaniami i organizacją przestrzenną placówki. Warunkiem jest dostęp do infrastruktury szkoleniowej – w ramach projektu powstanie 5 stanowisk szkoleniowych. 

Oczywiście architektura sprzętowa i teleinformatyczna bez źródła treści dydaktycznych to też za mało. EOP w analizie sporządzonej przed projektem określiła problem dobitnie: „Przeprowadzona analiza dotychczasowych rozwiązań pokazała, że brakuje obecnie rozwiązań umożliwiających modelowanie szkoleniowych aplikacji VR dla operatorów elektryków, które mogłyby być wykorzystywane bez udziału informatyków”.

W ramach projektu stworzono zatem kreator scen szkoleniowych, który pozwala na tworzenie dowolnych scenariuszy z wykorzystaniem przygotowanej pod tym kątem biblioteki obiektów 3D, zawierającej przykładowe obiekty występujące w typowych stacjach elektromagnetycznych. Obiekty oprócz geometrii 3D i tekstury posiadają parametry opisujące ich właściwości w realnym świecie, które mogą mieć znaczenie wewnątrz cyfrowego scenariusza. Do tworzenia obiektów biblioteki wykorzystano narzędzia 3ds Max oraz Unity – silnika do tworzenia gier wideo, za pomocą którego stworzono na przykład grę „Pokemon Go!”.

Struktura geometryczna obiektu – widoczna regularna struktura quadów i trójkątów.

Instrukcja czynności łączeniowych pokazana na wirtualnym tablecie

Z innej perspektywy

Jak to wygląda w praktyce? Po założeniu gogli i kontrolerów, elektromonter porusza się wewnątrz modelu 3D, który odzwierciedla np. Główny Punkt Zasilający (GPZ). Wirtualna rzeczywistość wygląda na tyle realistycznie, że emuluje najważniejsze obiekty elektroenergetyczne
z dokładnością umożliwiającą bezpieczne i skuteczne odbycie praktyk szkoleniowych. Użytkownik może skorzystać z wielu trybów szkoleń:

·        Eksploracja (brak scenariusza) – swobodne poruszanie się po obiekcie i interakcja z nim w celu zapoznania się z jego budową.

·        Lekcja – Scenariusz z aktywnym trybem pomocy, podświetleniem, ścieżką i niemożliwością popełnienia błędu.

·        Ćwiczenie – Scenariusz z ograniczoną pomocą. Możliwość popełnienia błędu bez konsekwencji.

·        Egzamin – Scenariusz pozbawiony podpowiedzi. Popełnienie błędu skutkuje zakończeniem scenariusza.

Z obecną datą Projekt Enea Operator obejmuje scenariusze szkoleniowe dla 15 wybranych GPZ, 10 stacji średniego napięcia oraz ośrodek szkoleniowy w Łagowie

Powyżej zamieszczony obraz przedstawia wirtualny poligon w Łagowie oraz jeden z Głównych Punktów Zasilających na terenie Enea Operator.

Korzyści, wyzwania, pytania

Na obecną chwilę system stawia przed użytkownikami dwa zestawy problemów. Jeden związany jest z adaptacją do nauki wewnątrz wirtualnej rzeczywistości i ma do czynienia ze sterowaniem i odwzorowaniem czynności rzeczywistych w środowisku VR. Przykładowo: opanowaniem dystansu teleportacji postaci, chwytaniem obiektów, wciskaniem przycisków i przełączników, używaniem kluczy i mierników.

Drugi wymaga interwencji instruktora i związany jest z samą procedurą scenariusza i orientacją przestrzenną. Najczęściej zdarza się, iż nowy pracownik nie zna układu stacji lub GPZ i nie potrafi odnaleźć miejsc oraz narzędzi wymaganych do ukończenia scenariusza. Pozostaje nam poczekać na zakończenie kolejnego etapu projektu, w którym EOP zmierzy się odkrywanymi w trakcie testów wyzwaniami. Z pewnością pomocą
w interaktywnych rozwiązaniach będzie fakt, że przy generowaniu obiektów cyfrowych w scenariuszach wykorzystano internet semantyczny – stosowany w celu formalnej reprezentacji wiedzy pod aplikacje sztucznej inteligencji i w robotyce. System rozumie czym są przedmioty i narzędzia w przestrzeni 3D. Być może w przyszłości będzie nawet w stanie automatycznie generować problemy szkoleniowe.

Czy szkolenie wirtualne zastąpi procesy, z których korzystaliśmy do tej pory? 

„Należy zwrócić uwagę na ogromną zaletę tego systemu – elastyczność. Jesteśmy w stanie rozszerzyć scenariusze szkoleniowe o nowe wirtualne sceny, które będą jeszcze bardziej zaawansowane i dokładne. Jest to idealne dopasowanie się do dynamicznego tempa rozwoju technologii i branży energetycznej. […]. Dzięki dużej elastyczności, stworzenie nowych scenariuszy i wprowadzenie nowych zagadnień, nie będzie problemem” – mówi jeden z pracowników Enei Operator. Jak zapowiadają twórcy aplikacji, z czasem możemy spodziewać się nowych aktualizacji, które będą dostosowane do dzisiejszych wymagań szkoleniowych. 

Czekamy na efekty kolejnego etapu projektu i życzymy powodzenia firmie Enea Operator!

Projekt „Elastyczny system zwiększania kompetencji pracowników służb technicznych z zastosowaniem technik rzeczywistości wirtualnej” jest współfinansowany ze środków unijnych w kwocie 3 050 641 zł w ramach Programu Badawczego „Szybka ścieżka dla dużych przedsiębiorstw
i konsorcjów” wdrażanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Wartość całego projektu wynosi 6 260 305 zł.