Spoločnosť Slovnaft, a. s., tak ako mnoho iných výrobných podnikov vo svete, nedávno čelila situácii, keď vekový priemer zamestnancov rástol a danú situáciu bolo potrebné riešiť. Vytvorilo sa niekoľko podporných programov pre mladých absolventov a novo prijatých zamestnancov; vekový priemer začal klesať. Generačná výmena vohnala do plachiet v radoch zamestnancov nový, svieži vietor. Stále však zostávalo otázkou, ako efektívne a v čo najkratšom čase odovzdať čo najväčšie množstvo rokmi nadobudnutých informácií.
V rafinérii sa ročne spracuje približne šesť miliónov ton ropy a na takéto množstvo ropy je potrebné kvantum technológií, desiatky tisíc zariadení, stovky kilometrov potrubí a MW energie. Niektoré zariadenia a technológie sú jednoduché a ich obsluhu zvládne takmer ktokoľvek, existujú však zariadenia, ktorých nábeh a odstavenie je popísaný v manuáloch na 9 (slovom deviatich) papieroch A4 (obr. 1). Viete si predstaviť, ako dá obsluhe zariadenia zabrať, ak je takýchto zariadení v prevádzke viac a pracovníci musia všetko nosiť v hlave…

Obr. 1: Jedna strana z manuálu nábehu čerpadla

Niektorí zamestnanci sú v danej výrobnej jednotke od jej prvopočiatku desiatky rokov a poznajú každé zariadenie takmer naspamäť. Čo však vtedy, ak daný zamestnanec nie je práve v práci a treba vykonať odborný zásah / manipuláciu a na študovanie manuálov nie je čas? Ide o minúty a každý neodborný zásah môže viesť k výpadku technológie, k poruche zariadenia a v mnohých prípadoch i k zraneniu či ohrozeniu života samotného zamestnanca. Pre takéto kritické situácie sme sa rozhodli pripraviť pilotný tréningový a testovací model vo virtuálnej realite.

Prečo práve virtuálna realita?
Štúdie ukázali, že pri spracovaní informácií a učení sa spoliehame na naše zmysly a zapájanie viac než jedného zmyslu napomáha pri spracovaní informácií. Použitie viacerých zmyslov umožňuje vytvoriť viac kognitívnych spojení a asociácií s koncepciou. To znamená, že je ľahšie prístupná pre toho kto sa učí, pretože existuje viac spôsobov, ako môžu byť informácie spúšťané a získavané zo svojho centra kognitívneho učenia. Všetci máme rôzne štýly učenia, no vo všeobecnosti platí zásada: čím viac zmyslov pri učení zapojíme, tým skôr si danú problematiku dokážeme osvojiť.
Učiaca pyramída (obr. 2) ukazuje percentuálne rozloženie nadobudnutých informácií v závislosti na tom, ktoré zmysly v procese učenia zapojíme.

Obr. 2: Učiaca pyramída, množstvo informácií, ktoré si dokážeme zapamätať v závislosti na zapojení konkrétnych zmyslov

Je evidentné, že samotné ploché čítanie textu (ako to býva zvykom pri študovaní manuálov) je naozaj zdrojom len chabých 10 percent želaného obsahu a sami poznáme ten pocit, keď si niečo musíme prečítať viackrát, prípadne si veci zapísať alebo nahlas zopakovať.
Práve to bolo hnacou silou pre kritické zariadenia v spoločnosti Slovnaft, a. s. pripraviť niečo, čo by posunulo efektivitu učenia o niekoľko stupňov. Virtuálna realita a riešenie ponúknuté spoločnosťou sféra, sa javilo ako naozaj vhodné riešenie.

Výsledné riešenie
Pre pilotný projekt sme sa rozhodli zmapovať, skresliť, namodelovať, rozhýbať a otestovať technológiu nástrekových čerpadiel suroviny vo výrobnej jednotke „Hydrokrak ťažkých zvyškov – RHC“. Ide o funkčnú pozíciu P104ABC. Teda tri zariadenia, kde dve z troch musia byť vždy v chode. Pozícia A je čerpadlo hnané parnou turbínou, zvyšné pozície B a C sú hnané elektromotormi. Tieto čerpadlá sú kritické stroje, ktoré nastrekujú surovinu do reaktorov a pri ich výpadku dochádza k odstaveniu celej výrobnej jednotky a nadväzujúcej technológie v iných VJ v rámci rafinérie. Priame straty sa počítajú v miliónoch eur denne, nepriame straty spôsobujú nemalé problémy v logistike, skladovaní, predaji a celkovo v takmer všetkých oblastiach.
Samotné školenie obsluhy čerpadiel spočíva v kontrole a príprave zariadení pred ich spustením a zo samotného spustenia a v uistení sa, že všetko je tak, ako má byť. Tak, ako vidno na obr. 1, manuál samotnej kontroly technologických parametrov (teploty, tlaky, prietoky a i.) sa nachádza na 6 (šiestich) stranách A4 a pre človeka, ktorý sa nepohybuje dennodenne medzi danými zariadeniami je takmer nemožné určiť, kde sa dané snímače v prevádzke nachádzajú.

* * * * *
Aplikácia má dva funkčné moduly – školiaci a testovací.
* * * * *

Nezabúdajme na všadeprítomný rušivý element – hluk a počasie. Pochopiteľne, čerpadlá s takýmto výkonom a spomínanou funkciou sú v chode 24/7 a prejsť si spolu so školiteľom technológiu s patričným odborným výkladom kedykoľvek v pokoji je takmer nemožné. Aj tento element je vďaka školeniu vo virtuálnej realite odstránený. Počasie už nie je problém, či je zima a mrzne alebo je vonku 38 °C v tieni, technológiu si môžete prejsť v pohodlí školiacej miestnosti za prítomnosti školiteľa a „ohmatať“ si veci štýlom pokus – omyl, čo by ste si v živej prevádzke nemohli dovoliť.
Samotná aplikácia má dva funkčné moduly. Je to školiaci modul a testovací modul. V oboch moduloch sa nachádza interaktívna tabuľa, na ktorej si zamestnanec môže prečítať, čo má vykonať, v akých rozmedziach je odporúčaná hodnota, čo je potrebné urobiť ako nasledujúci krok atď. (obr. 3). Táto tabuľa je niečo ako manuál, alebo, ak chcete, pomôcka pre tých, ktorí neovládajú postup na 100 percent. V školiacom režime je každý krok v prevádzke zvýraznený zelenou farbou a navádza zamestnanca na správne miesto v scéne a následne pri kontrole parametrov systém ponúka infografiku s odporúčaným rozsahom hodnôt pre bezpečné odstavenie / nábeh zariadenia. V testovacom režime takáto farebná pomôcka chýba a zamestnanec musí vedieť, kde sa daný budík / vypínač, spínač, ventil nachádza a aký je odporúčaný rozsah pre bezpečné prevádzkovanie. Pri spustení testovacieho režimu je možnosť zapnúť funkciu na počítanie prejdenej vzdialenosti a teda nastaviť zamestnancovi optimálnu trasu a skrátenie času prepínania pozícií; je možné aplikovať meranie času alebo počítanie chybných krokov. Možnostiam sa medze nekladú.

Obr. 3: Interaktívna tabuľa pre školenie vo virtuálnej realite

Neposlednou výhodou virtuálnej reality sú riešenia – implementácia náhodnej chyby v procese školenia. Zamestnanec sa už nepohybuje po scéne len ako zombie a „neodklikáva“ zelené budíky so správnymi hodnotami. Systém mu generuje náhodne zvolené chyby a tak si zamestnanec (takmer) naživo otestuje reakciu na neštandardný stav a v reálnej situácii dokáže zachovať chladnú hlavu z titulu nadobudnutej empirickej skúsenosti. Niekedy sa jedná o zvýšený tlak, ktorý vie vnútorný operátor z velínu po telefóne znížiť, inokedy sa jedná o nesprávny tlak oleja na bariére, ktorý musí zamestnanec doladiť skrutkou priamo na mieste (vo virtuálnej realite).

Obr. 4: Časť výrobnej jednotky zachytená vo VR

Prínosy nasadenia v petrochemickom priemysle
• Virtuálna prehliadka neprístupných zariadení s možnosťou prezentácie dodávateľom údržby za účelom tvorby cenových ponúk, projektových riešení a i.
• Simulovanie neobvyklých havarijných situácií pokrytých dosiaľ iba teoretickým školiacim materiálom a následné prezentovanie havarijnej situácie priamo zamestnancom – nadobudnutie skúsenosti, intenzívnejší zážitok.
• Redukcia, tzv. paperless office v reálnej praxi, keďže administratíva, ktorá je nevyhnutná pri písaní manuálov pre obsluhu výrobných zariadení a ktorá je sprevádzaná obrázkami s popisom daných úkonov – pracovných postupov.
• Tréning technológie ešte pred jej inštaláciou do prevádzky a v momente inštalácie už vyškolený personál.
• Investičné projekty a simulácia novej technológie v prevádzke.

Výroba a technické detaily
Na samotné vyhotovenie takéhoto modelu sa využívajú technické 3D CAD výkresy, ktoré je potrebné optimalizovať pre rozhranie VR. V prípade že zákazník nemá k dispozícii CAD výkresy, podkladové dáta sú tvorené 360-stupňovým videozáznamom a detaily dopĺňané fotografickými snímkami.

Obr. 5: Level detailov v aplikácii je na vysokej úrovni

Takto kreovaný model pre tvorbu virtuálnej reality možno využiť ako parciálny technický podklad riešeného prvku, prípadne ho využívať ako digitálnu formu prezentácie technológie. Kvôli realistickejšiemu vizualizovaniu modelovaného objektu je model dotváraný textúrami a materiálovými referenciami. V rámci rozhrania je možné prostredie doplniť aj zvukovými záznamami, ktoré dotvárajú technické a pracovné postupy nahrané v interaktívnom školiacom postupe.
Využiteľnosť uvedených dát pre potreby virtuálnej reality je možné modifikovať aj pre výstup do foriem RT – Real Time, kde je možné absolvovať školenie bez potreby špeciálnych periférií.
Výhodou školenia v RT je možnosť tímového školenia na viacerých počítačoch simultánne (ideálne riešenie pre školy, atď.)
Ďalšou formou výstupu je AR – rozšírená realita, ktorej pridanou hodnotou je použiteľnosť priamo v pracovnom prostredí.
Dĺžka výroby závisí od kompletnosti podkladových dát a počtu modelovaných elementov. Tvorba jednej scény trvá spravidla približne dva mesiace, ktoré sú potrené na prípravu obsahov, testovanie obsahov vo virtuálnej realite a vizualizovanie. Následne je potrebný jeden mesiac na prípravu logiky, teda prípravy postupov a interakcie s prostredím.

TEXT/FOTO: Dávid Ondruš, Slovnaft, a. s., Dávid Gulla, sféra, a. s.