Путешествие во времени и пространстве: как XR-технологии революционизируют строительство и промышленность

Виртуальная и дополненная реальность заработала обманчивую репутацию перспективной, но пока только развлекательной технологии. На фоне демонстраций реалистичных пейзажей из видеоигр невольно забывается, что AR- или VR-очки лишь устройство для отображения информации. Любой информации. TechInsider поговорил со специалистами Кольской горно-металлургической компании, дочернего предприятия «Норникеля», о том, как AR и VR меняют промышленность — от строительства до консультаций с экспертами и обучения.
Путешествие во времени и пространстве: как XR-технологии революционизируют строительство и промышленность
Норникель

На стройке перерыв — пришло время провести контроль проделанной работы. Но вместо бумажных планов и папок специалист достает AR-очки. И вот поверх уже возведенных конструкций появляется полная модель сооружения. Если требуется, можно наложить схему труб или электропроводки. Главное, что наглядно видны любые коллизии с планом; фото, видео- и аудиопометки тут же заносятся в виртуальный макет. И это не выдуманная история, а реальность.

Всё, что для этого нужно, — очки и цифровая информационная модель сооружения, которую сегодня и так создают при любом строительстве. Чтобы «закрепить» план на местности, в него изначально закладывают координаты. Если координат нет, модель «цепляют» за фундамент, любой столб или колонну. Также AR-маркером может быть заранее распечатанный QR-код.

Андрей Андрейчук, начальник управления технической экспертизы проектов и обеспечения строительства Кольской ГМК:

«Специалист наводит очки на приложенный к стене QR-код, и цифровая модель привязывается один в один к объекту строительства. Так мы видим, какие работы выполнены, есть ли коллизии. Мы можем прогнозировать, какие проблемы вероятны на последующих этапах монтажа или пуско-наладочных работ. Дополненная реальность позволяет сразу увидеть отклонения от проекта. Например, если монтажник неправильно установил панель, и проем для воздуховода сдвинулся».

Любые отклонения фиксируются в цифровой модели, оценивается критичность влияния, после чего принимается решение — оставить с учетом неточностей или исправлять.

Возникает логичный вопрос, насколько точна такая дополненная реальность. По словам Андрея Ивановича, в компании есть разные инструменты контроля точности и качества строительных работ, помимо AR-очков: это геодезические GPS-приемники, роботизированные тахеометры и лазерные сканеры с сопутствующим программным обеспечением для камеральной обработки результатов измерений. Дополненная реальность в первую очередь работает на наглядность и оперативность. На каждом этапе строительства подгружаются те или иные планы проекта: архитектура, трубопроводы, сети, коммуникации, системы автоматизации и т. д.

В планах команды — «видеть» сквозь землю, то есть загружать в AR-очки планы подземных коммуникаций. Это позволит оперативно подтверждать безопасность проведения земляных работ в том или ином месте. Сейчас специалисты работают над точной привязкой подземных планов по координатам.

Внедрение VR- и AR-технологий и цифрового информационного моделирования меняет не только строительный контроль, но всю работу с такими проектами. Одновременно с тестированием AR-стройконтроля команда разработала внутренний стандарт цифровых информационных моделей компании.

Дмитрий Санников, директор департамента по инновациям и цифровым технологиям Кольской ГМК:

«Напомню, как раньше проходила экспертиза. Все участники — механики, электрики, технологи и другие — получали в бумажном виде проектную документацию по своим профилям. Изучали, давали рекомендации, и потом всю эту информацию необходимо было сводить. Сейчас это возможно делать сразу. Эксперты видят в 3D-модели весь проект и оперативно избавляются от нестыковок. А стройконтроль с помощью AR-технологий позволяет уже на этапе строительства быстро соотносить реальность с моделью, контролировать коллизии и не срывать сроки ввода объекта в эксплуатацию. Благодаря новым инструментам происходит и изменение наших внутренних процессов и организации работ. Вся компания в результате работает быстрее, эффективнее и безопаснее».

По словам директора департамента, на перестройку рабочих процессов ушли считаные дни. Конечно, тут нужно учитывать, что у реализующей пилотный проект команды есть многолетний опыт работы с цифровыми моделями и технологиями дополненной реальности — через приглашенных подрядчиков. Теперь Кольская ГМК сама разрабатывает и внедряет эти технологии. И строительство — не единственная сфера их применения.

Дмитрий Санников:

«Как показала пандемия, очки дополненной реальности — один из самых эффективных инструментов для удаленной поддержки и контроля выполнения работ. Не нужно отправлять эксперта в командировку за тысячи километров, достаточно того, чтобы работник "в поле" надел очки. Звонишь коллеге, и он подгружает тебе в AR-очки планы и необходимую техническую информацию. Можно подключить как одного эксперта, так и группу. Они дадут обратную связь, подгрузят инструкции и чертежи, на картинке с очков отметят, что делать и в каком порядке».

Это касается как консультаций с производителями оборудования, так и помощи внутренних экспертов компании. Как и в AR-стройконтроле, для связи с коллегами нужны лишь очки и доступ к интернету. Для других двух направлений требуется дополнительная библиотека моделей. Речь пойдет о ремонтных работах и обучении.

Представьте: вы смотрите на закрытый капот автомобиля, но при этом видите все устройство двигателя и схему его работы. Технологии дополненной реальности дают инженерам такое «рентгеновское» зрение.

«Когда ты видишь внутреннее устройство производственного агрегата, ты сразу понимаешь, что влияет на его работу и может привести к поломке, — объясняет Дмитрий Санников. — И главное, что в следующий раз этот опыт и знания отложатся у специалиста гораздо четче, чем при последовательном ознакомлении с документацией и диагностикой неисправностей по месту».

Конечно, для этого необходима библиотека моделей, схем работы и технической информации обо всех агрегатах. Ее создание — не одноразовая задача, а систематический процесс.

Дмитрий Санников:

«Это должна быть библиотека знаний, в которой будет храниться информация обо всех единицах оборудования, видах операций с визуализацией и чертежами. Мы видим в этом потенциал и реальные эффекты, поэтому библиотека будет создана и будет поддерживаться».

 

Библиотека моделей и документации необходима также для обучения и тренировки рабочих. Тут технологии виртуальной и дополненной реальности дают еще большую отдачу.

Сегодня технологии дают возможность новым работникам изучить и отработать методы ведения технологических процессов наглядно в виртуальной среде.

Дмитрий Санников:

«Я работаю в этой сфере много лет и всегда вспоминаю, как впервые знакомился с производственными процессами цеха. Я получал гигантские стопки технологических инструкций на 200 листов. И мне давали время на знакомство с ними. Результативность была... определенной. Теперь же работники быстрее понимают, что и как расположено в цехе, как идет технологический процесс. Им остается лишь уточнить нюансы. Результативность от обучения сразу повышается. И это не просто умозаключение — это обратная связь от молодых специалистов, приходящих в компанию».

Сейчас тренировку на VR-тренажере проходят специалисты, работающие на электроэкстрационных ваннах. Как объясняет Дмитрий Санников, это задача довольно сложная и ответственная, но с быстрой текучестью кадров: «Конечно, мы должны давать новые инструменты в первую очередь тем подразделениям, которым нужно быстро обучить новых работников, подсказать, на что следует обращать внимание». В тренажере сложный процесс представили в виде квестовых заданий. При необходимости можно отправиться в учебный класс и еще раз пройти обучение той или иной операции. А заодно и выполнить тренировку по промышленной безопасности.

Дмитрий Санников:

«В стрессовых ситуациях, при возникновении реальной опасности, люди начинают действовать инстинктивно, на автомате. Поэтому инструменты для оттачивания действий во внештатных ситуациях — залог не только эффективности и результативности, но безопасности. Работники четко представляют, как они должны действовать, мимо каких дверей проходить, что делать, если видят человека без сознания. Правильное выполнение производственных задач, которое закрепляется на подсознательном уровне, позволяет избежать потенциальных несчастных случаев».

Конечно, это не отменяет реальных тренировок. Но VR дает дополнительное погружение.

Так AR- и VR-технологии ускоряют обучение, помогают отточить навыки, разобраться в устройстве агрегатов, позволяют довести до автоматизма действия в нештатных ситуациях. Они повышают информированность, делают рабочих универсальными специалистами.

Технологии виртуальной и дополненной реальности органично вливаются в промышленность, одновременно упрощая течение бизнес-процессов и повышая эффективность и безопасность. Конечно, они требуют одновременного развития компьютерного моделирования и составления масштабных библиотек моделей и техдокументации.

Несмотря на объем работы, на Кольской ГМК от задумки до тестирования проходят считаные месяцы. «Инновации на то и инновации, что должны живо и оперативно открывать новые и расширять существующие горизонты использования современных инструментов и подходов для совершенствования работы в компании», — подытоживает Дмитрий Санников.