VR-симуляторы, созданные компанией «Интехком» в сотрудничестве с постоянным технологическим партнером – компанией «Вирсайн Инновации», позволяют эффективно освоить управление различными видами портовой техники в условиях конкретного порта. Они могут не только стать альтернативой тренажерам с мониторами, но и открывают новые возможности для эффективного обучения студентов навыкам практической работы.
О разработке и функционале VR-симуляторов, реализации с их помощью программы обучения студентов, а также о возможностях тиражирования технологии на разные порты корреспонденту журнала «МП» рассказал генеральный директор ООО «Вирсайн Инновации» Алексей Овян.
«МП»: Алексей Игоревич, компания «Вирсайн Инновации» является парт-нером «Интехком» в области цифровизации промышленности. С чего началось это сотрудничество и что представляла собой первая разработка?
– Наше сотрудничество началось в 2020 году с разработки тренажера портального крана. На тот момент мы видели, что обучение на тренажерах с мониторами не может заменить опыта в реальной кабине. Например, тренажер никак не отражал физику управления краном, не учитывал фактора раскачки грейфера. Более того, по ряду параметров скоростей и органов управления тренажер не соответствовал реальному крану. Проблему также представляла устаревшая графика, не позволяющая полноценно погрузить обучающегося в учебный процесс.
Мы решили создать VR-тренажер, который был бы максимально приближен к реальным условиям. Для моделирования выбрали портальный тип крана производства компании Ganz, разработали специальные платы, провели работу над программированием и графикой.
Для обеспечения эффекта полного погружения были смоделированы возможные погодные условия и их влияние на работу крана. Отдельная задача заключалась в обеспечении VR-тренажера реалистичными звуками. Для этого в порту Мурманск были записаны звуки, которые слышит машинист портального крана при выполнении различных операций.
По окончании основной работы мы провели тестирование и доработку оборудования и в результате получили тренажер, который с успехом был представлен на выставке «Нева-2021», а затем после соответствующей адаптации стал использоваться в Мурманском транспортном филиале компании «ГМК «Норильский никель». В программу обучения новых операторов кранов были включены 10 часов тренировки на VR-тренажере.
Тренажер используется и для допуска опытных крановщиков, пришедших с других предприятий. Такие меры позволяют быть уверенным в том, что оператор соответствует своей квалификации и готов приступить к полноценной работе. При этом снижается риск несчастных случаев, уменьшаются или полностью пропадают простои техники, повышается эффективность выполнения крановых операций новичками.
«МП»: Второй проект «Вирсайн Инновации» в сотрудничестве с «Интехкомом» был реализован для условий морского порта Дудинка. Расскажите о нем подробнее.
– Сначала мы реализовали тренажер портального крана, аналогичный тренажеру в Мурманске. А спустя год выполнили новый проект для Таймырского колледжа, в котором готовят специалистов, в том числе для работы в порту Дудинка.
Было разработано три уникальных тренажера, каждый из которых предназначен для освоения управления отдельной моделью – портальным краном «Кировец», мобильным портовым краном Liebherr LHM и ричстакером.
Тренажеры оснащены креслом, аналогичным операторскому, средствами управления, джойстиками, рулем, что позволяет обеспечить эффект полного погружения в процесс управления техникой и выработать реальные навыки работы в условиях конкретного терминала.
Для этого проекта также была создана модель порта – по сути, порт с такой же конфигурацией, расположением причалов и задачами, как и у порта Дудинка. Были смоделированы контейнерные суда ледокольного класса и баржи, а также погодные условия, с которыми приходится сталкиваться крановщикам в этом порту.
Конечно, мы не ставили цели создать виртуальный порт, который один в один повторит конфигурацию Дудинки, но постарались сохранить такое же расположение причалов, грузовых площадок и транспорта, чтобы ученики могли по максимуму научиться выполнять задачи, соответствующие данному порту.
«МП»: Вы отметили, что VR-тренажерами оснащен класс Таймырского колледжа в Дудинке. Кто был инициатором данного проекта, по какой специальности проходит обучение, сколько студентов обучается?
– В связи с активным развитием Северного морского пути и северных территорий растут объемы работ в арктических портах, в том числе в порту Дудинка, а с ними – потребность в квалифицированных кадрах. В связи с этим в Таймырском колледже по инициативе Заполярного транспортного филиала (ЗТФ) «Норникеля» в 2023 году была введена новая программа подготовки студентов по специальности «машинист крана», для которой и был оборудован тренажерный класс с тремя виртуальными симуляторами.
Программа «Машинист крана» рассчитана на один год и десять месяцев. В нее входят такие предметы, как эксплуатация крана при производстве работ, охрана труда, слесарное дело, электротехника, материаловедение, техническое черчение и другие общие предметы. Для начала карьеры после получения диплома предусмотрены наставники – крановщики с опытом работы из Дудинского морского порта. Отработка практических навыков управления краном будет проходить без нахождения на опасном производственном объекте – на VR-тренажерах.
«МП»: Внедрение VR-тренажеров в Таймырском колледже своего рода пилотный проект, к тому же узкоспециализированный, поскольку предназначен для обучения работе на конкретных видах техники в конкретном порту. Насколько сложно этот проект тиражировать?
– С одной стороны, проект действительно выглядит узкоспециализированным, но с другой – разработанные тренажеры довольно универсальны, отличие состоит в окружении и выполняемых операциях. Сами краны и грузозахватные механизмы чаще всего не отличаются. Это механический и гидравлический грейфер, траверса-спредер и телескопический поворотный спредер. Для создания конкретных задач моделируются соответствующие причалы, грузы и суда, в том числе добавляются стропальщики и грузовой транспорт.
Разработанная нами конструкция тренажера сама по себе универсальна. За счет смены джойстиков и добавления съемных элементов одна и та же конструкция может использоваться для нескольких тренажеров. Таким образом, мы можем разработать VR-тренажеры для обучения работе на кранах и ричстакерах для конкретных условий любого порта, добавляя соответствующие джойстики и пульты управления.
«МП»: Есть ли какие-то ограничения при применении VR-тренажеров? Для каких портов и техники их внедрение наиболее актуально?
– Если говорить о тренажерах управления, на которых специализируется наша компания, то ограничений как таковых нет. Напротив, VR-тренажеры позволяют создать более качественные условия обучения. Если раньше требовалось оборудовать целую кабину, то с VR это совершенно не требуется, что позволяет быстрее и дешевле создавать тренажеры разнообразных моделей техники.
Наиболее актуальным сегодня видится внедрение любого тренажера грузоподъемной техники, всех видов кранов и погрузчиков. Однако у каждого порта свои потребности: допус-тим, в одном эксплуатируется большее количество портальных кранов и требуется постоянное обучение новых операторов, в другом – аналогичная ситуация с погрузчиками, в третьем – требуется тренажер козлового крана для работы со специализированными негабаритными грузами.
Исходя из индивидуальных потребностей каждого порта необходимо ставить и решать задачи по разработке и внедрению VR-тренажеров.
«МП»: Над какими новыми проектами работаете сейчас?
– В настоящее время мы сфокусировались на тренажере крана Liebherr LHM. Это многофункциональный кран с очень большим количеством режимов работы, например рулением, синхронным режимом работы двух кранов и т.д.
Кроме того, прорабатываем идею разработки судового крана, так как управление таким краном усложняется качкой судна и многие крановщики с суши отказываются работать на нем из-за отсутствия практики.
«МП»: Где еще, помимо учебных заведений, могут быть внедрены такие тренажеры? Какие преимущества получит при этом организация?
– Наши тренажеры могут применяться в колледжах, учебных центрах и непосредственно в портах. Это позволит создать качественную базовую подготовку специалистов перед обучением на настоящей технике, уменьшить простои техники, повысить безопасность ее эксплуатации (за счет того, что ученик допускается на настоящий кран только после тренажера), а также при необходимости осуществлять быструю проверку знаний и навыков потенциального оператора крана после училища или курсов.
«МП»: Джойстик неизбежно вызывает ассоциации с игрушкой, из-за чего кто-то может усомниться в практической значимости VR-тренажеров…
– Во-первых, мы не используем игровые джойстики, только настоящие крановые органы управления. VR в данном случае лишь способ отображения виртуального пространства. Во-вторых, это субъективные ассоциации, в практике VR-тренажер – это не игрушка! Он позволяет осуществлять проработку физики движений агрегатов крана, симуляцию аварийных ситуаций, а также сбор ошибок учеников, ведение статистики и прогресса каждого ученика, режим проведения экзамена.
«МП»: Способны ли, по Вашему мнению, VR-тренажеры полностью заменить тренажеры с мониторами в обозримом будущем?
– Считаю, что рано или поздно это произойдет, и уже сейчас тренажеры с мониторами уходят в прошлое. Это связано с несколькими значимыми особенностями VR-тренажеров.
Во-первых, с экономией на создании окружения. Чтобы погрузить человека в рабочую обстановку, используя тренажеры с мониторами, требуется делать целую кабину, тогда как VR-тренажеры позволяют это сделать в любой обстановке. На примере крана можно создать несколько разных кабин для разных моделей кранов с высокой детальностью.
Во-вторых, с возможностью создания виртуальных интерактивных панелей и кнопок. Важной частью работы на современной технике выступает умение взаимодействовать с информационными экранами. На сенсорных экранах отображается информация о порядке погрузки, о состоянии агрегатов. Часто такие панели представляют собой полноценные органы управления (например, в электрогидравлическом кране Liebherr LHM).
Устанавливать в учебный тренажер настоящие панели и индикаторы не только дорого, но и не всегда возможно из-за несовместимости интерфейсов. Технология VR в комбинации с отслеживанием рук позволяет создать интерактивные панели, которые максимально идентичны настоящим. Примерами могут служить панель Siemens, Liebherr или кастомные модели, установленные по заказу порта (экраны с выводом видео с камер, экраны с номерами контейнеров и т.д.).
В-третьих, с тем, что VR позволяет расширить границы обучения. Если тренажер с мониторами можно использовать только для обучения управлению, то в виртуальной реальности ученик может взять в руки специальные джойстики для перемещения и покинуть виртуальную кабину. Эта функция может быть использована для обучения порядку осмотра агрегатов крана.
В-четвертых, с созданием качес-твенных погодных условий, которые влияют на работу. Только в VR возможно «создать» дождь, туман или яркое солнце, которые по-настоящему будут требовать от ученика концентрации и внимательности.
«МП»: Насколько VR-тренажеры доступны по цене? Только ли крупные порты могут их себе позволить или технология доступна и для средних, и для малых портов?
– На данный момент у нас разработаны комплекты в трех ценовых категориях с различным оснащением и функционалом. Крупным заказчикам мы предлагаем уже обозначенный функционал, включающий создание копии порта, расширенную статистику учеников, рабочее место преподавателя и т.д. Для небольших портов или учебных центров подойдет универсальный тренажер со стандартным набором режимов.
