В НовГУ разработали VR-тренажёры, на которых можно отработать аварию на производстве

02 сентября 2025, 10:19   1329

В Передовой инженерной школе НовГУ разработали тренажёры виртуальной реальности для производств. Они позволят проводить обучение, тренировать работу по управлению цехом, в том числе при внештатных ситуациях.

На современных производственных предприятиях существует острая проблема обучения персонала. Традиционные методы чаще всего сопряжены с высоким риском травматизма, финансовыми и временными затратами на подготовку учебных площадок и приборов. Существующие подходы не позволяют эффективно отрабатывать критические ситуации и объективно оценивать уровень подготовки сотрудников. Причины могут быть разными: недостаток квалифицированных инструкторов на предприятии, нехватка финансирования на подготовку тестовых площадок, отсутствие возможности отработки внештатных ситуаций из-за высокой вероятности получения травмы.

Решить эту проблему может технология виртуальной реальности – VR-тренажёры. Они обеспечивают безопасное обучение в условиях, максимально приближенных к реальным, позволяют многократно повторять сложные ситуации, проводить автоматизированную оценку навыков.

Лаборатория «Виртуальная и дополненная реальность» ПИШ НовГУ разработала такие тренажёры для индустриального партнёра — ПАО «Акрон».

— Наши VR- тренажёры состоят из персонального компьютера и системы виртуальной реальности (шлем и контроллеры), — рассказал заведующий лабораторией Евгений Менделеев. — Принцип работы следующий: запускается на компьютере VR-тренажёр, сотрудник надевает шлем, выбирает сценарий работ, который ему необходимо отработать, выполняет список задач, поставленных ему сценарием. Например, тренажёр для проведения газоопасных работ — надев шлем, сотрудник видит перед собой простую тренировочную площадку, на котором размещены все необходимые инструменты, а также ёмкость, где должна происходить непосредственно работа. Сотруднику необходимо провести работы по устранению коррозий в закрытой ёмкости. При помощи болгарки сотрудник удаляет коррозии с поверхности, но в процессе этого накапливаются ядовитые пары, вредные для человека. В реальных условиях человеку это может сильно навредить, однако тренажёр будет лишь сообщать при помощи звуковых сигналов или текстовых сообщений, что уровень вредных веществ в воздухе слишком велик и сотрудник должен прекратить проводить работы. Также тренажёр может имитировать последствия неправильных действий, что позволяет показать сотруднику к чему могу привести его действия, если он не будет следовать инструкциям.

В процессе работы тренажёр отслеживает действия пользователя в виртуальном пространстве и отмечает, какие задачи были выполнены, а какие упущены. По окончании работ на объекте сотрудник прямо в виртуальном пространстве видит информацию о выполненных задачах. Весь алгоритм тренажёра построен исключительно по инструкциям «Акрона» по проведению газоопасных работ.

Данный тренажёр удалось сделать всего за пару месяцев. Дополнительно потребовался месяц, чтобы привести в порядок графическую часть тренажёра и программный код. Больше всего времени заняло времени проектирование: выделение ключевых функций тренажёра, описание алгоритма работы этих функций, написание пользовательского пути, продумывание поведения тренажёра в случае возможных некорректных действий пользователя, построение местности работ на бумаге, составление списка необходимых трёхмерных объектов, плана работ. Сейчас тренажёр находится на стадии демонстрационной версии и был представлен индустриальному партнёру в формате ВКС. В ближайшее время планируется апробировать разработку на производстве. Также в этот тренажёр разработчики собираются добавить отработку других сценариев, связанных со спецификой работы «Акрона».

Второй тренажёр, который разрабатывает лаборатория, связан с алгоритмом запуска целого корпуса компрессии. При этом планируется добавить возможность симуляции реальных процессов, протекающих внутри оборудования. Данный тренажёр сейчас находится пока в процессе разработки.

— Аналогов у наших разработок в России нет, — подчеркнул Евгений Менделеев. — Есть тренажёры с аналогичными названиями, но они обучают другим работам или же обучают на упрощённых процессах, которые не воссоздают полностью физику оборудования, не предусматривают сложной интеграции с промышленными системами заказчика. Например, симулятор запуска цеха, не учитывающий процессы, которые происходят внутри самого оборудования, учит что есть вентили, пульты управления и что они могут на действия пользователя реагировать, например, выводить значение открытия вентиля на экране пульта. Если же мы берём симуляторы, которые требуют сложных взаимодействий, то здесь уже нужно строго отслеживать действия пользователя, чтобы снизить риск ошибки на производстве при выполнении им же реальных, не виртуальных, задач. Свои тренажёры мы разрабатываем с учётом взаимодействия одного цеха с другим. К примеру, в тренажёре для НПЦ «Акрон Инжиниринг» мы разрабатываем алгоритмы, где изменения в одном цеху (например, изменение положения вентилей), влияет на показатели в другом цеху.

Как отмечают разработчики, внедрение VR-симуляторов в производственный процесс значительно сокращает затраты на обучение: нет необходимости закупать расходные материалы, останавливать рабочие линии для тренировок или строить отдельные учебные полигоны — все процессы отрабатываются в цифровой среде. Кроме того, сотрудники учатся работать с опасным оборудованием, отрабатывают аварийные ситуации и учатся принимать решения под давлением, но без угрозы для здоровья или целостности техники. Ускоряется адаптация персонала — VR-тренажёры позволяют быстрее осваивать сложные операции за счёт интерактивности, мгновенной обратной связи и возможности бесконечно повторять сценарии. Кроме того, система позволяет стандартизировать обучение на всех филиалах предприятия, исключая «человеческий фактор» и различия в качестве подготовки у разных инструкторов. А аналитика и данные о прогрессе сотрудников помогают HR и менеджменту выявлять слабые места в программах, адаптировать курсы под конкретные нужды и даже прогнозировать профессиональные риски. В долгосрочной перспективе это снижает «текучку» кадров, уменьшает количество аварий и повышает общую производительность предприятия.

При разработке тренажёров используются те же технологии, что и в игровой индустрии: Unity, Unreal Engine, Blender, Substance Painter, Photoshop. Это значит, что любой специалист, обладающий навыками разработки в игровой индустрии, вполне может пойти работать в этом направлении. Запрос на разработку таких тренажёров сейчас актуален для российских предприятий.

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России, в рамках Десятилетия науки и технологий.

Эту и другие новости читайте в официальном телеграм-канале Новгородского университета.