CC BY
10Руководитель мультимедийных проектов,
г. Санкт-Петербург
E-mail: [email protected]
Аннотация. В данной статье рассматривается интеграция и влияние виртуальной реальности (ВР) в нефтегазовой отрасли с акцентом на ее роль в обучении, проектировании и оперативном управлении. В ней подчеркиваются преимущества ВР в повышении безопасности, эффективности и принятии решений. На примере компании «Мессояханефтегаз» показаны практические приложения для удаленного мониторинга и совместного проектирования. Исследование подчеркивает потенциал ВР в визуализации проектов и интерпретации данных, позиционируя ее как ключевую технологию для будущих достижений в нефтегазовом секторе.
Ключевые слова: нефтегазовая отрасль, обслуживание оборудования, ведущий оператор, совместное проектирование, интеграция ВР-технологий.
«В условиях стремительно развивающегося многообразия современных технологий основополагающий принцип цифровой трансформации приобретает ключевое значение в сфере предпринимательской деятельности, и это утверждение особенно актуально в таких секторах, как нефть и газ» [6, с.363]. Развитие и внедрение ВР-технологий, достигает беспрецедентных масштабов. ВР обладает потенциалом для революционного изменения традиционных процессов, включая разведку, бурение и обучение. Иммерсивная природа ВР обеспечивает уникальную платформу для моделирования сложных условий и процедур, предлагая более безопасную и экономически эффективную альтернативу традиционным методам. Цель данного исследования - изучить различные преимущества применения ВР в нефтегазовой отрасли и оценить их влияние.
«Виртуальная реальность (virtual realty или VR) - это высокоразвитая форма компьютерного моделирования, которая позволяет пользователю погрузиться в искусственный мир и непосредственно действовать в нем с помощью специальных сенсорных устройств, которые связывают его движения с аудиовизуальными эффектами. При этом зрительные, слуховые, осязательные и моторные ощущения пользователя заменяются их имитацией, генерируемой компьютером» [4, с. 897].
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
ВР-Гарнитуры, такие как: Pico 4, HTC Vive Pro 2, Meta Quest 3 - это сложные устройства, которые служат шлюзами в виртуальные миры. Одними из важных характеристик при выборе устройства является: разрешение экрана, тип дисплея, угол обзора (FOV), частота обновления экрана, навигация. Отслеживая движения головы пользователя и соответствующим образом регулируя поле зрения, ВР-гарнитуры обеспечивают погружение в реальность, которое в точности повторяет естественное восприятие. Системы ВР также включают в себя ручные контроллеры и механизмы тактильной обратной связи. В нефтегазовой отрасли, эти компоненты могут помочь в моделировании реальных сценариев.
Изучением внедрения ВР-технологий в нефтегазовую отрасль занимались, такие исследователи, как К.И. Кузьмин, Т.С. Денисова, Р.Х. Азиева.
К.И. Кузьмин подчеркивает тенденцию к использованию функциональных ВР-решений, особенно при подготовке персонала к выполнению конкретных задач. Автор отмечает, что ВР-симуляторы используются для совершенно различных сценариев - от аварийного отключения до ликвидации последствий стихийных бедствий, повышая уровень знаний персонала и обеспечивая практический опыт в безопасной среде. Автор подчеркивает заметный разрыв в уровне внедрения ВР между Россией и более технологически развитыми странами. В качестве ограничений К.И. Кузьмин выделяет: высокую стоимость и технологические барьеры, в том числе необходимость в специализированном оборудовании, как в тех же самых ВР-гарнитурах. Несмотря на трудности, К.И. Кузьмин отмечает устойчивый рост популярности и использования ВР, особенно в обучении и обеспечении безопасности в опасных условиях [5].
Т.С. Денисова подчеркивает, что интеграция ВР-технологий позволяет снизить затраты на обслуживание оборудования и количество ошибок до 30 %. Кроме того, время проектирования и строительства может быть сокращено на 30 -50 % и 7-30 % соответственно. Автор отмечает, что технология ВР была успешно внедрена в международных компаниях и в пилотных установках в российских компаниях, таких как «Газпромнефть». Из ограничений внедрения ВР автор обращает внимание на: нехватку специалистов, умеющих их использовать, проблемы кибербезопасности и конфиденциальности на промышленных предприятиях из-за строгих стандартов внутренних коммуникационных сетей, нехватка отечественного оборудования и стандартов, необходимых для VR-устройств российского производств [3].
Р.Х. Азиев считает, что VR - это не только инструмент для улучшения оперативной связи, но и действенный элемент в снижении эксплуатационных расходов, повышении стандартов безопасности и диверсификации сервисных предложений. Автор отмечает использование таких гарнитур, как Microsoft HoloLens, которые позволяют высококвалифицированным инженерам одновременно контролировать несколько активов, оптимизируя удаленные операции и способствуя тщательному аудиту безопасности. Р.Х. Азиев подчеркивает, что интеграция ВР-технологий преобразует контроль за объектами и обслуживание оборудования, значительно снижая экологические риски и улучшая операционные процессы. Автор считает, что помимо этого, ВР
6
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
демонстрирует преимущества в создании более целостной модели цепочки поставок, что в конечном итоге повышает рентабельность за счет интеграции данных в режиме реального времени [1].
Таким образом, обзор литературы последних лет демонстрирует, как преимущества, так и ограничения применения ВР в нефтегазовой отрасли. В ограничениях большинство авторов пришло к консенсусу - это высокие затраты и технологические барьеры. Однако, не все преимущества были описаны авторами.
Еще несколькими возможностями ВР в нефтегазовой отрасли являются:
1. Обучение и симуляция:
• Обучение персонала: VR позволяет создавать интерактивные тренировочные сценарии, где работники могут учиться безопасности, обслуживанию оборудования, выполнению задач и т.д.
• Симуляция опасных сценариев: Работники могут практиковать реакции на чрезвычайные ситуации в безопасной виртуальной среде, что помогает повысить профессиональные навыки и готовность.
2. Проектирование и визуализация:
• 3D-моделирование: Инженеры и дизайнеры могут использовать VR для просмотра трехмерных моделей продуктов и объектов, что улучшает процессы проектирования и визуализации.
• Совместная работа в виртуальной среде: Команды могут взаимодействовать с 3D-моделями, даже находясь на разных географических точках, что улучшает коммуникацию и коллективное принятие решений.
3. Обследование и техническое обслуживание:
• Виртуальные инспекции: Работники могут осуществлять инспекции объектов и оборудования в виртуальной среде, что сокращает необходимость физического присутствия и риски.
• Поддержка при техническом обслуживании: Специалисты могут использовать VR для удаленной поддержки при ремонте и обслуживании сложного оборудования.
4. Управление производственными процессами:
• Мониторинг и аналитика: VR может использоваться для визуализации данных производства и анализа ключевых метрик в реальном времени.
• Оптимизация производственных линий: Менеджеры могут моделировать и тестировать различные конфигурации производственных линий, оптимизируя эффективность и производительность.
5. Продажи и маркетинг:
• Виртуальные демонстрации продуктов: VR позволяет представлять продукты в интерактивной виртуальной среде, что может быть полезно при продажах и маркетинге сложных продуктов.
Таким образом, внедрение ВР-технологий в нефтегазовую отрасль имеет неограниченный потенциал, который будет только расти пропорционально технологическому развитию данного направления.
В качестве примера успешного внедрения ВР в нефтегазовой отрасли, следует отметить ВР-проект для компании «Мессояханефтегаз» в Тюмени.
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
VR-система была специально разработана для наблюдения за ходом строительства на удаленных объектах на севере, предоставляя возможности для демонстрации как лично, так и через видеоконференции для удаленных специалистов.
Поставляемое решение на базе технологий ВР имеет возможность реализовать одновременное взаимодействия группы лиц из 6 участников в едином информационном пространстве. Разделение ролей участников выглядит следующим образом: один ведущий оператор - управляют действиями в виртуализированный информационной модели, а остальные участники -являются наблюдателями. Предусмотрен ВР-шлем, на базе которого обеспечивается роль ведущего оператора, такой же объем действий предоставляется и для ведущего оператора в стереоочках, взаимодействующего с проекцией в 3D режиме на экран, благодаря ИК-излучателю. Комбинированное использовании шлема ВР и проекционного решения обеспечивает возможность совместной деятельности группы участников - режим коллаборации. Оператор может работать в шлеме, в рамках которого обеспечивается высокая скорость принятия решений и эффективное достижение договоренностей по спорным вопросам. Использование программных коннекторов для бесшовной интеграции ВР-платформы с САПР-системами обеспечивает двустороннюю модель взаимодействия при обсуждении технических вопросов с исполнителем проектных работ и приемке технических решений.
ВР-проект разработан для реализации следующих сценариев:
- виртуальное совещание - при «виртуальном совещании» участники работают в виртуальном пространстве с актуальной 3D моделью (из используемых приложений 3D проектирования - Autodesk Navisworks). Они должны иметь возможность указать на виртуальной модели зону/объект для обсуждения, осуществлять взаимодействие в рамках выполняемых задач, устанавливать метки в модели, осуществлять фото и видео съемку критичных узлов модели;
- приемка работ контрагентов и поставщиков основного и крупногабаритного оборудования, осуществление приемки результатов работ по проектированию, выполненных подразделением или внешним контрагентом/ поставщиком. В едином пространстве визуализируется модель поставляемого оборудования и модель помещения. В едином пространстве производится представление технических решений контрагента и приемка модели специалистами заказчика;
- совместное проектирование и решение междисциплинарных коллизий на объекте строительства - в процессе проектирования, участники, находясь в виртуальном пространстве, совместно могут работать с визуализацией коллизии в 3D модели;
- снижение стоимости ошибок за счет их выявления на ранних стадиях проектирования;
- более полное восприятие инженерных данных за счет снятия когнитивного ограничения при работе с 3D моделями. Полное погружение в среду позволяет работать с параметрами и характеристиками, неочевидными в другой форме визуализации;
8
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
- анализ зон обслуживания оборудования;
- проверка эргономики на этапе проектирования, для последующего технического обслуживания.
«В целом, применение VR технологий в нефтегазовой отрасли России помогает увеличить производительность и эффективность работы сотрудников, снизить затраты на обучение и подготовку к работе, улучшить точность и скорость выполнения задач, а также уменьшить количество ошибок и непредвиденных затрат» [2, с. 82]. Пример проекта для «Мессояханефтегаз» подчеркивает эффективность ВР в удаленном мониторинге, совместном проектировании и принятии решений. Среди ключевых преимуществ также отмечается: повышение уровня подготовки по технике безопасности, экономически эффективное выполнение проекта и повышение точности проектирования. Интеграция ВР с САПР-системами демонстрирует потенциал для бесперебойной и эффективной работы. Перспективы использования ВР в этом секторе включают более широкое внедрение для визуализации сложных проектов, улучшение удаленного сотрудничества и более интуитивную работу с инженерными данными. Этот технологический прогресс обещает не только оптимизировать текущую практику, но и открыть новые возможности в нефтегазовой отрасли, сделав ее более эффективной и адаптивной к будущим вызовам.
Литература:
1. Азиева Р.Х., Таймасханов Х.Э. Необходимость и возможности использования цифровых технологий в нефтегазовой отрасли в условиях цифровой трансформации экономики // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета. - 2020. - № 5 (125). - С. 178185.
2. Вейс Ю.В., Алфимов Г.Д. Влияние VR технологий на эффективность производства в нефтегазовом комплексе // Экономика и бизнес: теория и практика. - 2023. - № 5-1 (99). - С. 79-83.
3. Денисова Т.С., Осипов А.А. Обзор VR/AR технологий и эффекты от их развития в РФ // Молодежная школа-семинар по проблемам управления в технических системах имени А.А. Вавилова. - 2020. - Т. 1. - С. 8.
4. Жданова Л.Е. Использование виртуальной реальности как инновационного метода обучения сотрудников предприятий нефтедобывающей отрасли // Редакционная коллегия. - 2022. - С. 896.
5. Кузьмин К.И. Роль виртуальной реальности в оптимизации производственных процессов и обеспечении безопасности персонала на примере нефтегазовой отрасли //Прогрессивная экономика. - 2023. - № 6. - С. 5-14.
6. Пономарёв К.К. Методология реализации цифровой трансформации в компаниях нефтегазового сектора // Инновации и инвестиции. - 2023. - № 10. -С. 363-369.
9
