Технологии виртуальной реальности в химическом производстве

Технологии виртуальной реальности в промышленности помогают повысить производительность, качество продукции, снизить производственный брак и свести к минимуму риски простоя оборудования. Виртуальные тренажеры — архиполезная технология, нацеленная на повышение квалификации персонала. Инжиниринговый химико-технологический центр планирует в ближайшее время запустить данную услугу.

В ИХТЦ давно и успешно работает уникальный коллектив, занимающийся вопросами математического моделирования. Наработан громадный опыт обследования, оптимизации действующих химических процессов, отлажено взаимодействие с профильными институтами. Мы рады сообщить, что в скором времени запускаем услугу по созданию виртуальных тренажерных комплексов, симуляторов оборудования, производственных линий, цехов для химических предприятий под собственным брендом.

Наши основные преимущества в этой области:

• У нас гарантировано будет доступней и быстрее по срокам, чем в среднем по рынку;
• Мы точно знаем, как устроены технологические процессы на химическом производстве и умеем обращаться с этими данными;
• Готовы объяснить «на пальцах», как это работает и зачем это нужно.

Во сколько обходится незапланированный простой

Длительная остановка производственной линии из-за аварии или ошибки оператора приводит к серьезным финансовым убыткам, вплоть до потери текущих клиентов и закрытия завода. Навыки и движения персонала должны быть отработаны до автоматизма. Зачастую на практике порядок действий при внештатной ситуации сотрудники знают только в теории. Даже опытный работник со стажем в десятки лет может «забуксовать», растеряться.

Современное производство — сложный автоматизированный процесс, где каждая секунда имеет решающее значение. Незапланированный простой оборудования, связанный с ошибкой, сбоем, может стоить предприятию огромную сумму денег: продукция не выпускается, а производственные издержки компания несет те же. К ним плюсуются затраты на устранение неполадок, репутационные и сервисные потери.

• Ежегодные убытки мировой экономики от внеплановых остановок производств оцениваются экспертами в 20 миллиардов долларов или в 5% годовой выручки предприятий.

Согласно отчету исследовательской группы Aberdeen Research, 82% производственных организаций по всему миру за последние три года сталкивались с проблемой незапланированных простоев. Для крупных высокотехнологичных компаний цена такого блэкаута может доходить до 260 000 долларов в час.

Средняя стоимость простоя по всем отраслям, по оценкам аналитиков, сегодня составляет 30−50 тысяч долларов в час. Потери в производительности для нефтехимических производств доходят до 2−5%. Общее количество часов простоя может достигать 15. В среднем, вне зависимости от отрасли, такие инциденты встречаются 3,6 раз в год и длятся 3−4 часа. То есть за год предприятие в среднем теряет минимум полмиллиона долларов.

Создание и внедрение на производстве виртуальных промышленных тренажеров способно свести риски возникновения аварии к минимуму, существенно сократить время на устранение неполадок, получить штат грамотных специалистов без ущерба для вашего оборудования или их здоровья. Материальная выгода получается от снижения брака и увеличения качества выпускаемой продукции.

VR-технологии в промышленности: кейсы

Технологиям виртуальной реальности (VR) и дополненной реальности (AR) более 50 лет. Мы привыкли воспринимать их как вотчину индустрии развлечений. На самом деле, они вполне годятся для решения задач бизнеса. Сегодня их активно используют в рекламе и продажах (BTL-коммуникации), строительстве, недвижимости и автопроизводстве для демонстрации продуктов клиентам.

Гораздо интереснее примеры внедрения VR в реальном производстве. Мы собрали несколько кейсов, чтобы наглядно показать пользу от данных технологий в промышленности (если у вас нет времени на чтение — можно посмотреть видео-презентацию).

Первым из крупных игроков виртуальную реальность освоил автогигант Ford. Еще в начале 2000-х предприятия компании использовали VR для дизайнерских целей и внутрикорпоративных коммуникаций. Последние 7 лет технологии стали центром всего автоматизированного производства. Конструкторы и инженеры передвигаются по заводу в очках Oculus Rift.

Логистическая компания DHL успешно запустила проект с применением AR на производстве в Нидерландах. Складские рабочие получают через виртуальные очки подсказки по перемещениям и операциям погрузки. Представители компании декларируют увеличение производительности рабочих процессов на 25%.

«Газпромнефть» создает двойники технологических цепочек на основе математического моделирования и виртуальной реальности. Моделируется нефтяная установка, задаются ее характеристики и требования, отрабатывается реакция на внештатные ситуации.

Самая мощная отдача от VR-технологий в промышленности лежит в области обучения персонала и планирования. Существует дефицит квалифицированного рабочего персонала всех уровней, при том что сегодняшний уровень автоматизации требует совершенно высочайших навыков от сотрудников. Необходимо ускорять процесс их подготовки. Не только операторов, но и технологов, занимающихся обслуживанием оборудования.

Стоимость такого обучения «вживую» равна стоимости соответствующего оборудования и отдельного помещения, никто в здравом уме не допустит новичка практиковаться на действующей линии. В противном случае придется закладывать в цену обучения как минимум время простоя, не говоря уже о вероятных поломках. Изменения режима на крупнотоннажном производстве — вообще миллиардные убытки. Значит, нужны виртуальные тренажеры.

Что представляют собой виртуальные тренажеры

VR-тренажеры в основе своей, как правило, имеют мнемосхему, практически идентичную той, которая заложена в автоматизированной системе управления процессом, технологической цепочкой на реальном производстве.

Важный момент при организации VR-тренажера — создание точной и адекватной математической модели технологического процесса. Она помогает внести в имитацию большинство выполняемых оператором или наладчиком действий. Без участия персонала, хорошо знакомого с данным производством, ничего хорошего не выйдет. Когда вам говорят — мы сами придем, осмотрим, разработаем и внедрим, от вас нужны только деньги — бегите от таких «умельцев».

• Математическая модель простым языком — система уравнений, которая связывает входные и выходные данные для описания и анализа сложных объектов или процессов. Она делается либо вручную, либо с применением простых математических программ, либо специализированного ПО. Здесь мы рассказывали, как работает математическое моделирование химического производства.

Виртуальные тренажеры похожи на игру. Вы запускаете программу, она показывает объект, с которым взаимодействуете, пульт оператора, те же приборы, колонны, все те же данные от реальной системы (давление, температура, подача сырья). Создается полное ощущение, что работаете с конкретным производством, но без физического вмешательства. Здесь же можно поменять параметры: например, смоделировать отказ задвижки. Оператор должен определить и устранить неисправность.

Таким образом на тренажере можно безболезненно отработать все отклонения от штатной работы оборудования, действия по устранению неполадок и минимизации рисков.

VR-тренажеры made by ИХТЦ

Проект создания и внедрения на химическом производстве виртуальных тренажеров проходит в 5 этапов:

1. Сбор исходных данных и составление ТЗ на разработку виртуального тренажера. В работы входит: выезд на место, сбор и первичный анализ данных КИП, сбор данных по применяемой системе SCADA, сбор регламентных данных и уточнение материального баланса процесса.
2. Разработка расчетной части виртуального тренажера.
3. Апробация расчетной части тренажера с представителями заказчика.
4. Согласование вносимых «упражнений».
5. Внесение правок и разработка финальной версии тренажера.

На практике это достаточно тонкая, ювелирная работа. Готовые решения, которые сегодня предлагают на рынке, подойдут не всем. Наше решение всегда будет отличаться в лучшую для заказчика сторону в плане цены. Не секрет, что основную часть стоимости такого продукта составляют лицензионные отчисления за использования программных комплексов (типа Aspen HYSYS и других). Выигрыш будет получаться за счет исключения избыточных расчетов в тренажере и сохранения заложенного функционала «упражнений».

Мы готовы ответить на любые вопросы по реализации проекта создания виртуальных тренажеров на химическом производстве. Вы можете задать их любым удобным для вас способом.