Implementace virtuálních tréninkových systémů s využitím cloudových služeb Azure

V rámci provozu distribuční sítě elektřiny čelí technici z VSD denně mnoha situacím. Od běžného servisu elektroměrů pro domácnosti až po náročné a namáhavé opravy systémů vysokého napětí, kde i malá závada může mít fatální následky. Takové opravy pod napětím 110 000 voltů uprostřed deště, větru, bouře, mrazu či v noci jsou extrémně nebezpečné. Nemůžeme se divit, že v minulosti došlo i k vážným zraněním.

Nezáleží na tom, zda je to pod tlakem a v extrémních podmínkách, závady je potřeba co nejrychleji opravit. Domácnosti a firemní zákazníci jsou mezitím plně závislí na dodávce elektřiny 24/7. Jak být připraveni a jak chránit životy techniků a zároveň nenechat domácnosti a firmy dlouho bez energie?

Vyvinuli jsme řešení s využitím pokrokových nástrojů virtuální reality podporované službami Microsoft. Přenesli jsme klasické tréninky pracovníků VSD do plnohodnotného virtuálního prostředí, které kopíruje jejich reálné pracovní podmínky včetně extrémního počasí.

Vytvoření alternativního způsobu virtuálního školení se zvlášť osvědčilo během pandemie covid 19 v roce 2020, kdy nebylo možné se setkávat. Využití výpočetního výkonu, dostupnosti a škálovatelnosti cloudových služeb Azure umožnilo streamování tréninkových scénářů a využívání služeb plnohodnotným způsobem 24 hodin denně 7 dní v týdnů. Pracovníci VSD se tak mohou školit kdykoliv a odkudkoliv, třeba i z domácího prostředí. Scénáře zároveň slouží jako znalostní databáze technologických pracovních postupů společnosti.

Realizace projektu byla zaměřena na tvorbu virtuálních tréninků v následujících oblastech:

• Velmi vysoké napětí – zajištění elektrické stanice
• Nízké napětí – výměna elektroměru

Virtuální trénink zajištění elektrické stanice (oblast vysokého napětí)

Pro proces digitalizace byl ze strany VSD zabezpečený podklad ve formě point cloudu (souboru datových bodů v prostoru), na jehož základě byl vytvořen 3D model interiérových a exteriérových prostorů elektrické stanice.

3D model zahrnoval všechny části vstupující do procesu tréninku (zajišťovací soupravy, specializované zkušební zařízení, oplocení, označení, příslušenství …). Výstupem byl podkladový model pro další etapy integrace scénáře do prostředí virtuálních tréninkových systémů.

Ukázka výstupního 3D modelu elektrické stanice

Důležitou součástí zajištění elektrické stanice je správné vyplnění tzv. B příkazu, který tvoří neoddělitelnou součást údržby. Příkaz má přesně definovaná pravidla a musí se při něm dodržet personální a časový postup vyplnění. Papírová forma tohoto B příkazu byla implementována do digitální reprezentace a následně využitá v dalších fázích. V neposlední řadě je důležitým ukazatelem pro finální generování statistik o úspešnosti tréninku.

Ukázka digitální podoby B příkazu VSD

Finální častí projektu bylo vytvoření aplikace, která zahrnuje všechny standardní kroky operátorů na zajištění elektrické stanice. Aby byli schopni vykonávat zásahy na zajištění stanice, tyto kroky splňují přísná kritéria BOZP, postupů údržby a certifikací. Aplikace umožňuje trénink operátorů VSD formou gamifikace.

Ukázka výstupní aplikace tréninku zajištění elektrické stanice

Zajímavostí realizace byla implementace simulátoru počasí během tréninku. Byl to jeden z požadavků zákazníka, aby trénink neprobíhal v ideálních podmínkách, ale aby bylo možné zajištění zkomplikovat změnou režimu den/noc, změnou počasí (jasno, polooblačno, zamračeno, déšť, bouřka) a změnou viditelnosti (nastavením intenzity mlhy). Celou finální úroveň je možno nakonfigurovat úpravou všech těchto parametrů a uživateli tak vytvořit ztížené podmínky.

Ukázka simulace změny počasí

V rámci realizace bylo potřeba vytvořit unikátní systém umožňující distribuci těchto tréninků širokému spektru pracovníků VSD. Výstupní aplikaci je proto možné spustit v různých typech zařízení jako:

• počítačovou aplikaci pro formu gamifikace ve 3D prostředí použitím myši a klávesnice;
• aplikaci na plnohodnotný trénink využitím profesionálního VR headsetu;
• optimalizovanou formu aplikace pro mobilní VR zařízení;
• 3D aplikaci určenou na spuštění v rámci prostředí Azure, které umožňuje absolvovat trénink z jakéhokoliv místa bez potřeby využití specializovaného hardware.

Virtuální trénink výměny elektroměru (oblast nízkého napětí)

Hlavní úlohou byla výměna starého elektroměru za nový s důrazem na BOZP a evidenci do nadřazeného systému VSD. Realizace projektu byla podobná jako v prvním případě, přičemž do ní byla přidána simulace software na evidenci prací zaměstnanců VSD.

Do virtuálního prostředí přibylo rozhraní, které umožňuje kompletní zaznamenání prací prostřednictvím mobilního zařízení a tím i dosáhnutí vyššího stupně tréninku zaměstnanců.

V rámci prvotní fáze bylo zdigitalizováno celé prostředí skladů, koncového instalačního bodu, BOZP příslušenství či specializovaných měřících přístrojů.

Ukázka digitalizace úrovně nízkého napětí

Vzpomínanou novinkou byla simulace nadřazeného softwarového rozhraní na evidenci a kontrolu prací, které bylo plnohodnotně zdigitalizováno a umístěno do prostředí virtuálních tréninkových systémů. Toto rozhraní se dá připojit přes libovolné mobilní zařízení.

Ukázka simulace software VSD

Výstupem je aplikace, která umožňuje tréning kompletního scénáře výměny elektroměru stanice nízkého napětí. Tuto aplikaci je podobně jako v prvním případě možno spustit v různých typech zařízení jako:

• počítačovou aplikaci pro formu gamifikace v 3D prostředí použitím myši a klávesnice;
• aplikaci na plnohodnotný tréning využitím profesionálního VR headsetu;
• optimalizovanou formu aplikace pro mobilní VR zařízení;
• 3D aplikaci určenou pro spuštění v rámci prostředí Azure, které umožňuje absolvovat trénink z jakéhokoliv místa bez potřeby využití specializovaného hardware.

Ukázka výstupní aplikace výměny elektroměru

• Možnost využívat virtuální tréninky plnohodnotným způsobem 24 hodin denně 7 dní v týdnu.
• Řešení slouží jako znalostní databáze technologických pracovních postupů společnosti.
• Přesun papírových postupů do digitální podoby.
• Cloudová gamifikace technologických postupů při využití infrastruktury Azure.
• Plnohodnotná virtuální realita na komplexní zážitek při tréninku.
• Využití specializované technologické platformy vyvíjené odborníky.
• Kompletní statistické ukazovatele tréninků s možným napojením na Power BI.

Velmi oceňujeme profesionalitu celého kolektivu a vysokou kvalitu výsledného produktu. Trénink působí velmi autenticky a v kombinaci s VR brýlemi jsem měl pocit, že se jedná o realitu. Trénink navíc obsahuje různé zvukové stopy, což podtrhuje autentičnost prací, které jsou simulovány. Tento nástroj dokáže s výkladem školitele dokonale suplovat činnosti, které jsou naživo prováděny v běžném provozu, a také eliminuje riziko vzniku úrazu či poškození zařízení.

Inovace považujeme za klíčový faktor úspěchu a oblast vzdělávání nemůže byt výjimkou. Jsme rádi, že na přípravě virtuálních tréninkových postupů spolupracujeme se společnostmi EXE a EdgeCom. Jsme přesvědčení, že je to nevyhnutný a efektivní přístup ke vzdělávání generace Z a Alpha, který zajistí, že elektroenergetika bude přitažlivou a udržitelnou i v budoucnosti.