ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ НА СЛУЖБЕ У ОХРАНЫ ТРУДА

Расскажем о технологиях виртуальной реальности и о том, как применяются виртуальные тренажеры в процессах обучения работников в рамках функционирования интегрированных систем управления охраной труда и промышленной безопасностью на промышленных предприятиях.

1. ЧТО ТАКОЕ ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ?

Технологии виртуальной реальности (VR-технологии) – ключ к принципиально новому уровню взаимодействия человека с цифровым миром, который играет все большую роль в глобальной экономике, политике, социальных отношениях. В настоящее время VR-технологии получили наиболее серьезное развитие на рынках развлечений и маркетинга, но это не предел, а только первая ступень их внедрения. Наиболее перспективными с точки зрения экономического эффекта являются продукты на основе VR-технологий в сфере промышленного производства, образования, здравоохранения, потребительских сервисов.

Широкое внедрение VR-технологий способствует развитию экономики страны, существенному повышению производительности и эффективности на промышленных предприятиях в рамках Индустрии 4.0, формированию новых подходов к процессу обучения и повышению уровня образования.

Согласно дорожной карте развития сквозных цифровых технологий виртуальной и дополненной реальности, разработанной Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ, от 10.10.2019 года:

Технология виртуальной реальности (virtual reality, VR) – это комплексная технология, позволяющая погрузить человека в иммерсивный виртуальный мир при использовании специализированных устройств (шлемов виртуальной реальности). Виртуальная реальность обеспечивает полное погружение в компьютерную среду, окружающую пользователя и реагирующую на его действия естественным образом. Виртуальная реальность конструирует новый искусственный мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание и другие. Человек может взаимодействовать с трехмерной, компьютеризированной средой, а также манипулировать объектами или выполнять конкретные задачи.

В данной статье мы подробнее рассмотрим аспекты применения VR-тренажеров в процессах обучения работников в рамках функционирования интегрированных систем управления охраной труда и промышленной безопасностью на промышленных предприятиях.

Нефедьев Александр Сергеевич, эксперт в области охраны труда, промышленной и экологической безопасности компании «Деловые информационные системы», преподаватель nefedev.a@company-dis.ru, тел 8 960 371 1516

Виртуальная реальность конструирует новый искусственный мир, передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, осязание и другие. Человек может взаимодействовать с трехмерной, компьютеризированной средой, а также манипулировать объектами или выполнять конкретные задачи. 

1. ЦИФРОВЫЕ АСПЕКТЫ «РЕГУЛЯТОРНОЙ ГИЛЬОТИНЫ» В ОХРАНЕ ТРУДА

Последние изменения, принимаемые в законодательные нормативно-правовые акты в области охраны труда и промышленной безопасности (правила охраны труда, федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности), вехой которых является изменения в раздел X Трудового кодекса РФ, вступающие в силу с 01 марта 2022 года, предоставляют права работодателям на

- использование в целях контроля за безопасностью производства работ приборов, устройств, оборудования и (или) комплексов (систем) приборов, устройств, оборудования, обеспечивающих дистанционную видео-, аудио- или иную фиксацию процессов производства работ, обеспечивать хранение полученной информации;

- ведение электронного документооборота в области охраны труда.

Проект Постановления Правительства РФ «Об утверждении Порядка обучения по охране труда и проверки знания требований охраны труда и требований к организациям, оказывающим услуги по проведению обучения по охране труда» (ID проекта 02/07/01-21/00112477, дата последних изменений 20.08.2021), ожидаемый к вступлению в силу с 01.03.2022 г., также содержит положения, предоставляющие право работодателям вести электронный учет и документооборот процесса обучения по охране труда. Кроме того, в проекте содержатся требования к наличию в организациях материально-технической базы, учебно-методических материалов, оборудования, тренажеров для обеспечения процесса обучения по охране труда.

Все вышеперечисленные аргументы подтверждают «цифровой» вектор развития государственной политики в области обеспечения безопасности труда, а также поддержку развития и внедрения цифровых инструментов, повышающих уровень безопасности и устойчивого развития промышленных предприятий. 

В программы развития крупных промышленных корпораций всех отраслей экономики, таких как Роснефть, Лукойл, Газпромнефть, РЖД, Россети, Металлоинвест и многих других, уже включены проекты внедрения цифровых технологий виртуальной реальности, повышающих качество подготовки работников и выводящих на новый качественный уровень развития корпоративных образовательных центров данных компаний.

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВНЕДРЕНИЯ VR-ТРЕНАЖЕРОВ НА ПРОИЗВОДСТВЕ

Несмотря на многочисленные меры, направленные на профилактику и предупреждение несчастных случаев, снижение профессиональных рисков и создание безопасных условий труда на рабочих местах, принимаемые как на государственном уровне, так и на уровне предприятий, показатели травматизма по-прежнему достаточно высоки.

По данным статистического наблюдения и сведениям о пострадавших на производстве по территориям РФ за 2020 год, общая численность пострадавших при несчастных случаях составила 20 503 человека, из них со смертельным исходом – 912 человек.

Одной из основных причин травматизма является ошибочные действия работников и ответственных лиц, нарушение требований норм и правил охраны труда и промышленной безопасности при подготовке и проведении работ. Данная причина связана с целым рядом факторов, одним из которых является низкий уровень качества обучения и подготовки работников безопасным методам и приемам выполнения работ, правилам использования средств индивидуальной защиты, приемам идентификации опасностей и рисков на рабочем месте.

Кроме того, отсутствие эффективной системы накопления и передачи накопленного опыта и знаний от опытных специалистов начинающим молодым сотрудникам, формальный подход к проведению стажировок, производственных практик, высокая стоимость строительства и содержания физических тренажеров, полигонов для отработки практических навыков работы с технологическим оборудованием в условиях, приближенных к реальным, ведут в постепенному снижению уровня квалификации персонала, потере опыта и знаний и как следствие к нежелательным событиям, инцидентам и несчастным случаям.

Целями внедрения VR-тренажеров в процессы обучения работников являются:

1. повышение качества обучения работников предприятий;

2. повышение эффективности обучения и стажировок начинающих сотрудников за счет сокращения времени личного участия опытных наставников и использования производственного оборудования в учебных целях;

3. повышение уровня производительности труда за счет отработки практических навыков и алгоритма работы на виртуальном тренажере;

4. сокращение затрат на создание и содержание тренировочных полигонов и физических тренажеров;

5. оптимизация процессов обучения и проверки знаний работников благодаря интеграции VR-тренажеров c современными автоматизированными информационными системами;

6. накопление, сохранение и передача уникального опыта и технологий эксплуатации и обслуживания сложного дорогостоящего технологического оборудования;

7. повышение уровня готовности персонала к действиям в аварийных и нештатных ситуациях;

8. снижение количества инцидентов, травм и невынужденных остановок производства за счет повышения уровня подготовки работников.

Количественные показатели целей и задач внедрения VR-тренажеров предприятие определяет в каждом конкретном случае индивидуально в зависимости от текущей ситуации и прогнозирования планируемых результатов.

1. ТРЕБОВАНИЕ К ОБОРУДОВАНИЮ VR-ТРЕНАЖЕРА И ФИЗИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ РАБОТНИКАМ

В минимальный комплект поставки оборудования VR-тренажера входит:

1. Очки виртуальной реальности;

2. 3D- контроллеры;

3. Ноутбук или компьютер с игровой видеокартой.

Очки виртуальной реальности

Самым распространённым средством погружения в виртуальную реальность являются специализированные шлемы/очки.

На расположенный перед глазами пользователя дисплей выводится видео в формате 3D. Прикрепленные к корпусу гироскоп и акселерометр отслеживают повороты головы и передают данные в вычислительную систему, которая изменяет изображение на дисплее в зависимости от показаний датчиков. В итоге пользователь имеет возможность «оглядеться» внутри виртуальной реальности и почувствовать себя в ней, как в настоящем мире.

Для более реалистичного погружения в мир виртуальной реальности помимо датчиков, отслеживающих положение головы, в устройствах VR могут применяться трекинговые системы, отслеживающие движения зрачков глаз и позволяющие определить, куда человек смотрит в каждый момент времени, а также отслеживающие телодвижения человека с целью повторения их в виртуальном мире. 

При выборе VR-очков следует обращать внимание на следующие основные характеристики:

- работа VR-очков с подключением к персональному компьютеру или автономная работа VR-очков;

- разрешение экрана;

- угол обзора;

- объем встроенной памяти;

- регулировки межзрачкового расстояния;

- частота обновлений;

- наличие встроенных датчиков: акселерометр, гироскоп, датчик приближения, магнитомер$

- вес очков;

- минимальные системные требования (для VR-очков, подключаемых к ПК)

- характеристики процессора (для автономных VR-очков).

Правильный и оптимальный подбор оборудования зависит от технических и функциональных требований к разрабатываемым VR-тренажерам, детализации графики контента, длительности и количества сценариев программ обучения, поэтому перед выбором VR-очков следует окончательно определиться с требованиями к контенту VR-тренажера, при этом не забывая о прямом назначении, целях и задачах обучающего тренажера, поскольку необоснованное завышение технических требований прямо влияет на окончательную стоимость как самого тренажера, так и оборудования к нему. В связи с этим при выборе VR-оборудования рекомендуется проконсультироваться с компетентными специалистами, которые помогут подобрать оптимальные и достаточные характеристики VR-тренажеров, позволяющие достичь поставленных целей без лишних затрат.

Ниже, в таблице 1 приведены характеристики и примерная стоимость наиболее распространенных на рынке VR-гарнитур.

На фото: Эргономика учебных классов с VR-тренажерами

К помещениям, используемым к организации процесса обучения с применением VR-тренажеров специальных требований, отличных от требований к стандартному офисному помещению, не предъявляется. Помещение должно иметь приточно-вытяжную вентиляцию, достаточное освещение, соответствовать требованиям пожарной безопасности (противопожарная сигнализация, огнетушитель, свободные пути эвакуации). Для корректной работы контроллеров и датчиков не рекомендуется использование напольных покрытий, накапливающих статический электрический заряд (ковролин).

Для организации процесса обучения необходимо выделить свободное помещение с расчетом минимальной площади – 4 м2 на одного обучающегося. Для улучшения визуализации процесса обучения используются настенные мониторы, проекторы и звуковые системы. С целью предотвращения получения травм поверхность пола должна быть ровной, без ступеней, не допускается загромождение учебного пространства посторонними предметами.

Оснащение учебного класса проектором, экраном и стандартными аудио устройствами обойдется в среднем в 40 000 – 50 000 рублей в зависимости от технических параметров и производителя оборудования.

На рисунке 6 представлены примеры помещений и учебных пространств, в которых возможно организовать безопасную и эргономичную работу с VR-тренажерами

ЕСТЬ ЛИ ТРЕБОВАНИЯ К ФИЗИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ РАБОТНИКОВ?

Возникает также не менее важный вопрос: влияют ли VR-очки на состояние здоровья пользователя?

VR-очки как и любое техническое устройство требует внимательного отношения к безопасности его применения и соблюдения мер предосторожности. Очки виртуальной реальности считаются безопасными для зрения и здоровья человека при условии пользования ими не более 30 минут за один сеанс. Непрерывное использование устройства может привести к перенапряжению глаз и появлению неврологических, психических заболеваний (особенно у детей и людей с заболеваниями психики). Также отмечается при несоблюдении требований ко времени использования VR-очков их негативное воздействие на вестибулярный аппарат.

В редких случаях некоторые пользователи жалуются на помутнение зрения, головную боль, головокружение, тошноту и потерю ориентации. Но эти симптомы скорее связаны с особенностями организма каждого отдельного человека и недостаточной адаптацией к нахождению в виртуальном пространстве, чем с работой VR-оборудования.

Врачи рекомендуют людям с проблемами зрения и лазерной коррекцией зрения перед использованием VR-очков проконсультироваться со специалистами. При наличии серьезных заболеваний зрения, например, астигматизма, пользоваться подобными гаджетами запрещено.

Большинство производителей указывают ограничения по возрасту, поэтому рекомендуется не применять очки детям младше 12 лет.

 Изображение с экрана VR-тренажера «Работа с подъемными сооружениями»

В основу методологии разработки сценариев и программ обучения для VR-тренажера ложится моделирование технологических процессов, процедур, последовательность и алгоритм выполнения производственных операций в соответствии с требованиями технологических инструкций, локальных нормативных документов, а также норм и правил в сфере охраны труда и промышленной безопасности.

Виртуальная среда обучения состоит из виртуальной локации (цеха, помещения, участка), в которой в определенном порядке расположены виртуальные объекты, с которыми взаимодействует обучающийся. К виртуальным объектам можно отнести инструмент, средства индивидуальной защиты, производственное оборудование, транспортные средства, органы управления технологическим оборудованием и прочее. Уровень детализации объектов зависит от конкретной программы обучения и задач VR-тренажера. Обучающийся путем взаимодействия с объектами выполняет действия, предусмотренные сценарием тренажера.

Для получения наибольшего эффекта от прохождения сценария методикой могут предусматриваться как правильные, так и заведомо ошибочные действия, которые приводят к наиболее вероятным несчастным случаям, авариям или иным происшествиям.

В результате данного происшествия обучающийся получает отрицательные эмоции от увиденного, а главное – в стрессовой ситуации быстрее и качественнее запоминает причины, повлекшие за собой данный инцидент. Например, получение травмы глаз в результате неиспользования защитных очков или щитка в виртуальном мире с долей вероятности более 80 % предотвратит данный инцидент в реальной жизни.

При этом в сценарии могут быть интегрированы видеоролики, голосовое сопровождение виртуального помощника, текстовые надписи, подсказки и иные инструменты, обогащающие контент VR-тренажера.

Результаты обучения сотрудников на VR-тренажере фиксируются в разделе аналитики, в котором администратор может просматривать статистику ошибок пользователей, рейтинг обучающихся и прочие настраиваемые статистические показатели.

Качество VR-тренажера, а также эффект от его применения, напрямую зависят от детальной проработки сценариев, разнообразия контента и методологии программ обучения.

На рисунке 9 мы видим изображение с экрана VR-тренажера для отработки навыков работы с мостовым краном для перемещения груза внутри производственного помещения. Пользователь перед началом работы выбирает необходимые средства индивидуальной защиты, подбирает грузозахватные приспособления, осматривает их, используя методы отбраковки. Далее в зависимости от представленного в сценарии груза, выбирает необходимую схему строповки, зацепляет предмет и перемещает его в заданное место. В ходе прохождения сценария, программа моделирует различные внештатные ситуации и опасности, например, наличие препятствий на пути перемещения, аварийная остановка крана, в которых пользователю необходимо выполнить ответные меры для предотвращения инцидентов.