Varjo核电厂虚拟仿真培训解决方案

虚拟现实技术的融入可帮助核电厂设计验证和操作员培训有效的进行。

芬兰的Loviisa工厂是世界上第一个为控制室操作员建造专用VR培训室的核电站。该工厂使用Varjo混合现实头显设备为员工提供虚拟仿真训练。

案例：Fortum VR为核电厂操纵员培训带来明显优势

“VR模拟器的成本仅为建造一个物理模拟器成本的1/10。培训时间却要比传统模拟器更短。”

谈到工业环境，核工业在提高安全性方面处于领先地位。每年在人机界面的设计和验证以及程序优化上花费了大量的金钱。全世界的核电厂运营商都严格按照手册行事。目标是安全和效率最大化。

约阿金·伯格罗思是一名人因工程专家，在该领域拥有超过10年的经验。他作为产品负责人的职责是帮助Fortum eSite开发新技术，并将虚拟和增强现实(VR & AR)等新技术应用到核电厂和其他安全关键环境的日常使用中。Fortum是北欧最大的发电公司之一Fortum eSite是他们的内部企业，为安全关键环境和一般加工行业提供领先的工业级虚拟现实解决方案。

伯格罗思还参与了世界上第一个完全动态和交互式虚拟现实控制室的实施，该控制室位于芬兰的Loviisa工厂，操作员现在正准备将VR引入培训和现场日常使用。现在，90%的Loviisa员工已经在VR环境中完成了培训。

“在安全至关重要的环境和流程工业中，人为错误会导致严重的事故和生产损失。核电厂花费数百万欧元用于建造物理模拟器，操作员可以在那里练习从小事故(如管道泄漏)到严重事故不同的场景安全培训。伯格罗思说:“物理模拟器通常都会被预订一空，因此我们没有多少时间进行额外的测试或评估。

在传统的物理模拟器中训练是昂贵的，但是建立一个物理模拟器更昂贵。物理模拟器意味着建立一个真实环境的精确的、功能性的复制品，例如发电厂的控制室。相比之下，重新创建一个虚拟副本的成本则非常小，这将为企业带来巨大的成本节约和快速实施更改的能力。

“一个VR模拟器的成本是建造一个物理模拟器成本的1/10。通过使用Varjo的混合现实技术我们的虚拟模拟器的视觉保真度终于达到了应有的水平。"

虚拟验证带来的成本节约

当伯格罗思第一次尝试Varjo的设备时，他看到了操作人员培训和设计验证的潜力。

“有了Varjo，我能够做以前用任何其他现成的VR头戴设备都无法做到的事情，例如阅读手册，轻松区分控制室显示屏上最小的数字。伯格罗思说:“没有其他虚拟现实设备能表现出这种真实感。

在核控制室中，通常有数百个硬连线面板和详细的监视器，显示管道和仪表的实时信息。阻止伯格罗思和他的客户充分利用VR的最大障碍之一是市场上现有VR设备的分辨率。

“以前，当你需要在模拟VR环境中查看动态显示时，你通常会靠近显示器，以便清楚地看到参数和符号。这不是你在现实世界中会做的事。你被迫这样做是因为分辨率不够好。有了Varjo，问题终于解决了。现在可以用现实的方式探索虚拟环境。”

安全关键环境中的另一个重要方面是设计过程。对于核控制室，验证是设计过程中的一个强制性部分。所有操作员程序、新显示系统和硬连线面板设计在投入使用前都需要在物理模拟器中进行验证。这是为了确保控制室按预期工作。

在虚拟现实模拟器出现之前，验证通常在项目后期进行，任何设计变更都需要在现场的物理模拟器中进行耗时的变更。这既费钱又低效。

“在最坏的情况下，验证中的关键设计错误可能会将项目推迟一整年，因为没有时间来修复错误。在虚拟现实的帮助下，预先验证和评估可以提前几个月完成。在物理模型实现之前，有足够的时间来修复错误和发现。伯格罗思描述道:“这可以节省大量的时间与金钱。”

“我们第一次在虚拟现实中进行预验证，然后进入物理模拟器，我们确信我们已经修复了所有最大的错误。我们做到了。这为我们节省了数千小时的工作时间，在金钱方面可能节省了数十万欧元。”

Fortum eSite的虚拟验证解决方案是全球独一无二的——迄今为止，世界上还没有其他人对核控制室进行过集成系统验证。有了Varjo，核电运营商现在将有一个更好的验证和培训工具。

Varjo在提供安全关键操作员培训方面更上一层楼

“Varjo的人眼级分辨率帮助我们摆脱了低分辨率给VR环境带来的所有问题。”

世界上总共有450座核电站，在所有这些核电站中，一切都是按照严格的程序进行的。每当你在这个过程中受到干扰，总体上都是在按照一步一步的手册来找出问题所在。当你发现问题所在时，你也会采取相应的行动。

从小干扰到重大事故，所有可能的情况都需要培训。

“每一步都遵循手册非常重要。尽管操作员是专家，也是最终的决策者，但他们需要遵循程序。伯格罗思说:“虚拟现实可以帮助训练他们，进一步提高安全性。

伯格罗思的目标是确保核电站的操作员以最有效的方式接受培训。有了Varjo，核电站的操作员现在可以像在物理模拟器中一样接受培训，而价格只是它的一小部分。

“使用Varjo，现在我们可以像在现实生活中一样阅读文件和程序说明。控制室的显示系统也是如此：你不需要俯身去阅读数字。这绝对至关重要。伯格罗思说:“当分辨率很低时，操作员需要考虑额外的事情，他们的行为与现实生活有所不同。”。

Varjo HMDs的另一个重要功能是眼球追踪，这可以帮助Bergroth和他的团队分析操作员的表现，并获得有关用户界面工作情况的信息。

“在培训过程中，培训人员经常不知道受训人员正在使用的操作程序，因为他们看不到受训人员在观看手册的哪一页或哪一句。Varjo设备中集成的眼睛跟踪功能让我们能够深入了解操作员的行为，这是我们以前所没有的。”

培训师可以准确地跟随受训者的眼球运动，也可以给他们自动分配任务。例如，如果程序说受训者需要在实时凝视数据的帮助下，从硬连线面板检查某个值，则可以在VR环境中分配一个触发器，以通知他在阅读指令后是否没有在足够的时间内完成该动作。

模拟现实世界中的真实压力因素

Varjo HMD的现实主义画质，可以为培训带来更多真实元素，这在以前是不可能做到的。

例如，核领域的操作人员可以以现实的方式参与培训场景。如果现场操作员需要检查工厂中的某些东西，现场操作员实际上可以戴着Varjo在虚拟现实环境中走到有问题的地方执行所需的操作。

“我们现在还可以添加自然现象，如火灾、烟雾、洪水或地震，这些在物理模拟器或环境中是不可能完成的。使用Varjo，可以将压力因素提高到更真实的水平，这样我们就可以更多地了解工作人员在面对重大危险事件时的真实反映。此外，如果类似的事情在现实生活中发生，运营商也会有更充分的准备。更现实的培训增加了发电厂的整体安全性和效率。”伯格罗思说到。