摘要
本文以提高安全生產(chǎn)培訓(xùn)效率,減少安全生產(chǎn)培訓(xùn)成本為目的,將VR技術(shù)與企業(yè)安全生產(chǎn)培訓(xùn)相結(jié)合進行探討.
關(guān)鍵詞：VR技術(shù) 虛擬現(xiàn)實 安全生產(chǎn)培訓(xùn) 遠(yuǎn)程教育
一. VR歷史
二. VR應(yīng)用類型
三. VR軟硬件
四. 安全生產(chǎn)培訓(xùn)中的VR應(yīng)用
五. VR應(yīng)用舉例
六. VR技術(shù)完善建議
正文
一、 VR歷史
19世紀(jì)末中國民間有一種傳統(tǒng)藝術(shù)方式叫拉洋片（圖1），其原理與VR原理較為接近。20世紀(jì)60年代至21世紀(jì)初VR技術(shù)尚處于理論、實驗、試制階段。21世紀(jì)初至今VR技術(shù)應(yīng)用有了飛速發(fā)展，VR眼鏡、VR頭盔等VR設(shè)備逐漸進入大眾生活，但客戶體驗效果還有待提高。 預(yù)計VR技術(shù)應(yīng)用很有可能在2030年前后得以普及并在2050年前后被成熟應(yīng)用，成為國民經(jīng)濟的又一重要增長點。
二、 VR應(yīng)用類型
VR應(yīng)用有三種類型：
第一種是將其它地點的現(xiàn)實環(huán)境置身在佩戴者身上，實現(xiàn)從佩戴者以外的第二視角身臨其境 ，如遠(yuǎn)程旅游、購物、教育、展覽、直播、會議等，可稱之為實景VR。
第二種是將不存在的虛擬環(huán)境置身在佩戴者身上，如虛擬游戲等，可稱之為虛構(gòu)VR。
第三種是前兩者的有機結(jié)合，可稱之為混合VR。
如表1 所述，三種效果的相同點是都可以使佩戴者感覺到與自身視角出發(fā)不一樣的虛擬環(huán)境，不同點是，實景VR的環(huán)境是客觀存在的，只是從佩戴者以外的角度感受；虛構(gòu)VR的環(huán)境是客觀不存在的，由開發(fā)者編造的環(huán)境；混合VR的環(huán)境既有客觀存在的真實成分也有虛構(gòu)編造的不存在成分。
表1
虛構(gòu)VR的開發(fā)成本較高，因環(huán)境都是虛構(gòu)的，所以需要由專業(yè)的VR應(yīng)用開發(fā)團隊量身定制,就像制作3D動畫電影一樣。
而實景VR的開發(fā)成本較低，環(huán)境是真實的，只是從另一個角度觀察，比較容易實現(xiàn)。
混合VR介于上述兩者間，能有效優(yōu)勢互補。
三、 VR軟硬件
VR軟硬件類型五花八門，總體包括如下幾種：
1. 硬件：
1) 感應(yīng)端：VR攝像頭等
如圖2所示即是其中一種，該攝像頭四面布滿“眼睛”，可同時對周邊360度范圍內(nèi)的影像進行采集處理傳輸，有的VR攝像頭上下方也布滿“眼睛”，可實現(xiàn)720度無死角“觀察”。
2) 信號傳輸渠道：如數(shù)據(jù)線、有線或者無線網(wǎng)絡(luò)
3) 體驗端：如VR眼鏡、VR頭盔、VR蛋椅等
如圖3所示即是VR眼鏡的一種，VR眼鏡前部鏡片部位如電影屏幕般可以播放畫面，佩戴者旋轉(zhuǎn)頭部時身邊的場景也在同步變換，佩戴者的直接體驗就是如同身臨其境般。
2. 軟件：
1) 實景軟件：將感應(yīng)端收集到的實景環(huán)境轉(zhuǎn)化為信號，通過信號傳輸渠道傳輸至體驗端，再將信號還原為實景環(huán)境的軟件
2) 渲染軟件：在實景軟件的基礎(chǔ)上增加一些可編造虛構(gòu)環(huán)境功能的軟件
3) 虛構(gòu)軟件：完全由編程者用于編造虛構(gòu)環(huán)境的軟件
四、 安全生產(chǎn)培訓(xùn)中的VR應(yīng)用
1. 范圍
安全生產(chǎn)培訓(xùn)的種類較多，比如三級入廠安全教育、企業(yè)主要負(fù)責(zé)人和安全管理人員的安全培訓(xùn)、特種作業(yè)的持證安全培訓(xùn)、企業(yè)內(nèi)的日常安全培訓(xùn)等等。如不涉及直接實操內(nèi)容，其它如理論授課、示范演練、參觀學(xué)習(xí)等培訓(xùn)都可以通過VR技術(shù)遠(yuǎn)程實現(xiàn)。
2. 目的
(1)節(jié)約培訓(xùn)成本
VR培訓(xùn)的最大特點就是可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程仿真培訓(xùn)，其培訓(xùn)效果接近于實地培訓(xùn)但用于培訓(xùn)的費用成本和時間成本卻能大幅減少。
實地培訓(xùn)的費用成本主要由三大塊組成：培訓(xùn)費、交通費和食宿費。其中培訓(xùn)費是校方用于組織培訓(xùn)所需的成本，屬于必要成本，而交通費、食宿費都屬于非必要培訓(xùn)成本，僅僅是用于將學(xué)員從工作地“搬運”至培訓(xùn)學(xué)校并在學(xué)校里學(xué)習(xí)一段時間。如果實現(xiàn)VR遠(yuǎn)程仿真培訓(xùn)，交通費、食宿費就可大幅減少甚至不必發(fā)生，學(xué)員不需大老遠(yuǎn)乘坐交通工具前往培訓(xùn)學(xué)校學(xué)習(xí)，只需在工作單位的VR培訓(xùn)室內(nèi)就可遠(yuǎn)程仿真學(xué)習(xí)，甚至只需佩戴上VR眼鏡或者VR頭盔就可在工位上學(xué)習(xí)，從而大幅節(jié)約培訓(xùn)成本，為企業(yè)降本提供更大空間。
實地培訓(xùn)的時間成本主要包括往返途中時間及參加培訓(xùn)時間兩大塊，其中往返工作單位與培訓(xùn)學(xué)校途中的時間視距離遠(yuǎn)近與交通工具方式不同而有差異，參加培訓(xùn)的時間屬于校方課程設(shè)計則比較固定。如果實現(xiàn)遠(yuǎn)程VR仿真培訓(xùn)則可以省去往返途中時間，從而節(jié)約時間成本。
作者在工作實踐中統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，安全生產(chǎn)實地培訓(xùn)的非必要費用、時間成本受地理位置、交通方式、住宿方式、培訓(xùn)時長等因素影響較大，其中本地培訓(xùn)成本低、外地培訓(xùn)成本高。
一般而言本地培訓(xùn)的非必要培訓(xùn)費用成本可占到培訓(xùn)總費用成本的10%-20%，而外地培訓(xùn)的非必要培訓(xùn)費用成本可占到培訓(xùn)總費用成本的40%-60%。而本地培訓(xùn)的往返途中時間一般只需數(shù)小時，外地培訓(xùn)的往返途中時間一般需要1-2天。也就是說對于外地培訓(xùn)而言，基本上一半的培訓(xùn)費用是用于乘坐交通工具、住宿賓館等，而這些費用僅僅是為了把學(xué)員“運到”培訓(xùn)學(xué)校安頓好參加完培訓(xùn)再運回去。對于一些純理論的培訓(xùn)以及參觀學(xué)習(xí)型的培訓(xùn)，如果不需要動手實操，就沒有必要大老遠(yuǎn)的跑一趟僅僅是為了簽到聽課。
以本人的一次安全生產(chǎn)培訓(xùn)經(jīng)歷為例，為節(jié)約交通成本當(dāng)時共四人駕車從北京往返山東參加培訓(xùn)，成本明細(xì)如下表1所示：
由表1可知該次外地安全生產(chǎn)培訓(xùn)的費用成本只有39%用于了校方培訓(xùn)，其余61%用于了交通及住宿，7天時間成本里有1天是用于往返路途中，6天是用于培訓(xùn)。
如能實現(xiàn)VR遠(yuǎn)程仿真培訓(xùn)，占比61%的交通費用、住宿費用可幾乎不需發(fā)生，僅僅只需要支付培訓(xùn)費用即可，所需時間成本也可減少1天。
(2)提高培訓(xùn)效率
培訓(xùn)學(xué)校往往因場地、師資力量有一個培訓(xùn)容納限制，同一時間段最多只能容納一定數(shù)量學(xué)員參加培訓(xùn)。但如果實現(xiàn)VR遠(yuǎn)程仿真培訓(xùn)就不再受場地、師資力量限制，只要具備足夠多的VR遠(yuǎn)程登陸端并確保聯(lián)網(wǎng)通暢，就可實現(xiàn)趨向無限容量的學(xué)員參加培訓(xùn)。有點類似現(xiàn)今流行的網(wǎng)絡(luò)游戲一樣，只要服務(wù)器容量足夠大、網(wǎng)速足夠快，就可容納幾百萬甚至上千萬人的同時登錄。因此可以把大部分的非實操培訓(xùn)搬到網(wǎng)上，而僅保留需要實操的培訓(xùn)科目。
五、 VR應(yīng)用舉例
舉個例子，某鉆井公司在世界范圍內(nèi)有幾十支鉆井隊伍數(shù)千名一線作業(yè)人員，每年為安排各鉆井隊員工參加井控、H2S、HSE、四小證、五小證以及新員工入職安全培訓(xùn)等就得花費大量成本，而其中用于交通和食宿的費用占比一半。
為減少培訓(xùn)成本提高培訓(xùn)效率，公司培訓(xùn)中心引入VR培訓(xùn)設(shè)施，為員工培訓(xùn)提供更加便利高效的平臺。
其中培訓(xùn)中心負(fù)責(zé)中心內(nèi)VR培訓(xùn)系統(tǒng)的硬件維護及軟件開發(fā)，各分公司、項目部、作業(yè)隊伍負(fù)責(zé)對本地配備的VR眼鏡、VR頭盔、網(wǎng)絡(luò)等進行維護。
以新員工入職崗前培訓(xùn)為例，比如某海外鉆井平臺新員工在上崗前可先在國內(nèi)培訓(xùn)中心參加崗前培訓(xùn)，新員工在佩戴上VR眼鏡之后可立刻身臨其境般地感受在海外鉆井平臺的場景中，該場景與實際場景完全一致，新員工可模擬參觀鉆井平臺的各個區(qū)域。而鉆井平臺場景里的每個重要設(shè)施都有經(jīng)過渲染的虛擬菜單選項，新員工如想了解詳情可點擊該虛擬菜單了解設(shè)施的詳細(xì)情況。比如當(dāng)新員工想了解井口防噴器的詳情時只需點擊井口防噴器上的菜單，從下拉列表里選擇“參數(shù)”、“功能”、“安裝方法”、“操作規(guī)程”、“維保方法”中的內(nèi)容即可進行更深入的學(xué)習(xí)。
老員工每年的安全生產(chǎn)復(fù)訓(xùn)也同樣可以通過VR培訓(xùn)系統(tǒng)實現(xiàn)。各分支機構(gòu)的老員工在本地的培訓(xùn)終端上登陸VR培訓(xùn)系統(tǒng)，佩戴VR眼鏡參加理論學(xué)習(xí)。
六、 VR技術(shù)完善建議
VR技術(shù)要想成熟應(yīng)用在安全生產(chǎn)培訓(xùn)中，無論是硬件還是軟件都有很多方面需要完善，比如：
1. 目前常見的VR眼鏡過于沉重，用戶頭部戴個凸鼓的大盒子很是不便，不僅有異物感而且時間久了容易疲勞，應(yīng)該盡量輕便簡化，增強用戶的佩戴舒適感。
2. VR眼鏡還應(yīng)增加聽說功能，比如在VR眼鏡的鏡腿上增加骨傳導(dǎo)耳麥，實現(xiàn)看、聽、說的綜合互動。
3. 增強對VR眼鏡的聲控功能，從而通過口頭指令控制VR眼鏡的操作。
綜上所述，VR技術(shù)作為一項新型技術(shù)方興未艾，率先應(yīng)用該項新技術(shù)不僅能為企業(yè)帶來可觀的效益還可站在時代前沿引領(lǐng)科技發(fā)展的方向，希望本文能為推動VR技術(shù)應(yīng)用貢獻(xiàn)一份力量。本文中的圖片源自網(wǎng)絡(luò)，向圖片的提供者表示感謝。
來源：施鵬文集
