Чем полезны 3D-модели сложных производств

    Нефтехимические комбинаты это весьма и весьма сложные комплексы зданий. Наш ЗапСибНефтехим в Тобольске — крупнейший объект за всю историю современной России. 9 831 километр кабеля, 102 000 тонн металлоконструкций и 513 000 кубических метров бетона. То есть без шуток — объект внушительный. И объект, который необходимо на должном уровне обслуживать.



    Чтобы персоналу было проще это делать, оперативно добираясь до нужного узла и не заблудившись по дороге, мы создали специальную 3D-модель ЗапСибНефтехима. Меня зовут Владимир Андропов, я занимаюсь проектами, связанными с ИТ-инфраструктурой. О проведённом пилоте по использованию модели в деле, о пользе для обучения, а также о том, почему мы сделали всё на Unity, расскажу под катом.

    Пилот: для чего в принципе нужна модель


    У нас множество макетов и еще больше подробной бумажной документации по объектам. И вот именно их мы и хотели заменить с помощью 3D-модели. Во-первых, макет, даже очень подробный и хорошо исполненный, это всё же такая оффлайн-штуковина, которая даёт тебе общие сведения об объекте, но, в принципе, и всё. Киллер-фичей 3D-модели в таком случае будет её интерактивность, всё можно подробненько покрутить, рассмотреть, подвигать, запомнить.

    Поэтому неудивительно, что с функцией обучения модель справляется куда лучше, чем макеты. Новым сотрудникам можно быстро выдать доступ к модели, чтобы они начинали осваиваться, а для школьников и студентов возможность прокликать модель со всеми подробностями становится куда более увлекательным занятием, чем стоять и вертеть в руках макет объекта. Один на группу, да. Ещё одна монетка в копилку привлекательности профессии для подрастающего поколения.

    Сотрудникам же это помогает быстро запоминать, где начинается и заканчивается конкретно их зона ответственности, как всё устроено, как быстро попасть к нужному узлу. Само собой, модель это ещё и инструкция по безопасности: на ней подробно отражены локации, где можно ходить в каске, а также те, где ходить вообще не стоит. Даже в самой крутой каске. Изучить такие маршруты и общую схему объекта новичкам удаётся быстрее, чем работая с бумажными схемами.



    Но не песочницей единой — мы делаем на базе этой прогулочной модели еще и функциональные тренажёры с возможностью сдачи наших внутренних экзаменов. В скором времени на модель, кроме учебных курсов, будет наложена еще и полноценная техническая документация узлов, чтобы сотрудник перед своим выходом на смену смог сесть и спокойно освежить в памяти свои задачи и распланировать день.



    А ещё можно проводить виртуальные экскурсии для проверяющих органов и заинтересованных лиц, оно тоже нагляднее, чем показывать клипартные фото с объекта.

    Пока всё это реализовано в виде модели, с которой можно работать с помощью ПК, но в будущем возможно и подключение VR, чтобы можно было использовать еще и шлем или очки. Выглядит это вот так:



    Кстати, что касается показа сотрудникам, школьникам на экскурсии или проверяющим: мы реализовали ролевую модель — у пользователей есть разные роли, которые отличаются уровнем доступа. Например, одним можно показать всю модель целиком, с ТТХ оборудования и подробностями, а другим, просто отключив ряд слоев, дать представление о внешнем виде оборудования и его расположении на местности. Поэтому для разных сотрудников получается разный контент, причём несанкционированный доступ исключен.

    Почему Unity


    Unity — самый популярный в мире движок. И уже это открывает множество плюсов. Во-первых, под него гораздо проще найти разработчиков, чем под что-то узкопрофильное или вообще самописное. Во-вторых, эти разработчики будут на самом деле опытными, потому что они наверняка реализовали не один проект на этом движке. В-третьих, это коммьюнити. Если в случае с чем-то самописным коммьюнити будет ограничено или внутренним форумом, или корпоративным конфлюэнсом, то сообщество Unity по понятным причинам такими минусами не обладает.

    Поэтому для СИБУРа мы выбрали открытый, доступный и самый технически совершенный движок. Конечно, то, что работает у нас, это уже не Unity в чистом виде, там сверху (а еще с обоих боков) накручено очень много своего, необходимого для решения наших задач. Внутри есть интеграционные шины, с помощью которых в будущем можно будет выводить данные с систем управления и визуализировать их, или передавать на клиентские приложения.

    Когда все эти тренажеры будут разрастаться, может появиться какой-то веб-сервис, и прочее. А при помощи различных API можно привязать к модели данные с любых доступных источников. По крайней мере, возможность такая уже есть, но вот будет ли потребность — покажет время.

    А вот чем полезна такая интеграция.

    Допустим, вы рассматриваете какую-то установку в нашей модели, по клику на нее можно выдать модальное окно, из которого можно провалиться в набор данных АСУ ТП. Или, скажем, показать связанный с этой установкой документооборот и пойти изучать документацию. В принципе, это уже немного смахивает на BIM в рамках эксплуатации, но у нас не было задачи сделать BIM, мы сделали именно красивый 3D-интерфейс с рядом дополнительных функций. Это начиналось именно как образовательный инструмент, и сейчас у нас идет формирование требований по его доработке. Например, в модель включаются ПЛАСы (план ликвидации аварийных ситуаций). Это уже требует добавления к оборудованию в модели дополнительных атрибутов и прописывания констант (давление и прочие параметры).

    С помощью Unity мы избежали избыточности. Если бы мы делали полноценную полигональную 3D-модель, то уникальным объектом был бы каждый винтик и краник. То есть смотрите вы на резервуар, в котором на самом деле есть заклепки. Будь заклепка самостоятельным объектом, их было бы много. Мягко говоря. А задача нашего интерактивного макета — не до винтиков докопаться, а просто показать, что винтик и заклепки существуют, если ты когда-нибудь доберешься до самого резервуара, ты их там увидишь, они есть. Поэтому решили это с помощью текстур. У нас нет даже модели этой заклепки, есть просто ее текстура.

    Не графикой единой


    Понятно, что если в модели будет просто хорошая картинка и подробные данные, но не будет адекватной анимации движущихся частей, звукового сопровождения, уточняющего задание, то будет не очень. Поэтому на определенных процесса мы подключаем специалистов из других сфер деятельности. Например, надо нам было сделать озвучку для анимации техпроцессов. Профессиональный диктор сделает это качественнее, чем человек, который очень круто знает эти техпроцессы, но голос у него не очень приятный.

    Поэтому диктор и распечатка с нужными фразами.

    Как мы потом выяснили, диктору дали распечатку, местами сократив термины. Конечно, наши были уверены, что человек в любом случае будет мысленно интерпретировать сокращение «стат.» как «статический». И никак иначе. Но диктор был не промах и начитал нам «статс-погрузчик». Как и все фразы, где было это сокращение. В итоге вместо ролика с техпроцессом зритель погружался в остросюжетный исторический рассказ, ожидая услышать про статс-секретарей и статских советников.



    Зато ребята, которые отвечали за визуализацию, подошли к делу серьезно. Им нужно было понять суть технологического процесса в одной из установок, что там вообще внутри происходит, чтобы нормально это подать визуально. Описание одного техпроцесса такого рода на бумаге — это здоровенные ватманы, которыми можно полностью устлать среднюю переговорку. И люди ползали по этим схемам, изучая каждый шаг. Выглядело эффектно.

    А сама модель сейчас проходит активное тестирование, что называется, в поле. Собираем от сотрудников обратную связь, проверяем, все ли работает так, как задумывалось, и формируем требования по ее улучшению.

    Если вам интересны какие-то подробности, спрашивайте, с радостью отвечу.
    Цифровой СИБУР
    Company

    Comments 21

      +4

      А как в это "поиграть"? Хоть бы и в видеоформе.

        +3
        Да, раз уж школьникам показываете — покажите и нам, нам тоже интересно. Тем более Unity поддерживает web-версию и компиляцию в wasm, и Сибуру был бы очень хороший пиар среди специалистов.
          +1
          Web-версию не делали, руководствуясь безопасностью: это объект повышенной опасности и публиковать в общий доступ 3D-модель в масштабе 1:1 мы не можем. Школьникам модель показываем в режиме офлайн: они приезжают к нам или мы к ним. 3D помогает рассказывать о современной нефтехимии и работе крупного производства.
        +1
        насколько модель обновляема? Ну там если на предприятии уберут старый «станок», поставят новый, насколько быстро и какая квалификация нужна, чтобы это поменять в модели?
          0
          Я бы спросил насколько модель соответствует реальности, это китайская нефтехимия, своё к сожалению уже не проектируют и не стоят. Пришлось некоторое время назад там поработать, бардак как и везде.
            0
            Пруф бы…
              0
              Вам пруфы чего?
            0
            Модель строилась из CAD-моделей, соответственно, любую установку или часть модели можно достаточно легко заменить. Сейчас для корректировки модели необходим специалист по Unity (разработчик), в 2020 году мы планируем встроить конструктор, который позволяет сотруднику с обычными навыками в части ИТ внести изменения в макет.
            0
            Объект конечно большой, но не самый. Ванкорский Центральный Пункт Сбора Нефти ощутимо больше и сложнее. Кабеля там больше 100к км.
              0
              ЗапСибНефтехим — это нефтехимическое производство, не совсем верно сравнивать его с нефте- или газоперерабатывающими заводами. ЗСНХ включает два основных производства: мономерное и полимерное. На мономерном производстве путем пиролиза получают основное сырьё (этилен и пропилен), которое поступает на полимерные установки, где уже получают полипропилен и полиэтилен разных марок. Подробнее можно изучить в видео или в статье про производство в нашем блоге
              +1
              наверное, если залогиниться от админа появляется возможность бегать по модели и стрелять)
                +1
                Можно доработать :)
                +1
                Читал и ждал хотя бы видео в конце и такой облом :(
                  0
                  Только новый «Этилен» или другие производства тоже оцифровали?
                    0
                    Оцифровали все установки
                    0
                    Почему был выбран Unity, а не Unigine?
                      0
                      Разработчиков Unity проще найти на рынке, а результат идентичен. Также у нас уже есть свои внутренние разработчики Unity, чтобы с наращиванием компетенций модернизировать макет без привлечения подрядчиков.
                      0
                      Круто! Получается завод современный, если имеется 3D модель? Для старых производств какие у вас решения? Будете ли вообще оцифровывать старые производства?
                        0
                        Проект пилотный, развиваем под новые сценарии. Если будет эффект — будем тиражировать на другие производства. Там, где отсутствуют проектные модели, будем применять лазерное сканирование, фотограмметрию и локально поднятие 3D-моделей с чертежей там, где нужна максимальная точность.
                        0
                        Как с производительностью обстоит вопрос? Вижу, что сцена очень тяжелая. Интересны цифры, ну и рекомендуемая конфигурация компьютера.
                          0
                          Сам «Интерактивный макет» — это 472 fbx, но моделей больше, около 1500. Общий полигонаж — 7.2 млн треугольников. Для работы подойдёт стандартный, по современным меркам, игровой ПК — i7, 16Gb DDR, RTX 2060. Запускали на i5 и GTX1060 — также вполне комфортно. И, конечно, все в 4к :)

                        Only users with full accounts can post comments. Log in, please.