摘要

本文以提高安全生產培訓效率,減少安全生產培訓成本為目的,將VR技術與企業安全生產培訓相結合進行探討.

關鍵詞：VR技術 虛擬現實 安全生產培訓 遠程教育

一. VR歷史

二. VR應用類型

三. VR軟硬件

四. 安全生產培訓中的VR應用

五. VR應用舉例

六. VR技術完善建議

正文

一、 VR歷史

19世紀末中國民間有一種傳統藝術方式叫拉洋片（圖1），其原理與VR原理較為接近。20世紀60年代至21世紀初VR技術尚處于理論、實驗、試制階段。21世紀初至今VR技術應用有了飛速發展，VR眼鏡、VR頭盔等VR設備逐漸進入大眾生活，但客戶體驗效果還有待提高。 預計VR技術應用很有可能在2030年前后得以普及并在2050年前后被成熟應用，成為國民經濟的又一重要增長點。

二、 VR應用類型

VR應用有三種類型：

第一種是將其它地點的現實環境置身在佩戴者身上，實現從佩戴者以外的第二視角身臨其境 ，如遠程旅游、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境置身在佩戴者身上，如虛擬游戲等，可稱之為虛構VR。

第三種是前兩者的有機結合，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不一樣的虛擬環境，不同點是，實景VR的環境是客觀存在的，只是從佩戴者以外的角度感受；虛構VR的環境是客觀不存在的，由開發者編造的環境；混合VR的環境既有客觀存在的真實成分也有虛構編造的不存在成分。

表1

虛構VR的開發成本較高，因環境都是虛構的，所以需要由專業的VR應用開發團隊量身定制,就像制作3D動畫電影一樣。

而實景VR的開發成本較低，環境是真實的，只是從另一個角度觀察，比較容易實現。

混合VR介于上述兩者間，能有效優勢互補。

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720度無死角“觀察”。

2) 信號傳輸渠道：如數據線、有線或者無線網絡

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：將感應端收集到的實景環境轉化為信號，通過信號傳輸渠道傳輸至體驗端，再將信號還原為實景環境的軟件

2) 渲染軟件：在實景軟件的基礎上增加一些可編造虛構環境功能的軟件

3) 虛構軟件：完全由編程者用于編造虛構環境的軟件

四、 安全生產培訓中的VR應用

1. 范圍

安全生產培訓的種類較多，比如三級入廠安全教育、企業主要負責人和安全管理人員的安全培訓、特種作業的持證安全培訓、企業內的日常安全培訓等等。如不涉及直接實操內容，其它如理論授課、示范演練、參觀學習等培訓都可以通過VR技術遠程實現。

2. 目的

(1)節約培訓成本

VR培訓的最大特點就是可以實現遠程仿真培訓，其培訓效果接近于實地培訓但用于培訓的費用成本和時間成本卻能大幅減少。

實地培訓的費用成本主要由三大塊組成：培訓費、交通費和食宿費。其中培訓費是校方用于組織培訓所需的成本，屬于必要成本，而交通費、食宿費都屬于非必要培訓成本，僅僅是用于將學員從工作地“搬運”至培訓學校并在學校里學習一段時間。如果實現VR遠程仿真培訓，交通費、食宿費就可大幅減少甚至不必發生，學員不需大老遠乘坐交通工具前往培訓學校學習，只需在工作單位的VR培訓室內就可遠程仿真學習，甚至只需佩戴上VR眼鏡或者VR頭盔就可在工位上學習，從而大幅節約培訓成本，為企業降本提供更大空間。

實地培訓的時間成本主要包括往返途中時間及參加培訓時間兩大塊，其中往返工作單位與培訓學校途中的時間視距離遠近與交通工具方式不同而有差異，參加培訓的時間屬于校方課程設計則比較固定。如果實現遠程VR仿真培訓則可以省去往返途中時間，從而節約時間成本。

作者在工作實踐中統計發現，安全生產實地培訓的非必要費用、時間成本受地理位置、交通方式、住宿方式、培訓時長等因素影響較大，其中本地培訓成本低、外地培訓成本高。

一般而言本地培訓的非必要培訓費用成本可占到培訓總費用成本的10%-20%，而外地培訓的非必要培訓費用成本可占到培訓總費用成本的40%-60%。而本地培訓的往返途中時間一般只需數小時，外地培訓的往返途中時間一般需要1-2天。也就是說對于外地培訓而言，基本上一半的培訓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員“運到”培訓學校安頓好參加完培訓再運回去。對于一些純理論的培訓以及參觀學習型的培訓，如果不需要動手實操，就沒有必要大老遠的跑一趟僅僅是為了簽到聽課。

以本人的一次安全生產培訓經歷為例，為節約交通成本當時共四人駕車從北京往返山東參加培訓，成本明細如下表1所示：

由表1可知該次外地安全生產培訓的費用成本只有39%用于了校方培訓，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。

如能實現VR遠程仿真培訓，占比61%的交通費用、住宿費用可幾乎不需發生，僅僅只需要支付培訓費用即可，所需時間成本也可減少1天。

(2)提高培訓效率

培訓學校往往因場地、師資力量有一個培訓容納限制，同一時間段最多只能容納一定數量學員參加培訓。但如果實現VR遠程仿真培訓就不再受場地、師資力量限制，只要具備足夠多的VR遠程登陸端并確保聯網通暢，就可實現趨向無限容量的學員參加培訓。有點類似現今流行的網絡游戲一樣，只要服務器容量足夠大、網速足夠快，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搬到網上，而僅保留需要實操的培訓科目。

五、 VR應用舉例

舉個例子，某鉆井公司在世界范圍內有幾十支鉆井隊伍數千名一線作業人員，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。

為減少培訓成本提高培訓效率，公司培訓中心引入VR培訓設施，為員工培訓提供更加便利高效的平臺。

其中培訓中心負責中心內VR培訓系統的硬件維護及軟件開發，各分公司、項目部、作業隊伍負責對本地配備的VR眼鏡、VR頭盔、網絡等進行維護。

以新員工入職崗前培訓為例，比如某海外鉆井平臺新員工在上崗前可先在國內培訓中心參加崗前培訓，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域。而鉆井平臺場景里的每個重要設施都有經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施的詳細情況。比如當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”、“功能”、“安裝方法”、“操作規程”、“維保方法”中的內容即可進行更深入的學習。

老員工每年的安全生產復訓也同樣可以通過VR培訓系統實現。各分支機構的老員工在本地的培訓終端上登陸VR培訓系統，佩戴VR眼鏡參加理論學習。

六、 VR技術完善建議

VR技術要想成熟應用在安全生產培訓中，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，應該盡量輕便簡化，增強用戶的佩戴舒適感。

2. VR眼鏡還應增加聽說功能，比如在VR眼鏡的鏡腿上增加骨傳導耳麥，實現看、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技術作為一項新型技術方興未艾，率先應用該項新技術不僅能為企業帶來可觀的效益還可站在時代前沿引領科技發展的方向，希望本文能為推動VR技術應用貢獻一份力量。本文中的圖片源自網絡，向圖片的提供者表示感謝。

來源：施鵬文集