西南油气田:用混合现实技术把场站“搬到”虚拟空间

作者:高玉娴   【原创】   2020-08-11 12:16:21

关键字: 微软 能源 中石油 混合现实

和游戏场景下让“肥宅懒鬼”们“逃离”现实世界不同,在商业场景中,虚拟现实技术的更多用处,是让虚拟世界与现实世界的联系更为紧密,并助益于现实世界。

“在这里只有想不到,没有做不到的,你可以做任何事,去任何地方。比如去度假星球、在夏威夷15米高的浪尖冲浪、从金字塔上滑下来、跟蝙蝠侠一起爬珠穆朗玛峰……”

在《头号玩家》电影里,这个令人沉迷的地方叫作“绿洲”,是一个超级网络游戏中的虚拟世界。电影的剧情被设定在2045年,现实世界的一切开始衰退和破败,这让越来越多的人戴上VR眼镜、穿上体感套装躲进“绿洲”这样一个虚拟世界中,寻找精神层面的慰藉。

技术的发展,让现实世界与虚拟世界的界限变得越来越模糊。其中,虚拟现实技术更是叩开了一道门,让人可以全感官沉浸于虚拟世界的中。虽然“绿洲”的世界还未到来,但近两年来不仅VR游戏开始盛行,虚拟现实技术在很多商业场景也得到了的推广。

不过,和游戏场景下让“肥宅懒鬼”们“逃离”现实世界不同,在后一种情况中,虚拟现实技术的更多用处,是让虚拟世界与现实世界的联系更为紧密,并助益于现实世界。比如,对于一线作业环境极度复杂、危险系数极高的能源行业来说,包括AR(虚拟现实)、MR(混合现实)、智能分析、5G、AI等在内的新技术就在发挥非常重要的作用。

突破地理限制,把场站“搬到”虚拟空间

坐标四川盆地,西南油气田是中国石油集团在西南的地区公司,负责着整个四川盆地的油气勘探开发、天然气输配、储气库以及川渝地区的天然气销售和终端业务,目前,该公司正在借助于虚拟现实、人工智能以及云计算等技术的能力叠加,推进智能油气田的建设。

比如,在虚拟现实部分,西南油气田通过微软提供的混合现实技术把整个场站的设备按照原有比例进行了三维建模,并放在虚拟场站中,通过配戴HoloLens,员工可以任意调整现场设备、管线的摆放位置,同时,通过简单的手势操作,还可以对设备进行拆分、放大、缩小、旋转等操作,从而沉浸式地了解、掌握设备原理。

据中国石油集团西南油气田分公司川中油气矿信息管理部副主任粟鹏介绍,目前HoloLens主要应用于西南油气田的现场操作培训,包括生产设备结构原理培训、生产工艺流程培训,以及生产设备操作维修培训等领域。

“HoloLens的特点之一是不受空间环境和地理位置的限制,在业务培训场景下,可以把平面化的教学内容转变为更具有趣味性的三维立体场景,让学员更简单地了解和掌握工作流程。”粟鹏表示,“甚至,学员还可以在虚拟场景下拉近或走近观看,从而更加直接、细致地观看设备的内部结构。”

对于像西南油气田这样的油气公司来说,场站一般都在距离市区和办公场地较远的郊区甚至野外,而通过混合现实技术,除了支持沉浸式培训之外,员工即便不到现场,也可以对整个场站的设备、工艺流程进行非常直观的了解。

“举个例子,过去我们的生产井井眼轨迹、气藏模型等比较专业的信息,只有研究人员通过非常专业的地质软件才能看到和应用到。而现在通过把这些专业软件的模型转换出来放到HoloLens中,员工也可以在不使用这些专业软件、不去实验室的情况下,随时随地、直观地了解油气场目前的生产情况和地质构造情况,包括生产现场、油气井的生产实时数据、产量和压力情况,以及每天的产气曲线等等。”粟鹏告诉记者,“这是一种全新的交互方式,比起传统的方式,它产生的效果和效率都更好。”

打造“空间智联网”中的“超能作业者”

油气是能源行业中非常重要的部分,据统计,目前油气行业在国际能源消费中占到了40%,创造着全球6%的GDP。而全球范围内,油气生产作业现场超过了1500万个,现场工人超过1000万。以中国石油为例,在100多万员工中,现场生产作业人员就有近80万。

如前文所说,现场的作业人员每时每刻都面临着极大的作业风险。因此,未来十年里,摆在这个庞大的产业面前的是非常大的一个挑战——作业人员大量减少、能源成本越来越高,通过技术革新生产力、发展生产作业、提高生产效率成为了一个必然选择。于是,和西南油气田一样,越来越多的油气公司正在利用最前沿的技术,打造更智能的油气田。

而同为中国石油集团的下属公司,中油瑞飞则在其中扮演着“技术导师”的角色,专注于油气IT业务,帮助全球范围内的油气公司实现技术的升级。

据中油瑞飞物联网重点实验室主任、部门经理孙仕胜介绍,中油瑞飞在去年启动了“石油大脑”计划,目标是打造油气行业的领先生产作业系统,变革生产现场。具体来说,这一计划聚焦两个核心要素——即生产作业现场和现场作业人员,通过AI和XR(AR、VR、MR等)技术能力的结合,打造“智能现场”和“超级工人”。“我们正在打造新的IT基础设施,通过终端能力、边缘能力、智能中台能力来构建虚实融合的生产作业现场,从而应对‘智能现场’的发展,并产生新的人机交互环境。”孙仕胜表示,中油瑞飞将这称为“空间智联网”,并且认为它将是未来油气行业的基础设施。

中油瑞飞物联网重点实验室主任、部门经理 孙仕胜

在“空间智联网”中,孙仕胜强调,XR技术的应用目标是打造“超能作业者”,主要可以在培训、巡检、操作、研究,以及“展陈”(展示、陈列)等领域使用。具体的例子有很多,除了西南油气田的培训场景之外,再比如——在“展陈”领域,员工可以利用XR技术实现远程作业指挥、生产作业展示或综合智慧等操作;在巡检领域,通过XR的智能巡检和智能操作,机器就可以自动记录实时分析,从而替代或协助人工完成后方的远程协作。“如果员工是个熟练工,就可以自动对相应的作业过程进行精确记录;如果是个新人,系统则会自动校正员工的工作流程;如果是严重的失误,甚至会直接出发报警。”孙仕胜说。据数据分析,油气行业80%的安全事故都是由人为操作失误导致,而如果通过XR结合AI的智能作业方式,不但能大大提高生产作业效率,更重要的,还能保障生产作业安全。

“除此之外,如果能再叠加一层卫星航拍影像的地质三维数据模型,XR还可以帮助人们进行地表下的油气勘探、开采等等。”“我们认为,这种新型的交互方式是未来油气行业及其研究的一个重要途径。”孙仕胜表示。

混合现实技术已经走过了应用元年

当然,在孙仕胜描绘的“空间智联网”中,XR技术并非独立存在,它需要与AI结合、与IoT结合,需要上至云端、远至边缘端,打通物理空间和数字空间的阻隔。而在微软的产品体系中,HoloLens实际上也不是一个独立的技术,它的背后还有非常强大的云计算平台作为支持。

在接受记者采访时微软混合现实亚太区业务总监缪臻颖表示:“自2015年HoloLens第一代发布至今,微软一直将混合现实技术视为一个‘以人为本的技术’,这意味着,它需要我们用一种近似于人类的方式去理解这个世界,让人用最自然的方式去进行人与人、人与物之间的交互。”

微软混合现实亚太区业务总监 缪臻颖

为了塑造这种交互体验,同时让混合现实技术更好地落地于企业业务场景,在去年发布的第二代版本中,HoloLens有了三方面的性能提升:第一,提供更沉浸的体验;第二,提升配戴舒适度;第三,做到开箱即用。据缪臻颖介绍,随着HoloLens 2.0的推出,微软发现混合现实技术的企业级用户明显增多,这一方面与产品的性能和体验升级有关,另一方面也与企业自身的业务场景需求有关。她表示,混合现实技术不仅可以赋能油气行业的现场操作工人,还可以赋能制造企业的工人、医疗行业一线的医护人员、教育行业的老师、零售行业的销售人员等等。

落到具体场景,缪臻颖认为,混合现实技术主要可以用于以下六大领域——仿真和培训、操作流程的标准化管理、远程协助、多方协同设计、销售辅助,以及背景数据展示。“其中,还会出现很多跨行业的应用,比如培训。工业制造业需要对生产工人进行培训、汽车制造业也要对装配工人进行培训,甚至在教育行业,医学院学生业可以通过混合现实技术提升操作技能。这些对我们来说都是强应用。”“与此同时,基于微软Azure提供的远程渲染、空间锚点、物体识别等云端服务,当用户要针对同一物体进行跨地域协同时,就可以在三维空间中去做标记,保证大家看到的是同一画面、讲同一句话、做同一件事。”

在技术领域,只要有强应用存在,技术的推广就只是时间的问题。因此,在缪臻颖看来,如今混合现实技术的应用已经不再是元年,而已经“慢慢起飞”。也就是说,接下来混合现实技术的应用广度和深度都会持续拓展和深化,在商业场景中,企业将可以在数字世界中做任何事,去任何地方。

    扫一扫

    分享文章到微信


    北京第二十六维信息技术有限公司(至顶网)版权所有. 京ICP备15039648号-7 京ICP证161336号京公网安备 11010802021500号
    举报电话:13070156560 举报邮箱:jubao@zhiding.cn 安全联盟认证