保持安全可靠,始终是电网企业最具优先级的关键需求。配电企业对安全的重视,来源于运维复杂电力网络的潜在危险性。即便是一时的疏忽大意,也可能会在瞬间导致事故发生。要避免这类风险,为电网运维人员提供充足且完善的安全操作培训是必不可少的。那么,在有经验的技术人员日益显得弥足珍贵的今天,如何让电网系统运维和对人员的培训更加便利,让并无特别经验的“新手”也能做到“触手可及”?

提供这一解决方案的答案,正是方兴未艾的创新数字工具,例如增强现实(AR)或虚拟现实(VR)等技术应用。一开始,很多人认为这些技术似乎只在电子游戏、视听娱乐等领域具有广阔的用武之地。但今天,它们的巨大潜力同样在运维培训领域得以浮现。凭借这些新技术,人们将能够以可控的成本,更好地提升运维培训的效率和效果。

技术环境快速变化,为传统运维和培训带来新挑战

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传统上,对电网运维人员而言,保障电网能够连续不间断地可靠运行并不是件容易的任务,他们常常不得不在极具挑战性的情况下实现这一目标。首先,电网中的各类电力设备往往充满危险,特别是在发生故障需要更换和维修时就更是如此。而且,配电网由许多互相独立的电力设备组成,它们的尺寸型号各异,具有不同的外观和功能,而且很可能来自不同的供应商。

因此,即便是更换单个设备或为其排除故障,也需要运维人员在小心遵守安全规程的前提下,经过复杂的程序和步骤来完成。运维人员通常需要参考设备供应商的技术手册和程序来完成维修、更换任务。但在很多情况下,他们实际上并不具备这样的理想条件。

例如,去处理故障的技术人员很有可能在现场“偶遇”一台自己并不熟悉的设备,手头又没有相关的手册,这样的挑战往往会限制他们恢复供电的工作效率。再如,当恶劣极端天气导致电网大规模故障后,前来恢复供电的运维人员往往会跨区域展开抢修工作,由于不同的分公司很可能使用不同供应商的设备,这时也常常出现没有操作手册的窘境。恢复供电的紧迫性本应该争分夺秒,但这样的窘境往往会极大拖延抢修进度。

电网公司面临的一系列新的运维挑战

以往,有资历的运维人员也许可以凭借十几年甚至数十年积累的丰富经验,应对这些意外情况。但到了今天,运维人员面临的将是一个快速变化的技术环境,电网的底层结构变得更加自动化,且使用更加复杂的数字技术。而且,电网公司员工的新老交替,也不可避免地会带来老员工经验的“失传”。

因此,电网公司必须“另辟蹊径”,找到能够快速培训新员工并使其掌握更复杂的系统和程序运维的新途径。对于经常需要奔赴保电一线的运维人员,电网公司也需要找到有力的数字化解决方案,将实时运营数据、数字化设备手册、在线程序直接交到现场工作人员的手中,让他们对一切必要的信息“触手可及”。

混合现实及虚拟现实技术,为运维和培训提供“利器”

在这样的挑战面前,用于运维和培训的“混合现实”技术(即 AR 和 VR 的结合)应运而生,为电网公司提供了应对运维和员工培训挑战的“利器”。

首先,增强现实(AR)技术可以提高运维人员的能力和灵活性。使用先进的 AR 技术,可以减少电力系统停机时间,加快运维速度,减少导致大多数事故的人为错误。在现场工作时,技术人员可以即时在线访问实时数据以及数字化用户手册、程序和图表,更快地找到所需信息。

通过量身定制的虚拟现实 (VR) 练习,可以加快运维人员的培训进度。个人电脑或平板电脑可以用于虚拟、高度仿真的培训课程的数字孪生,帮助缩短培训时间。此外,将 AR 和远程专家协助相结合,还能够通过专家的在线建议灵活弥补数字化解决方案的不足。

使用 AR 技术,电网公司员工可以利用平板电脑、智能手机、数字眼镜或可穿戴设备等移动设备,对现场设备进行访问。当技术人员将平板电脑的摄像头对准现场设备,或戴上数字眼镜时,移动设备可以准确地识别设备类型、型号和需要关注的其他设备。这就降低了由于设备识别错误而导致人为错误的可能性。而且,AR 解决方案可以叠加电路图和/或分步程序来分析或纠正状况,还可以虚拟地“打开”和“剖析”设备,显示其内部结构和组件。

这类先进的解决方案,还可以访问多种数据源或与工单系统实现交互,为运维人员更好地赋能。比如,当运维人员在维护现场需要零件,他只需给设备拍照并将照片提交给服务系统,系统将判断是否有所需零件,如果没有,可以自动进入供应链进行订购。这种端到端的维修评估、零件订购和更换安排可能只需几分钟即可完成。相比之下,传统的维护方法可能需要数小时甚至一天以上的时间,由此带来的提升显而易见。

创新解决方案实现多重价值提升:安全、成本与可靠性

这样的新模式,可以为运维和培训同时带来几方面的卓越价值。其中,对安全性的提升自然是最为重要的。由于采用VR/AR技术的设备终端具备验证设备身份、检索有关设备的详细信息,以及访问与设备视觉图像绑定的分步程序的能力,因此大大降低了人为错误和不安全做法的可能性。此外,通过 3D 地理定位,还可以对现场人员的安全水平进行检查,并防止他们误入危险区域。

此外,采用这样的新型解决方案,还有助于提高成本效益。在去现场之前,操作人员可以在 AR 系统上查看要执行的操作,并确定所有需要的工具,从而提升现场工作效率。而且,AR 使技术人员能够通过智能设备获取准确的信息和数字化指导,从而节省人员时间,减少人为错误,降低运维成本。最后,新技术的应用还能够增强弹性和可靠性。AR 辅助下的服务恢复可以增强应对电力系统故障时的弹性和可靠性,帮助运维人员更快地恢复服务。

EcoStruxure ™ AR 操作顾问 3D可以将设备的内部视图叠加在设备的真实外部图像之上

今天,施耐德电气的解决方案已经可以提供名为 EcoStruxure ™ AR 操作顾问 3D (EAOA 3D)的运维和培训混合现实解决方案,以帮助用户应对这些新的挑战。在 AR 模式下,EAOA 3D 可以将图表、内部视图或一组程序和实时数据叠加到现实(如真实设备)之上。在 VR 模式下,EAOA 3D则可以使用来自运行设备的实时数据,提供对设备或工厂的模拟。而出于培训目的,EAOA 3D 解决方案还可以与实时操作断开连接,在不影响实际状态的情况下为受培训人员提供沉浸式的仿真模拟环境。

在信息和数据的呈现上,EAOA 3D 允许访问来自PLC的特定资产实时数据,以及来自 SQL 数据库的文档、图像、网页、注释、标签和数据。这样一来,运维技术人员就能够查看包含电气图、图像和视频的 PDF 文件,还可以虚拟地显示机柜、机器或设备的内部组件。EAOA 3D 还可以通过提供叠加在设备上的屏幕说明,来指导运维人员准确无误地完成流程。

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