Trójwymiarowe wyrobisko

Współczesne górnictwo węgla kamiennego opiera swe procesy produkcyjne na maszynach. W polskich kopalniach mechanizacja postępuje w szczególnie szybkim tempie. Dlatego należy poszukiwać coraz doskonalszych sposób identyfikacji dotąd nieznanych zagrożeń, jakie pojawiają się w środowisku pracy.

Znaczący postęp w tej dziedzinie odnotowano w ostatnich latach wraz z pojawieniem się nowej dyscypliny informatycznej zwanej wirtualnym prototypowaniem. Proces ten rozpoczyna się od budowy modeli geometrycznych produktów, na których następnie przeprowadzane są symulacje komputerowe. Umożliwia on zweryfikowanie wpływu działania maszyny na człowieka, zanim stanie on do jej obsługi. W ten sposób kształtować można nie tylko bezpieczne zachowania na zasadzie korygowania błędu, ale nawet zapobiegać schorzeniom.

Kształtowanie bezpieczeństwa w pracach prowadzonych w podziemnych wyrobiskach oparte jest w głównej mierze na szkoleniach upowszechniających bezpieczne metody pracy. Materiały szkoleniowe tworzone są z wykorzystaniem metod wizualizacji komputerowej i zawierają także rekonstrukcje zaistniałych w przeszłości wypadków. W ich produkcji specjalizuje się Laboratorium Metod Modelowania i Ergonomii Instytutu Techniki Górniczej KOMAG w Gliwicach.

– Coraz częściej organa nadzoru górniczego zwracają się do nas o sporządzenie wirtualnej wizualizacji wypadku. Otrzymujemy wówczas wszystkie materiały związane ze zdarzeniem w postaci szkiców, protokołów i ewentualnie fotografii i na tej podstawie tworzymy następnie scenariusz filmu. Oczywiście, że po części jest to nasza interpretacja zaistniałego wypadku, ale w dużej mierze oparta na protokole eksperckim – tłumaczy dr inż. Dariusz Michalak, kierownik wchodzącej w skład laboratorium grupy tematycznej ds. zastosowań technologii wirtualnych.

Trafić do ludzkiej świadomości

Wirtualne modele w sposób niezwykle realistyczny przekazują informacje o konkretnym zdarzeniu. Zdaniem psychologów doskonale trafiają do ludzkiej świadomości. Za ich pomocą da się bowiem zobrazować sytuacje, których nie można się odtworzyć z udziałem ludzi.

I z tego właśnie względu obrazy zrealizowane w gliwickim laboratorium wykorzystywane są także w kopalniach przez służby odpowiedzialne za bezpieczeństwo pracy górników. Częste prezentacje filmów na telebimach przyciągają widzów z racji niezwykle realistycznych scen, jakie zawierają. Ich autorzy doskonale o tym wiedzą, dlatego poza samym odtworzeniem wypadku równie dużo miejsca poświęcają profilaktyce.

– I tu także zastosowanie znajdują modele wirtualne. Staramy się pokazać, co zrobić, by do podobnych zdarzeń nie dochodziło – wyjaśnia dalej Michalak.
Najtrudniejszym zadaniem zrealizowanym do tej pory przez specjalistów z laboratorium Techniki Górniczej KOMAG-u była wizualizacja katastrofy zaistniałej w listopadzie 2006 r. w kopalni „Halemba” w Rudzie Śląskiej. Musieli oni zwizualizować wszystkie hipotezy przyczyn wypadku postawione przez specjalną komisję powołaną przez prezesa Wyższego Urzędu Górniczego.

– Podczas realizacji przedsięwzięcia byliśmy w stałym kontakcie ze specjalistami wchodzącymi w skład komisji, a momentem kulminacyjnym była prezentacja materiału w trakcie trwania konferencji prasowej. Zdajemy sobie sprawę z faktu, że w przyszłości takie postępowanie należeć będzie do rutynowych, staramy się więc, aby nasze wizualizacje stawały się coraz doskonalsze – podsumowuje dr inż. Jarosław Tokarczyk, kierownik grupy tematycznej ds. wirtualnego prototypowania wchodzącej w skład Laboratorium Metod Modelowania i Ergonomii.

Wirtualna kopalnia

Współczesne realia w sektorze górniczym, m.in. koncentracja produkcji, zwiększają wymagania jakościowe, niezawodnościowe i funkcjonalne. Ogromny nacisk kładzie się obecnie na badania prototypów materialnych maszyn górniczych, poszukując coraz to nowszych metod. Jedną z nich jest metoda tworzenia wirtualnych prototypów maszyn górniczych, pozwalająca na zbadanie przyszłego środka technicznego we wczesnych fazach projektowania. Obejmuje ona proces projektowania, wytwarzania, serwisu, jak również recyklingu. Wymaga to zbudowania wirtualnego środowiska pracy składającego się z modeli maszyn, wyrobisk i cech antropometrycznych ludzi. Jeśli producent ma wątpliwości, jak rozmieścić elementy sterowania w kabinie operatora kolejki spągowej, by zoptymalizować jego pracę, specjaliści z KOMAG-u chętnie mu podpowiedzą. Powstałe rozwiązanie zweryfikują pod względem kryteriów funkcjonalnych, wytrzymałościowych, możliwości wytwórczych, bezpieczeństwa pracy i ochrony zdrowia.

Stały dopływ do górnictwa nowych pracowników wymaga również prowadzenia intensywnych szkoleń w obsłudze maszyn i urządzeń górniczych i upowszechniania bezpiecznych metod pracy. Programy szkoleniowe w postaci interaktywnych symulacji objaśniających działanie i obsługę maszyn są stosowane w połączeniu z nowoczesnymi technologiami wirtualnej – Virtual Reality i rozszerzonej rzeczywistości – Augmentem Reality.

Standardowe instrukcje obsługi maszyn wzbogacane zostają o elementy ciekawe dla odbiorców pod względem przekazu. Czynności opisywane nieraz na setkach stron papieru zostają streszczone za pomocą interaktywnych obrazów do kilku lub kilkunastu minut.