Desde que entr\u00f3 en fase de operaci\u00f3n, en la Estaci\u00f3n Depuradora de Aguas Residuales de la Almunia de Do\u00f1a Godina (municipio de 8000 habitantes de la provincia de Zaragoza) se han implantado progresivamente diferentes tecnolog\u00edas de realidad virtual y realidad aumentada.<\/p>\n
Ello ha permitido entre otras cosas:<\/p>\n
CyPS-UCM-Grupo de Cat\u00e1lisis y Procesos de Separaci\u00f3n<\/em><\/p>\n <\/p>\n La Almunia de Do\u00f1a Godina es un municipio de cerca de 8.000 habitantes situado en la provincia de Zaragoza, capital de la comarca de Valdejal\u00f3n. Desde que su Estaci\u00f3n de Tratamiento de Aguas Residuales comenz\u00f3 la fase de operaci\u00f3n se han ido integrando diferentes tecnolog\u00edas para poder llegar a la situaci\u00f3n actual.<\/p>\n El primer paso fue dotar a la planta de autonom\u00eda en lo referente a c\u00e1lculos de explotaci\u00f3n, proceso y energ\u00eda: desarrollando, calibrando y aplicando algoritmos de c\u00e1lculo en los propios controladores de la planta, desde balances de masa instant\u00e1neos hasta la producci\u00f3n de fango \u00f3ptima, pasando por organizaci\u00f3n aut\u00f3noma de recursos seg\u00fan el precio de la energ\u00eda. Para lograr dicho objetivo se sensoriz\u00f3 el proceso con los \u00faltimos avances en tecnolog\u00eda de instrumentaci\u00f3n, implantando telemetr\u00edas y almacenamiento masivo de datos.<\/p>\n Tecnolog\u00edas como Virtualizaci\u00f3n, \u201cIoT\u201d, \u201cCloud\u201d, OPC-UA o \u201cData-Analytics\u201d son una realidad en la EDAR de La Almunia. Todo esto ha sido un requisito esencial para la integraci\u00f3n de tecnolog\u00edas de Realidad Virtual (VR) y Realidad Aumentada (MR), tecnolog\u00edas que han sido implantadas mediante el proyecto \u201cAugmented Facility Management\u201d.<\/p>\n Proyecto \u201cAugmented Facility Management\u201d<\/span><\/strong><\/p>\n El proyecto se basa en tres tecnolog\u00edas crecientes en la industria 4.0: APPs en dispositivos \u201cWearables\u201d con tecnolog\u00edas Google Android\u00a9, Streamline de video y OCR; realidad virtual inmersiva (o \u201cVirtual Reality\u201d) con tecnolog\u00edas HTC VIVE\u00a9 y UNITY\u00a9, y realidad aumentada (o \u201cMixed Reality\u201d) con tecnolog\u00eda Hololens de Microsoft\u00a9 y UNITY\u00a9.<\/p>\n El proyecto se compone de tres m\u00f3dulos de desarrollo, a los que se han aplicado sendas tecnolog\u00edas: el m\u00f3dulo de calidad, el m\u00f3dulo de formaci\u00f3n y el m\u00f3dulo de Centro de Control. La gesti\u00f3n de los m\u00f3dulos, consultas, permisos de acceso, etc., se realizan a trav\u00e9s de un \u201cBackEnd\u201d en la nube.<\/p>\n Este m\u00f3dulo comprende la asistencia en la recogida de datos en \u201cCheck-List\u201d (tablet rugerizada) y la asistencia t\u00e9cnica remota por expertos con \u201cwearables\u201d (gafas o casco).<\/p>\n La fiabilidad de los datos es la base de un buen an\u00e1lisis. El primer objetivo de este m\u00f3dulo es el minimizar los errores en la recogida de valores en los puntos en los que el operador de proceso los capta. El procedimiento se realiza leyendo con un dispositivo Tablet Android, compuesto de lector QR o NFC, en el que todos los identificadores se han incluido como parte de la instrumentaci\u00f3n necesaria para la captura de datos. Una vez identificado el dispositivo Android muestra un campo de escaneo que, al presentarlo sobre el display del instrumento en cuesti\u00f3n, autom\u00e1ticamente traslada el dato visualizado a un campo de formulario en la Tablet, y el operador s\u00f3lo tiene que confirmar la lectura correcta, sincronizando en ese momento el dato con la nube y creando informes autom\u00e1ticamente para su posterior consulta desde el \u201cBackEnd\u201d.<\/p>\n Los puntos de lectura est\u00e1n situados en instalaciones descentralizadas, de manera que todo el proceso de check-list de datos de proceso de planta se puede realizar de una manera automatizada, optimizando los tiempos de trabajo del personal de operaci\u00f3n. Para mejorar los mantenimientos y apoyos remotos se equipa al operador con un mismo dispositivo \u201cWearable\u201d (gafas o cascos) dotado de una aplicaci\u00f3n de video llamada con una herramienta interactiva de consulta que permite el intercambio de capturas, v\u00eddeo documentaci\u00f3n, etc. El operador ve en la pantalla del dispositivo \u201cWearable\u201d los expertos de asistencia remota que est\u00e1n disponibles en el momento de la consulta, seleccionando el que crea oportuno en funci\u00f3n de la necesidad. El experto seleccionado recibe un aviso en su PC dando el soporte necesario al personal de planta, con el ahorro de tiempo y eficiencia que esto significa desde el punto de vista econ\u00f3mico.<\/p>\n Acciona Agua prioriza la formaci\u00f3n como base de la prevenci\u00f3n de riesgos laborales y para la \u00f3ptima operaci\u00f3n y mantenimiento de sus instalaciones. Este m\u00f3dulo da un paso m\u00e1s en la mejora continua de la formaci\u00f3n del personal de operaci\u00f3n, seleccionando, dentro de las nuevas tecnolog\u00edas, la Realidad Virtual (VR) debido a su car\u00e1cter inmersivo.<\/p>\n Utilizando los modelos tridimensionales desarrollados en MAYA\u00a9, se desarrollan distintas experiencias de formaci\u00f3n, que comprenden desde el mantenimiento de un pozo, hasta protocolos de Prevenci\u00f3n de Riesgos Laborales (PRL), como Riesgos en altura o Riesgo el\u00e9ctrico. El alumno interact\u00faa como si lo hiciera en un escenario real, siendo su propio cuerpo el mando de la experiencia virtual y sintiendo las mismas emociones que en una situaci\u00f3n real de entrenamiento. El resultado es una excelente formaci\u00f3n del alumno, sin haber corrido ning\u00fan riesgo y minimizando los recursos necesarios.<\/p>\n Al ser un desarrollo en \u201cCloud\u201d, este m\u00f3dulo aprovecha todas las ventajas de este tipo de plataformas, en especial el t\u00e9rmino \u201cEveryWhere\u201d ya que los personajes que interact\u00faan pueden encontrarse f\u00edsicamente en el centro de formaci\u00f3n o bien en cualquier centro o lugar con acceso a datos Este punto apuntala el crecimiento internacional que en la actualidad est\u00e1 teniendo Acciona Agua, desarrollando los mismos m\u00e9todos de trabajo independientemente donde se lleve a cabo la operaci\u00f3n.<\/p>\n Los distintos actores que participan dentro de este m\u00f3dulo de formaci\u00f3n son:<\/p>\n El alumno dispone de dos modos de experiencia: Modo aprendizaje y modo evaluaci\u00f3n. Cada experiencia se divide en varios \u201chitos\u201d (logros) que el alumno debe lograr para completarla. En modo aprendizaje el alumno puede realizar la experiencia con o sin profesor, y mediante carteles flotantes ver los pasos a seguir para superar los distintos \u201chitos\u201d y culminar con \u00e9xito la experiencia. Mediante el registro de hitos superados y el tiempo empleado en cada uno de ellos, el evaluador puede diagnosticar la preparaci\u00f3n del alumno para comenzar el modo evaluaci\u00f3n.<\/p>\n Cuando el profesor accede al portal del \u201cBackend\u201d de gesti\u00f3n se le muestran los alumnos que est\u00e1n realizando experiencias y puede entrar a compartir la que estime oportuno. En el momento que el profesor accede a la experiencia se abre un canal de voz bidireccional entre los dos personajes y los espectadores si los hubiese.<\/p>\n Para un mayor control de la experiencia de formaci\u00f3n, el profesor tambi\u00e9n puede posicionar c\u00e1maras en los puntos estrat\u00e9gicos que considere y estar\u00e1 dotado de movimiento libre en las tres direcciones del espacio, y as\u00ed tener visi\u00f3n desde todos los \u00e1ngulos.<\/p>\n Hasta la fecha las plantas de tratamiento de aguas disponen de un sistema de supervisi\u00f3n SCADA del estado de los procesos, compuesto de un determinado hardware (pantallas y ordenador). Estos son sistemas complejos en lo referente a conexiones f\u00edsicas y por ende dif\u00edciles de trasladar (portabilidad). Por otra parte, la visi\u00f3n espacial que ofrecen se reduce a los planos 2D de los monitores mencionados y en alg\u00fan caso avanzado a un dispositivo port\u00e1til remoto, pero siempre con las mismas limitaciones de espacio.<\/p>\n El proyecto \u201cAugmented facility management\u201d incluye una herramienta capaz de reproducir un centro de control en 3D y poder visualizar instalaciones como un entorno real, gracias al dispositivo \u201cHololens\u00a9\u201d de Microsoft\u00a9 que proyecta en el espacio los hologramas creados permitiendo interactuar con ellos por medio de gestos y comandos de voz. Ya no existe la limitaci\u00f3n de zonas de informaci\u00f3n, podemos configurar paneles de informaci\u00f3n, maquetas de instalaciones y pupitres de control sobre el aire que nos rodea e incluso este tipo de hardware es capaz de escanear el entorno que nos rodea y as\u00ed poder organizar nuestros \u00edtems de visualizaci\u00f3n donde m\u00e1s nos convenga (sobre una mesa, en una pared, etc.).<\/p>\n Se puede pasear por la planta e ir viendo las informaciones flotando en el espacio seg\u00fan va pasando de una secci\u00f3n a otra. Incluso detenerse y montar un holograma de la secci\u00f3n para ver las partes ocultas y comprender las direcciones de las corrientes de proceso, todo un avance respecto a la situaci\u00f3n de partida que favorece la toma de decisiones correcta al poseer el m\u00e1ximo de informaci\u00f3n.<\/p>\n Desarrollo del PROYECTO \u201cAugmented Facility Management\u201d<\/span><\/strong><\/p>\n El desarrollo del proyecto se realiz\u00f3 en tres fases dependientes utilizando diferentes tecnolog\u00edas:<\/p>\n Esta fase consiste en la implantaci\u00f3n de un servidor unificado de datos de sensores de campo. Para ello se virtualiza un servidor en la plataforma \u201cVSphere\u201d de VMware instalada en un rack de servidores, encargado de la gesti\u00f3n de las comunicaciones con los controladores de planta. Este servidor realiza la funci\u00f3n de Gateway para las diferentes tecnolog\u00edas. El protocolo seleccionado es OPC-UA debido a la creciente difusi\u00f3n en la industria del IoT. Para que las nuevas tecnolog\u00edas puedan acceder a los datos se ha desarrollado un conversor de datos de una suscripci\u00f3n OPC-UA a un archivo de consulta de datos tipo \u201dJSON\u201d. Este archivo es consultado peri\u00f3dicamente por las aplicaciones desarrolladas.<\/p>\n Para poder desarrollar con el entorno UNITY\u00a9 y motores f\u00edsicos, es necesario la previa digitalizaci\u00f3n de las instalaciones con MAYA\u00a9 de Autodesk\u00a9 y su posterior importaci\u00f3n al UNITY\u00a9. Estos dise\u00f1os se mostrar\u00e1n como holograma a trav\u00e9s del dispositivo de visi\u00f3n Hololens de Microsoft<\/p>\n Una vez se tienen los datos en un formato consultable por los nuevos entornos de desarrollo y las instalaciones digitalizadas se pas\u00f3 a la segunda fase del proyecto.<\/p>\n Como si de un videojuego de \u00faltima generaci\u00f3n se tratase, en lo referente al dise\u00f1o audiovisual, se elaboran las maquetas 3D en el IDE UNITY 3D. Para lograr un aspecto real se aprovecha la potencia de este software con motor f\u00edsico. Los paneles de informaci\u00f3n y pupitres virtuales de control se desarrollan para que el interlocutor los disponga sobre el espacio alrededor del holograma de la maqueta.<\/p>\n Conclusiones<\/span><\/strong><\/p>\n Las tecnolog\u00edas que se han implantado en la planta de la Almunia han permitido:<\/p>\n Referencias:<\/strong><\/p>\n\n
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