KR20180069510A - Safety training system of operator based virtual reality and method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a virtual reality-based safety training system for an operator and a method for the same. The virtual reality-based safety training system for an operator recommends an item which should be learned by each step to correspond to the ability of a trainee in a virtual reality environment and computer-based training system by considering learning ability and ability improvement of an individual operator. Also, the virtual reality-based safety training system for an operator determines a train frequency to correspond to a learning pattern of the trainee and can monitor the trainee to maintain success continuity demanded for the trainee by a part based on risk assessment for preventing an accident. According to an embodiment of the present invention, the virtual reality-based safety training system for an operator includes: an operator training control device; a virtual reality visualizing device; a controller monitoring a training result of the operator, which is controlled by the virtual reality visualizing device and the operator training control device, by executing an operator safety training scenario on a plant process model and sending the monitored train result of the operator to the outside; and a server analyzing the train result of the operator, which is received from the controller, and transmitting process data in accordance with the part controlled by training of the operator and training data including a training history, an accident history, and a training pattern to the controller. The controller determines a next training scenario based on the process data and the training data, which are received from the server.

Description

가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템 및 방법{SAFETY TRAINING SYSTEM OF OPERATOR BASED VIRTUAL REALITY AND METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a safety training system and method for a virtual reality-

본 발명은 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개별 조업자의 학습능력과 능력향상을 고려해서 가상현실 환경, 컴퓨터 기반의 훈련시스템에서 훈련원의 능력에 맞게 단계별 학습해야 할 항목을 추천하고, 훈련원의 학습패턴에 맞게 훈련빈도를 정하며, 사고방지를 위해 위험성 평가 기반에 의한 부품별 훈련원에게 요구되는 성공지속성을 유지하도록 모니터링할 수 있는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a safety training system and method for a virtual reality-based operator, and more particularly, to a virtual reality environment, a computer-based training system, in order to improve the learning ability and capability of individual operators. A safety training system of a virtual reality-based operator capable of monitoring the items to be recommended, determining the frequency of training according to the training pattern of the training center, and maintaining the continuity of success required for the part-by-part training center based on the risk evaluation, ≪ / RTI >

종래 가상현실 환경, 컴퓨터 기반의 훈련시스템에서는, 훈련 방법이 미리 정해져 있고, 그 방법을 위한 교육 흐름이 설계되어 있으며, 정해져 있는 문제를 제시해서 그에 대한 정확한 방법만을 제시해 주었다.In the conventional virtual reality environment and the computer based training system, the training method is predetermined, the training flow for the method is designed, and the specified problem is presented and only the accurate method is presented.

또한, 보다 상세하게 플랜트에서 복잡한 기계류나 부품을 다루는 조업자들을 대상으로 하는 훈련시스템에서는 개인별 학습능력 차이에 따른 편차가 크게 나지만, 익숙한 조업내용과 그렇지 않은 훈련과정에 대해서 빈도 차이가 없어 학습 성취도에서 저하를 일으키며, 위험한 작업과 덜 위험한 작업에 대한 차등이 없어 사고방지에 큰 도움이 되지 못하였다.In addition, in the training system targeting the operators who deal with complex machinery or parts in the plant in more detail, the deviation due to the difference of the individual learning ability is large, but there is no difference in the frequency of the familiar operation and the non- And there was no difference between dangerous work and less dangerous work, which did not help to prevent the accident.

또한, 종래의 훈련 시스템은 조업자 별로 개인의 성향이 다르기에 동일한 교육, 훈련을 실시하여도 교육, 훈련을 받아들이는 시간이나 인지하는 정도, 그리고 패턴이 서로 상이하게 나타나므로 개인별 조업자에 맞게 학습능력을 향상시키지 못하였다.In addition, the conventional training system has a tendency to be different for each operator, so even if the same training or training is performed, the time and the degree of recognition of the training and the training are different from each other. Therefore, I did not improve my ability.

(문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제2014-0139344호(2014.12.05) "가상 교육 훈련 시스템에서 실시간으로 발생하는 학습자 상황 정보를 추론하기 위한 온톨로지 추론 교육 방법, 이를 이용한 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 기록매체"Korean Patent Laid-Open Publication No. 2014-0139344 (May 31, 2014) entitled " Ontology Inference Training Method for Inferring Learner Situation Information Generated in Real Time in Virtual Training and Training System, System and Computer-Readable Recording Medium Using it, (문헌 2) 대한민국 공개특허공보 제2015-0065354호(2015.06.15) "지능형 학습 자료 결정 장치 및 방법"Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0065354 (2015.06.15) "Intelligent Learning Data Decision Apparatus and Method"

특히, 위험성 평가에 따라 잘못된 작업시 항목별 재해강도가 다르므로 재해강도가 큰 품목에 대해서는 일정기간 동안 꾸준히 조업자의 성공여부를 가늠하는 성공 지속성이 감소하기 전에 미리 예측해서 해당 부품에 대한 재훈련의 실시를 안내하는 개선된 시스템이 요구된다.Particularly, according to the risk assessment, since the disaster intensity varies according to the item during the erroneous work, it is possible to predict success of the operator steadily over a certain period of time for items with a large disaster intensity. There is a need for an improved system that guides implementation.

본 발명의 목적은, 개인별로 학습, 훈련된 정도를 데이터베이스해서 서버에 저장하고 축적된 데이터를 분석해서 학습능력 향상을 목적으로 다음의 훈련과정, 교육내용을 결정한다. 또한 조업자가 다루는 부품의 위험성은 사고빈도와 재해강도의 곱으로 계산되어지기에 훈련원의 사고확률에 대한 데이터베이스와 부품별 오작동시 재해강도를 고려해 위험성평가 기반의 사고 방지율 향상이 요구되며 이를 위해 성공지속성에 대한 꾸준한 모니터링을 통해 성공지속성이 감소하기 전에 미리 예측하여 재훈련을 실시함으로서 사고를 예방할 수 있는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템 및 방법을 제공함에 있다.The object of the present invention is to determine the following training courses and contents for the purpose of improving the learning ability by storing the degree of learning and training for each individual in the server and analyzing the accumulated data. In addition, the risk of the parts handled by the operator is calculated as the product of the frequency of accidents and the intensity of the disaster. Therefore, it is required to improve the accident prevention rate based on the risk assessment in consideration of the disaster intensity in case of malfunction of the database and parts, The present invention provides a safety training system and method for a virtual reality-based operator capable of preventing an accident by predicting and re-training before continuity of continuity is reduced through continuous monitoring of persistence.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 조업자 훈련 조작 장비; 가상현실 시각화 장비; 플랜트 공정 모델에 대해 조업자 안전훈련 시나리오가 실행되어 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작되는 조업자의 훈련결과를 모니터링하여 모니터링된 조업자의 훈련결과를 외부로 보내는 컨트롤러; 상기 컨트롤러로부터 수신된 조업자의 훈련결과를 해석하여 조업자 훈련에 의해 조작되는 부품에 따른 공정데이터와, 훈련 이력, 사고 이력 및 훈련 패턴을 포함하는 훈련데이터를 상기 컨트롤러로 전송하는 서버를 포함하되, 상기 컨트롤러는 상기 서버로부터 수신된 공정데이터 및 훈련데이터를 기반으로 다음에 훈련할 훈련시나리오를 결정하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for training an operator; Virtual reality visualization equipment; A controller for executing an operator safety training scenario for a plant process model to monitor the operator training manipulation equipment and the training results of the operator manipulated through the virtual reality visualization equipment and to send training results of the monitored operator to the outside; And a server for analyzing the training result of the operator received from the controller and transmitting the training data including the training data, the training history, the accident history, and the training pattern to the controller according to the parts operated by the training of the operator, Wherein the controller determines a training scenario to be trained next based on the process data and the training data received from the server.

상기 컨트롤러는 상기 조업자의 훈련결과를 기반으로 학습 성취도와, 사고빈도를 고려한 위험성에 따른 사고 예방 성취도를 결정하고, 결정된 학습 성취도 및 사고 예방 성취도에 근거하여 조업자당 훈련해야 할 훈련량, 훈련 빈도 및 훈련 주기를 포함하는 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오를 수립할 수 있다.The controller determines the learning achievement and the accident prevention achievement according to the risk based on the accident frequency based on the training result of the operator, and determines the training amount, the training frequency and the training to be performed per operator based on the determined learning achievement and the accident prevention achievement Training scenarios for improving learning skills, including cycles, and training scenarios for improving accident prevention rates can be established.

상기 컨트롤러는 상기 플랜트 공정모델의 특성과 상기 조업자의 훈련성향을 분석하여 상기 수립된 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오 중에서 우선순위를 결정하고, 결정된 우선순위에 가중치를 부여하여 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오를 결정할 수 있다.The controller analyzes the characteristics of the plant process model and the training tendency of the operator to determine a priority among the training scenarios for improving the learning ability and the improvement scenarios for improving the accident prevention rate, To determine the training scenario to be trained next.

상기 컨트롤러는 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오인 경우, 상기 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 상기 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받고, 입력받은 부품수별 훈련횟수를 계산하여 계산된 부품수별 훈련횟수에 따라 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작된 조업자의 안전훈련을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공확률을 계산하여 갱신할 수 있다.The controller receives the total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the plant process model when the next training scenario to be trained is a training scenario for improving the learning ability, The probability of success per part can be calculated and updated based on the training result obtained by executing the safety training of the operator who has been manipulated through the operator training operation equipment and the virtual reality visualization equipment according to the calculated number of times of training by the number of parts .

상기 컨트롤러는 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오인 경우, 상기 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 상기 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받고, 입력받은 부품수별 요구되는 성공지속성 및 훈련빈도에 따라 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작된 조업자의 안전훈련을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공지속성 및 부품당 사고확률을 계산하여 갱신할 수 있다.The controller receives the total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the plant process model when the next training scenario to be trained is a training scenario for improving the accident prevention rate, Based on the training results obtained by executing the safety training of the operator training manipulation equipment and the operator manipulated through the virtual reality visualization equipment according to the success duration and the frequency of the training, .

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 조업자 훈련 조작 장비와 가상현실 시각화 장비를 포함하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템을 이용한 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법으로서, 상기 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템에 포함된 컨트롤러가, 플랜트 공정모델에 대해 조업자 안전훈련 시나리오를 실행하는 단계; 상기 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템에 포함된 서버가, 상기 조업자 안전훈련 시나리오가 실행되어 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작되는 조업자의 훈련결과를 모니터링하는 단계; 상기 서버가, 모니터링된 상기 조업자의 훈련결과를 해석하여 조업자 훈련에 의해 조작되는 부품에 따른 공정데이터와, 훈련 이력, 사고 이력 및 훈련 패턴을 포함하는 훈련 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 컨트롤러가, 상기 서버로부터 수신된 공정 데이터 및 훈련 데이터를 기반으로 다음에 훈련할 훈련 시나리오를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a safety training method of a virtual reality-based operator using a safety training system of a virtual reality-based operator including an operator training operation device and a virtual reality visualization equipment, The controller included in the system executing an operator safety training scenario for the plant process model; Wherein the server included in the safety training system of the virtual reality based operator performs monitoring of the training result of the operator who is operated through the operator training operation equipment and the virtual reality visualization apparatus by executing the operator safety training scenario; Transmitting the training data including the training data, the training history, the accident history, and the training pattern to the server by analyzing the result of the training of the operator who is monitored and processing data according to the part operated by the training of the operator; And a controller for determining a training scenario to be trained next based on the process data and the training data received from the server.

상기 결정하는 단계는 상기 조업자의 훈련결과를 기반으로 학습 성취도와, 사고빈도를 고려한 위험성에 따른 사고 예방 성취도를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 학습 성취도 및 사고 예방 성취도에 근거하여 상기 조업자당 훈련해야 할 훈련량, 훈련 빈도 및 훈련 주기를 포함하는 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오를 수립하는 단계를 포함할 수 있다.Determining the learning achievement based on the training result of the operator and the accident prevention achievement according to the risk in consideration of the accident frequency; And establishing a training scenario for improving the learning ability including the amount of training, training frequency and training cycle to be trained per the operator based on the determined learning achievement and the accident prevention achievement, and a training scenario for improving the accident prevention rate can do.

상기 결정하는 단계는 상기 플랜트 공정모델의 특성과 상기 조업자의 훈련성향을 분석하여 상기 수립된 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오 중에서 우선순위를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 우선순위에 가중치를 부여하여 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Determining a priority among the training scenarios for improving the learning ability and the training scenarios for improving the accident prevention rate by analyzing the characteristics of the plant process model and the training tendency of the operator; And weighing the determined priority to determine a training scenario to be trained next.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법은 상기 결정하는 단계 이후에, 상기 컨트롤러가, 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오인 경우, 상기 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 상기 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받는 단계; 상기 컨트롤러가, 상기 입력받은 부품수별 훈련횟수를 계산하는 단계; 상기 컨트롤러가, 상기 계산된 부품별 훈련횟수에 따라 조업자 안전훈련을 실행하는 단계; 및 상기 컨트롤러가, 상기 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작된 조업자 안전운행을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공확률을 계산하여 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.A safety training method for a virtual reality-based operator according to another embodiment of the present invention is characterized in that after the determining step, if the controller determines that the next training scenario to be trained is a training scenario for improving the learning ability, Receiving a total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the first step; Calculating, by the controller, the number of times of training by the number of parts input; The controller performing an operator safety training in accordance with the calculated number of times of part-by-part training; And a step of the controller calculating and updating the success probabilities per part based on the training results obtained by executing the operator safety operations operated through the operator training operation equipment and the virtual reality visualization equipment .

본 발명의 다른 실시예에 따른 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법은 상기 결정하는 단계 이후에, 상기 컨트롤러가, 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오인 경우, 상기 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 상기 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받는 단계; 상기 컨트롤러가, 상기 입력받은 푸품수별 요구되는 성공지속성 및 훈련빈도를 계산하는 단계; 상기 컨트롤러가, 상기 계산된 성공지속성 및 훈련비도에 따라 조업자 안전훈련을 실행하는 단계; 및 상기 컨트롤러가, 상기 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작된 조업자의 안전운행을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공지속성 및 부품당 사고확률을 계산하여 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.A safety training method for a virtual reality based operator according to another embodiment of the present invention is characterized in that, after the determining step, if the controller determines that the next training scenario to be trained is a training scenario for improving the accident prevention rate, Receiving a total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the model; Wherein the controller calculates a required success duration and a training frequency for each input number of fuses; The controller performing an operator safety training according to the calculated success duration and training cost; And a step of the controller calculating and updating the success persistence per component and the probability of per-component probability based on the training result of executing the safe operation of the operator operated through the operator training operation equipment and the virtual reality visualization equipment .

본 발명의 실시예에 따르면 가상현실 기반의 조업자 훈련시스템에서 훈련원의 능력에 맞게 단계별 학습해야 될 항목을 추천하고, 훈련원의 학습패턴에 맞게 훈련 빈도를 정하며, 사고방지를 위해 훈련원에게 요구되는 성공지속성을 유지하도록 모니터링함으로써 학습 성취도를 향상해 조업자가 훈련해야 될 모든 품목에 대한 마스터 시간을 단축하게 하고 사고를 방지하는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, the virtual reality-based operator training system recommends items to be learned step by step according to the ability of the training center, sets the training frequency according to the training pattern of the training center, By monitoring to maintain continuity, it is possible to improve learning achievement, thereby shortening the master time for all items to be trained and preventing accidents.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 도시가스 정압설비를 도시한 도면,
도 3은 부품별 성공확률의 표준편차와 평균성공확률의 차이를 설명하기 위한 도면,
도 4는 조업자별 성공지속성을 비교한 그래프,
도 5는 조업자의 안전훈련에서 훈련지속성과 훈련시간간격, 훈련빈도와의 관계를 나타낸 그래프,
도 6은 조업자 안전룬련에서 훈련성공지속성과 시간과의 관계를 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도,
도 8은 도 7에서 결정된 훈련시나리오가 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오에 따른 조업자의 안전훈련방법을 설명하기 위한 동작 흐름도, 그리고,
도 9는 도 7에서 결정된 훈련시나리오가 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오에 따른 조업자의 안전훈련방법을 설명하기 위한 동작 흐름도.
1 is a view for explaining a safety training system of a virtual reality-based operator according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing a city gas static pressure facility,
3 is a diagram for explaining the difference between the standard deviation of success probabilities and the average success probability for each part,
FIG. 4 is a graph comparing success durations by operators,
FIG. 5 is a graph showing the relationship between training continuity, training time interval, and training frequency in the safety training of the operator,
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the duration of training success and time in the operator safety training,
FIG. 7 is a flowchart illustrating a safety training method for a virtual reality-based operator according to an embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a flow chart for explaining a safety training method of the operator according to a training scenario for improving the learning ability of the training scenario determined in FIG. 7,
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of safety training of a trainee according to a training scenario for improving an accident prevention rate in the training scenario determined in FIG. 7; FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실기반 조업자의 안전훈련 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있다.FIG. 1 is a view for explaining a safety training system of a virtual reality-based operator according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가상현실기반 조업자의 안전훈련 시스템은 조업자 훈련 조작 장비(10), 가상현실 시각화 장비(20), 조업자 훈련 조작 장비(10) 및 가상현실 시작화 장비(20)를 통해 조작되는 조업자의 훈련을 모니터링하는 컨트롤러(30), 및 컨트롤러(30)로부터 모니터링된 조업자의 훈련결과에 의거하여 해석된 공정데이터 및 훈련데이터를 컨트롤러(30)에 보내는 서버(40)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a safety training system for a virtual reality-based operator according to an embodiment of the present invention includes an operator training manipulation apparatus 10, a virtual reality visualization apparatus 20, an operator training manipulation apparatus 10, A controller 30 for monitoring the training of operators who are manipulated through the initiating equipment 20 and a controller 30 for sending process data and training data interpreted based on the training results of the operators monitored from the controller 30 to the controller 30 And a server (40).

조업자 훈련 조작 장비(10)는 키보드/마우스, 조이스틱, 보행 네비게이터, 햅틱 글로브 및 기타 햅틱 장비를 포함하는 하드웨어와, 조업자로부터 하드웨어, 즉 장비를 통해 시나리오를 수행한 결과를 컨트롤러(30)로 송신하기 위한 소프트웨어가 설치된 제어기를 포함한다.Operator training manipulation equipment 10 includes hardware including keyboard / mouse, joystick, gait navigator, haptic glove and other haptic equipment, and results of performing scenarios through hardware, i.e. equipment, from an operator to controller 30 And a controller in which software for transmitting is installed.

가상현실 시각화 장비(20)는 Head Mount Device 및 스크린을 포함하는 하드웨어와, 조업자로부터 하드웨어, 즉 장비를 통해 시나리오를 수행한 결과를 컨트롤러(30)로 송신하기 위한 소프트웨어가 설치된 제어기를 포함한다.The virtual reality visualization apparatus 20 includes hardware including a head mount device and a screen, and a controller provided with software for transmitting the result of performing the scenario through the hardware, that is, the device, to the controller 30 from the operator.

컨트롤러(30)는 플랜트 공정 모델, 예를 들면, 도시가스 정압설비에 대해 조업자 안전훈련 시나리오가 실행되어 조업자 훈련 조작 장비(10) 및 가상현실 시각화 장비를 통해 조작되는 조업자의 훈련결과를 모니터링하여 모니터링된 조업자의 훈련결과를 서버(10)로 보낸다. The controller 30 monitors the training results of the operator who is operated through the operator training operation equipment 10 and the virtual reality visualization equipment by executing the operator safety training scenario for the plant process model, for example, the city gas static pressure facility And sends the training result of the monitored operator to the server 10.

이러한 컨트롤러(30)는 크게 가상현실 구동 메인 훈련 제어기(31)와 IO(Inpur & Output) 인터페이스(32)를 포함한다.The controller 30 mainly includes a virtual reality driving main training controller 31 and an input and output (IO) interface 32.

가상현실 구동 메인 훈련 제어기(31)는 플랜트 공정 모델에 대해 조업자 안전 훈련 시나리오를 실행할때 조업자가 장비 조작을 통해 시나리오를 수행한 결과를 정확한 정보로 변환하는 I/O 컨트롤, 훈련원에게 결정된 시나리오를 영상, 음성 정보를 통해서 전달하는 조업자 컨트롤러, 서버(40)에 축적된 정보를 통해 훈련할 시나리오를 결정하는 시나리오 컨트롤러, I/O 컨트롤러, 조업자 컨트롤러 및 시나리오 컨트롤러와 연되어 해당 컨트롤러로부터 수신된 정보를 처리하기 위한 프로세서로 이루어진다.The virtual training-driven main training controller 31 performs I / O control for converting the result of executing the scenario through the equipment operation to the correct information when the operator executes the safety training training scenario for the plant process model, An operator controller for delivering information through video and audio information, a scenario controller, an I / O controller, an operator controller, and a scenario controller for determining a scenario to be trained through the information stored in the server 40, And a processor for processing information.

I/O 인터페이스(32)는 조업자 훈련 조작 장비(10) 및 가상현실 시각화 장비(20)와 각각 연결되어, 조업자 훈련 조작 장비(10) 및 가상현실 시작화 장비(20)를 통해 조업자가 장비조작을 통해 수행한 결과를 I/O 컨트롤러에 전송한다. 또한 I/O 컨트롤러에서 I/O 인터페이스(32)를 통해 조업자의 안전훈련 시나리오에 해당하는 영상신호를 가상현실 시각화 장비(20)에 전송한다.The I / O interface 32 is connected to the operator training manipulation apparatus 10 and the virtual reality visualization apparatus 20, respectively, so as to allow the operator 30, via the operator training manipulation apparatus 10 and the virtual reality initiating apparatus 20, And transmits the results of the operation performed by the equipment to the I / O controller. Also, the I / O controller transmits a video signal corresponding to a safety training scenario of the operator through the I / O interface 32 to the virtual reality visualization apparatus 20.

시나리오 컨트롤러는 서버(40)로부터 수신된 공정 데이터 및 훈련데이터를 기반으로 다음에 훈련할 훈련시나리오를 결정한다.The scenario controller determines training scenarios to be trained next based on the process data and the training data received from the server 40. [

더 자세히 설명하면 시나리오 컨트롤러는 조업자 훈련 조작 장비(10) 및 가상현실 시각화 장비(20)를 통해 조작된 조업자의 훈련결과를 기반으로 학습 성취도와, 사고빈도를 고려한 위험성에 따른 사고 예방 성취도를 결정하고, 결정된 학습 성취도 및 사고 예방 성취도에 근거하여 조업자당 훈련해야 할 훈련량, 훈련 빈도 및 훈련 주기를 포함하는 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오를 수립한다.More specifically, the scenario controller determines the learning achievement based on the training result of the operator manipulated through the operator training manipulation apparatus 10 and the virtual reality visualization apparatus 20 and the accident prevention achievement according to the risk considering the accident frequency Based on the determined learning achievement and accident prevention achievement, establish training scenarios for improving learning ability including training amount, training frequency and training cycle to be trained per operator, and training scenarios for improving accident prevention rate.

또한, 시나리오 컨트롤러는 수립된 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오 중에서 플랜트 공정모델의 특성과 조업자의 훈련성향을 분석하여 우선순위를 결정하고, 결정된 우선순위에 가중치를 부여하여 다음에 훈련할 훈련 시나리오를 결정한다. 이때, 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 성공확률 기반 방법론이 적용되는 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오인 경우 시나리오 컨트롤러는 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받고, 입력받은 부품수별 훈련횟수에 따라 조업자 훈련 조작 장비(10) 및 상기 가상현실 시각화 장비(20)를 통해 조작된 조업자의 안전훈련을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공확률을 계산하여 훈련성과를 판단하고 부품당 성공확률을 갱신한다. 만일, 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 위험성평가 기반 방법론이 적용되는 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오인 경우 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받고, 입력받은 부품수별 요구되는 성공지속성 및 훈련빈도에 따라 조업자 훈련 조작 장비(10) 및 가상현실 시각화 장비(20)를 통해 조작된 조업자의 안전훈련을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공지속성 및 부품당 사고확률을 계산하여 훈련성과를 판단하고 부품당 성공지속성 및 부품당 사고확률을 갱신한다.In addition, the scenario controller analyzes the characteristics of the plant process model and the training tendency of the operator among the training scenarios for improving the learning ability and the accident prevention rate to determine the priority, To determine the training scenarios to be trained next. In this case, if the next training scenario to be trained is a training scenario for improving the learning ability to which the success probability based methodology is applied, the scenario controller receives the total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the plant process model, The success probability per part is calculated on the basis of the training result of executing the safety training of the operator who is manipulated through the operator training apparatus 10 and the virtual reality visualization apparatus 20 according to the number of training according to the number of parts received, And updates the probability of success per part. If the next training scenario to be trained is a training scenario for improving the accident prevention rate to which the risk assessment based methodology is applied, the total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the plant process model is input, Per succession per component and per-component accidents based on the training results of performing operator safety training on operator training equipment (10) and virtual reality visualization equipment (20) Calculate probabilities to determine training outcomes and update success probabilities per component and probabilities per component.

이와 같이 시나리오 컨트롤러에 의해 다음에 훈련할 훈련시나리오가 결정되면, 조업자 컨트롤러는 결정된 훈련시나리오를 조업자에게 영상정보 및 음성정보를 통해서 전달한다.If the scenario controller determines the next training scenario to be trained in this way, the supplier controller delivers the determined training scenario to the operator through the image information and voice information.

플랜트 공정 모델은 도 2에 도시된 바와 같은 도시가스 정압설비일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 액화석유가스 정압설비, LNG 공급설비, 도는 LNG 기화 설비, 또는 LNG 재기화 설비 등 다양한 플랜트에 적용될 수 있다.The plant process model may be a city gas static pressure plant as shown in FIG. 2, but the present invention is not limited thereto. Various plant types such as a liquefied petroleum gas static pressure facility, an LNG supply facility, an LNG vaporization facility, or an LNG re- Lt; / RTI >

도 2에 도시된 도시가스 정압설비에서 부재번호 1 및 2는 레귤레이터1 및 레귤레이터2이고, 3은 RELIEF 밸브이고, 4는 S.S.V이고, 5는 필터이고, 6은 D.P GAUGE이고, 7은 Recorder이고, 8, 9는 P/I GAUGE1, P/I GAUGE2이며, 10, 11은 밸브1, 밸브2이다.2, reference numerals 1 and 2 are a regulator 1 and a regulator 2, 3 is a RELIEF valve, 4 is an SSV, 5 is a filter, 6 is a DP GAUGE, 7 is a recorder, 8 and 9 are P / I GAUGE1 and P / I GAUGE2, and 10 and 11 are valve 1 and valve 2, respectively.

도 2에 도시된 도시가스 정압설비에서 조업자의 훈련을 실시한 결과, 아래의 표 1 내지 표 3과 같이 조업자별로 부품별 성공확률이 동일한 경우만을 별도 필터링 하더라도 그 패턴에 있어서는 큰 차이가 있어서 이를 극복하기 위하여 성공확률 기반 방법론이 적용되는 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오를 적용하였고, 그 결과 아래의 표 4와 같은 결과를 얻을 수 있다. 표 1은 도시가스 정압설비에서 조업자1의 안전훈련결과이고, 표 2는 도시가스 정압설비에서 조업자2의 안전훈련결과이며, 표 3은 도시가스 정압설비에서 조업자3의 안전훈련결과이다.As a result of training of operators in the city gas constant-pressure facility shown in FIG. 2, even if only the cases where the success probabilities of the parts are the same for each operator as shown in Tables 1 to 3 below, there is a large difference in the patterns, In order to improve the learning ability, the success probability based methodology is applied. The result is shown in Table 4 below. Table 1 shows the safety training results of the operator 1 in the city gas static pressure facility, Table 2 shows the safety training results of the operator 2 in the city gas static pressure facility, and Table 3 shows the safety training result of the operator 3 in the city gas static pressure facility .

ItemItem 1차훈련Primary training 2차훈련Secondary training 3차훈련Tertiary training 4차훈련4th training 5차훈련5th training 결과(성공확률%)Results (probability of success%) 레귤레이터1Regulator 1 XX XX XX XX OO 1/5성공(20%)1/5 Success (20%) 레귤레이터2Regulator 2 XX XX XX OO OO 2/5성공(40%)2/5 success (40%) 밸브1Valve 1 XX XX OO OO OO 3/5성공(60%)3/5 success (60%) 밸브2Valve 2 XX OO OO OO OO 4/5성공(80%)4/5 success (80%)

ItemItem 1차훈련Primary training 2차훈련Secondary training 3차훈련Tertiary training 4차훈련4th training 5차훈련5th training 결과(성공확률%)Results (probability of success%) 레귤레이터1Regulator 1 XX XX XX OO XX 1/5성공(20%)1/5 Success (20%) 레귤레이터2Regulator 2 XX XX XX OO XX 2/5성공(40%)2/5성공(40%)2/5 Success (40%) 2/5 Success (40%) 밸브1Valve 1 XX XX OO OO XX 3/5성공(60%)3/5 success (60%) 밸브2Valve 2 OO OO OO OO XX 4/5성공(80%)4/5 success (80%)

ItemItem 1차훈련Primary training 2차훈련Secondary training 3차훈련Tertiary training 4차훈련4th training 5차훈련5th training 결과(성공확률%)Results (probability of success%) 레귤레이터1Regulator 1 XX XX OO XX XX 1/5성공(20%)1/5 Success (20%) 레귤레이터2Regulator 2 XX OO OO XX XX 2/5성공(40%)2/5 success (40%) 밸브1Valve 1 OO OO OO XX XX 3/5성공(60%)3/5 success (60%) 밸브2Valve 2 OO OO OO XX OO 4/5성공(80%)4/5 success (80%)

표 1 내지 표 3에서 보는 바와 같은 운전훈련결과를 기반으로 총 훈련횟수를 계산할 수 있다. 즉, 레귤레이터1의 성공확률은 0.2이고 훈련빈도율은 성공확률의 역수이므로 5가 되고, 레귤레이터2의 성공확률은 0.4이고 훈련빈도율은 5/2이고, 밸브1의 성공확률은 0.6이고 훈련빈도율은 5/3이며, 밸브2의 성공확률은 0.8이고 훈련빈도율은 5/4일때 레귤레이터1의 훈련횟수는 5n이고, 레귤레이터2의 훈련횟수는 5n/2이고, 밸브1의 훈련횟수는 5n/3이며, 밸브2의 훈련횟수는 5n/4이므로 총 훈련횟수(N)는 125n/12이다. N이 125이면 레귤레이터1의 훈련횟수는 60, 레귤레이터2의 훈련횟수는 30, 밸브1의 훈련횟수는 20 및 밸브2의 훈련횟수는 15로 계산된다. 표준편차(부품별 성공확률)의 감소 및 평균 성공확률이 증가되도록 성공확률 기반 훈련시나리오를 적용하면 레귤레이터1의 성공확률은 0.8이고 훈련빈도율은 5.4이고, 레귤레이터2의 성공확률은 0.6이고 훈련빈도율은 5/3이고, 밸브1의 성공확률은 0.5이고 훈련빈도율은 2이며, 밸브2의 성공확률은 037이고 훈련빈도율은 10/7일때 레귤레이터1의 훈련횟수는 5n/4이고, 레귤레이저2의 훈련횟수는 5n/3이고, 밸브1의 훈련횟수는 2n이며, 밸브2의 훈련횟수는 10n/7이어서 총 훈련횟수(N)은 533n/84이다. N이533이면 레귤레이터의 훈련횟수는 105, 레귤레이터2의 훈련횟수는 140, 밸브1의 훈련횟수는 168, 밸브2의 훈련횟수는 120으로 계산된다.The total number of drills can be calculated based on the results of the driving drills shown in Tables 1 to 3. That is, the success probability of the regulator 1 is 0.2, the training frequency rate is the inverse of the success probability, so that the success probability of the regulator 2 is 0.4, the training frequency rate is 5/2, the success probability of the valve 1 is 0.6, The rate of success of valve 2 is 0.8, the frequency of training is 5/4, the number of training of regulator 1 is 5n, the number of training of regulator 2 is 5n / 2, the number of training of valve 1 is 5n / 3, and the number of drills of valve 2 is 5n / 4, so the total number of drills (N) is 125n / 12. N is 125, the number of training of the regulator 1 is 60, the number of training of the regulator 2 is 30, the number of training of the valve 1 is 20, and the number of training of the valve 2 is 15. Applying a success probability based training scenario to reduce the standard deviation (success probability per part) and increase the average success probability, the success probability of regulator 1 is 0.8, the training frequency rate is 5.4, the success probability of regulator 2 is 0.6, The rate of success of valve 1 is 0.5, the frequency of training is 2, the probability of success of valve 2 is 037, the training frequency of regulator 1 is 5 n / 4 when the training frequency rate is 10/7, The training frequency of laser 2 is 5n / 3, the training frequency of valve 1 is 2n, and the training frequency of valve 2 is 10n / 7, so the total number of training (N) is 533n / 84. N is 533, the number of regulator training is 105, the number of training of regulator 2 is 140, the number of training of valve 1 is 168, and the number of training of valve 2 is 120.

도 3에는 도시가스 정압설비에 대한 조업자의 안전훈련에서 성공확률기반 방법론이 적용된 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오의 적용전과 적용후를 비교한 결과를 도시하고 있다. 도 3에서 보듯이 부품별 성공확률의 표준편차 차이를 확인할 수 있고, 평균 성공확률의 차이도 확인할 수 있다.FIG. 3 shows a result of comparing before and after application of the training scenario for improving the learning ability to which the success probability based methodology is applied in the safety training of the operator for the city gas static pressure facility. As shown in FIG. 3, it is possible to confirm the difference of the standard deviation of the success probability of each part, and to confirm the difference of the average success probability.

도 4는 동일한 성공률이더라도 성공지속성의 관점에서는 서로 상이할 수 있으며 그 결과를 다음과 같이 요약할 수 있다.FIG. 4 shows that the same success rate can be different from the viewpoint of success persistence, and the results can be summarized as follows.

조업자1의 인지패턴은 훈련과정후 습득하는 시간이 빠르나, 습득된 교육내용에 대한 기억이 오래가지 않거나 실수가 잦고, 조업자2의 인지패턴은 훈련과정후 완전히 습득되는데 많은 시간이 소요되지만, 완전히 습득된 교육내용에 대한 기억이 오래동안 유지되고 실수가 적으며, 조업자3의 인지패턴은 조업자1, 조업자2 인지패턴의 중간정도에 해당한다.The cognitive pattern of operator 1 is fast, but it takes a lot of time to learn the contents of the training after the training course, The memory of fully learned education is maintained for a long time and few mistakes, and the recognition pattern of the operator 3 corresponds to the middle of the recognition pattern of operator 1 and operator 2.

따라서 위험도가 높은 부품을 조작할 경우, 한번의 실수에도 대형사고를 유발할 수 있기에 미래 시점에 발생하는 훈련원의 조작행위에 대해 높은 성공확률의 확신이 요구되어지며, 이에 대한 근거는 훈련원의 해당 부품 조작행위에 대한 성공지속성이다.Therefore, when a high-risk component is manipulated, it is possible to cause a large accident even with a single mistake. Therefore, it is required to assure a high probability of success in operation of the training center occurring at a future point. Success in the act is persistence.

만약 위험도가 높은 부품을 조작함에 있어 훈련원의 성공지속성이 낮을 경우, 사고가 일어날 확률이 높으며 이를 방지하기 위해서는 해당 부품의 훈련주기를 짧게 해서 성공지속성을 높이고 일정한 시간간격으로 성공지속성에 대한 모니터링이 필요하다. 도 5의 (a)와 (b)는 조업자의 안전훈련에서 훈련지속성과 훈련시간 간격, 훈련 빈도와의 관계를 나타내고 있다.If the continuity of success of the training center is low, it is highly likely that an accident will occur. In order to prevent this, it is necessary to shorten the training period of the part to increase the success sustainability and to monitor the success persistence at regular intervals Do. Figures 5 (a) and 5 (b) show the relationship between training continuity, training time interval, and training frequency in the safety training of the operator.

도 6은 조업자 안전훈련에서 훈련성공지속성과 시간과의 관계를 나타내고 있다.Figure 6 shows the relationship between duration of training success and time in operator safety training.

도 6에서 훈련해야 될 시점을 정확히 예측하기 위해서는 조업자의 현 상태와 과거 이력을 통해 훈련성공지속성에 대한 예측으로부터 추론할 수 있으나, 추론된 결과의 정확성을 높이기 위해서는 조업자가 한 사람이 아닌 다수의 조업자에 대한 예측으로부터 축적된 오차범위 해석이 필요하고, 이를 위해서는 상당히 많은 데이터를 수집해야만 가능하다. In order to accurately predict when to train in FIG. 6, it is possible to deduce from the prediction of the success of the training success through the current state of the operator and the past history. However, in order to improve the accuracy of the inferred result, It is necessary to analyze the cumulative error range from the forecast of the supplier, which requires a lot of data to be collected.

또한 수많은 데이터로부터 필요한 의미 있는 데이터를 필요하고 유의미한 결과를 얻기 위해서는 빅데이터 이론을 도입하는 것도 필요하다.Also, it is necessary to introduce big data theory in order to obtain meaningful data necessary from many data and to obtain meaningful results.

이와 같은 구성을 갖는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A safety training method for a virtual reality-based operator having such a configuration will be described with reference to FIG.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이고, 도 8은 도 7에서 결정된 훈련시나리오가 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오에 따른 조업자의 안전훈련방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이며, 도 9는 도 7에서 결정된 훈련시나리오가 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오에 따른 조업자의 안전훈련방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.FIG. 7 is an operational flowchart for explaining a safety training method of a virtual reality-based operator according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart illustrating a safety training method according to a training scenario for improving learning ability FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of training a safety training operator according to a training scenario for improving an accident prevention rate, according to the training scenario determined in FIG.

도 7을 참조하여 설명하면 컨트롤러(30)는 플랜트 공정모델에 대해 조업자 안전훈련 시나리오를 실행한다(S11). 컨트롤러(30)는 플랜트 공정모델에 미리 설정된 조업자 안전훈련 시나리오를 실행하여 조업자에게 영상정보 및 음성정보가 전달되도록 한다.Referring to FIG. 7, the controller 30 executes the operator safety training scenario for the plant process model (S11). The controller 30 executes the operator safety training scenario set in advance in the plant process model so that the image information and the audio information are transmitted to the operator.

서버(40)는 조업자 안전훈련 시나리오가 실행되어 조업자 훈련 조작 장비 및 가상현실 시각화 장비를 통해 조작되는 조업자의 훈련결과를 수신한다(S13).The server 40 receives the training result of the operator who is operated through the operator training operation equipment and the virtual reality visualization apparatus by executing the operator safety training scenario (S13).

서버(40)는 수신된 조업자의 훈련결과에 기반하여 조업자 훈련에 의해 조작되는 부품에 따른 공정데이터와, 훈련이력, 사고 이력 및 훈련 패턴을 포함하는 훈련데이터를 해석하고 해석된 공정데이터 및 훈련데이터를 컨트롤러(30)에 전송한다(S15).The server 40 analyzes the training data including the training data, the training history, the accident history, and the training pattern based on the parts operated by the training of the operator based on the training result of the received training, And transmits the data to the controller 30 (S15).

컨트롤러(30)는 수신된 훈련데이터에 포함된 훈력이력, 사고이력 및 훈련패턴을 통해 조업자의 학습 성취도에 따른 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오를 수립하고, 조업자의 사고예방성취도에 따른 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오를 수립한다(S17).The controller 30 establishes a training scenario for improving the learning ability according to the learning achievement of the operator through the training history, the accident history, and the training pattern included in the received training data, and improves the accident prevention rate (S17). ≪ / RTI >

컨트롤러(30)는 안전훈련을 받는 플랜트 공정모델의 특성과 조업자의 훈련 성향을 분석하여 수립된 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오 중 우선순위를 결정한다(S19). 우선순위를 판단하기 위해서는 훈련 감독관에 의해 사전에 정해진 규칙이나 방법이 필요하다.The controller 30 determines the priority of the training scenarios for improving the learning ability and the training scenarios for improving the accident prevention rate by analyzing the characteristic of the plant process model receiving the safety training and the training tendency of the operator (S19). In order to determine the priority, rules and methods prescribed by the training supervisor are necessary.

컨트롤러(30)는 결정된 우선순위에 가중치를 부여하여 다음에 훈련할 훈련시나리오(학습능력 향상을 위한 훈련시나리오 또는 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오)를 결정한다(S21). 이때 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오는 성공확률 기반 방법론을 적용하고, 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오는 위험성평가 기반 방법론을 적용한다. 성공확률 기반 방법론은 조작하는 부품의 산술적 훈련 성공확률을 높이고, 부품별 성공확률 편차를 개선하여 모든 부품의 마스터 시간을 줄이는 방법으로, 즉, 조업자가 해당 부품을 조작할때 제시된 목표를 달성한 과거 성공률에 기반해서 미래에 훈련시 빠르게 성공확률을 높이고 부품간의 성공확률 편차를 줄이기 위한 방법이다. 위험성평가 기반 방법론은 부품별 고장시 재해강도가 다르므로 위험성을 고려해서 위험성이 높은 품목에 대해서 훈련 성공지속성을 높이기 위한 방법으로, 조업자가 훈련받는 항목은 부품별 오작동 혹은 고장시 재해강도가 다르므로 개별 부품에 대한 위험성을 고려해서 위험성이 높은 항목에 대해서는 단순히 성공확률에만 의존하지 않고 성공지속성을 높이기 위해 훈련빈도, 시간간격을 조정하며 미래 시점에 부품 조작시 성공지속성에 대한 정확한 예측을 위해서 빅데이터 분석과 주기적인 성공지속성 모니터링을 통해 궁극적으로 사고가 발생할 위험성을 줄이는 방법이다.The controller 30 weights the determined priority to determine a training scenario to be trained next (a training scenario for improving the learning ability or a training scenario for improving the accident prevention rate) (S21). At this time, the success probability based methodology is applied to the training scenarios for improving the learning ability, and the risk assessment based methodology is applied to the training scenarios for improving the accident prevention rate. The success probability based methodology is a method to reduce the master time of all parts by improving the probability of success of the arithmetic training of the parts to be operated and improving the probability of success of each part, Based on the success rate, it is a method to improve the probability of success in the training in the future and to reduce the deviation of success probability between parts. The methodology based on the risk assessment is a method to increase the sustainability of the training success for the items with high risk considering the risk due to the different disaster intensity at the time of each component failure because the items trained by the operator have different disaster strengths in case of malfunction or failure Considering the risks to the individual parts, we adjust the training frequency and time interval to increase the sustainability of success without relying solely on the probability of success for the items with high risk. In order to accurately predict the success of the parts operation at the future time, Analysis and periodic success monitoring is a way to reduce the risk of eventual eventuality.

도 7에서 결정된 훈련시나리오가 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오인 경우 도 8을 참조하여 설명하면, 컨트롤러(30)는 조업자가 수행해야될 총 부품수를 조업자 훈련 조작장비(10)를 통해 입력받는다(S51).Referring to FIG. 8, when the training scenario determined in FIG. 7 is a training scenario for improving the learning ability, the controller 30 receives the total number of parts to be performed by the operator through the operator training and operation equipment 10 (S51).

컨트롤러(30)는 입력받은 부품당 훈련횟수를 계산한다(S53). 훈련횟수는 성공확률에 반비례 관계를 갖는다.The controller 30 calculates the number of times of training per component input (S53). The number of training times is inversely related to the probability of success.

컨트롤러(30)는 계산된 부품당 훈련횟수에 따라 조업자 안전훈련을 실행한다(S55).The controller 30 executes the operator safety training in accordance with the calculated number of times of training per part (S55).

컨트롤러(30)는 조업자 안전훈련을 실행한 훈련결과를 토대로 부품당 성공확률을 계산한다(S57). 계산된 성공확률은 서버(40)의 훈련결과DB서버(42) 내 훈련이력DB에 저장 및 관리된다. 훈련이력DB는 누적된 성공확률 DB, 장기간의 성공확률DB, 단기간의 성공확률DB를 더 포함할 수 있다.The controller 30 calculates the success probability per part based on the training result of executing the operator safety training (S57). The calculated success probability is stored and managed in the training history DB in the DB server 42 as the training result of the server 40. The training history DB may further include an accumulated success probability DB, a long-term success probability DB, and a short-term success probability DB.

컨트롤러(30)는 계산된 부품당 성공확률을 기반으로 훈련성과를 판단하여 조업자의 부품별 성공확률을 갱신한다(S59).The controller 30 determines the training performance based on the calculated success probability per part and updates the success probability of each part of the operator (S59).

이렇게 함으로써 조업자가 해당 부품을 조작할때 빠르게 성공확률을 높이고 부품간의 성공확률 편차를 줄일 수 있다.This allows the operator to quickly increase the probability of success and reduce the probability of success between components when operating the part.

도 7에서 결정된 훈련시나리오가 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오인 경우 도 9를 참조하여 설명하면, 컨트롤러(30)는 조업자가 수행해야될 총 부품수를 조업자 훈련 조작장비(10)를 통해 입력받는다(S71).Referring to FIG. 9, when the training scenario determined in FIG. 7 is a training scenario for improving the accident prevention rate, the controller 30 inputs the total number of parts to be performed by the operator through the operator training operation equipment 10 (S71).

컨트롤러(30)는 입력받은 부품별 요구되는 성공지속성을 계산한다(S73). 위험성과 성공지속성은 비례관계를 갖는다.The controller 30 calculates the required success persistence for each input part (S73). Risk and success persistence are proportional.

컨트롤러(30)는 부품당 훈련빈도를 계산한다(S75). 부품별 훈련빈도는 성공지속성과 반비례 관계를 갖는다.The controller 30 calculates the training frequency per part (S75). The frequency of training for each part is inversely related to success persistence.

컨트롤러(30)는 이와 같이 계산된 훈련빈도에 따라 조업자의 안전훈련을 실행한다(S77).The controller 30 executes the safety training of the operator according to the thus calculated training frequency (S77).

컨트롤러(30)는 조업자 안전훈련을 실행한 훈련결과를 토대로 부품당 성공지속성을 계산한다(S79).The controller 30 calculates the success duration per part based on the training result of executing the operator safety training (S79).

다음, 컨트롤러(30)는 조업자 안전훈련을 실행한 훈련결과를 토대로 부품당 사고확률을 계산한다(S81). 상술된 S79 단계 및 상술된 S81 단계의 순서가 본 발명을 한정하는 것은 아니고 조업자의 안전훈련을 실행한 이후에 부품당 사고확률을 먼저 계산하고 성공지속성을 계산하는 수순으로도 구현 가능하다.Next, the controller 30 calculates an accident probability per part based on the training result of executing the operator safety training (S81). The above-described step S79 and the above-described step S81 do not limit the present invention, but can be implemented as a procedure for calculating the probability of occurrence of an accident per part first and executing the calculation of success persistence after executing the safety training of the operator.

컨트롤러(30)는 계산된 부품당 성공지속성 및 사고확률을 기반으로 훈련성과를 판단하여 부품별 성공지속성, 성공지속성 미래예측과 위험을 갱신한다(S83).The controller 30 determines the training performance based on the computed per-part success persistence and accident probability, and updates the success persistence, success sustainability future prediction and risk for each part (S83).

이와 같이 성공지속성을 높이기 위해 훈련빈도, 시간간격을 조정하며, 미래 시점에 부품 조작시 성공지속성에 대한 정확한 예측을 위해 빅데이터 분석과 주기적인 성공지속성 모니터링을 통해 궁극적으로 사고가 발생할 위험성을 줄일 수 있다.In order to increase the sustainability of success, it is necessary to adjust the training frequency, time interval, and to analyze the big data and periodic success continuation monitoring for the accurate prediction of success continuity in the operation of parts at the future time, have.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The invention being thus described, it will be obvious that the same way may be varied in many ways. Such modifications are intended to be within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 조업자 훈련 조작 장비 20 : 가상현실 시각화 장비
30 : 컨트롤러 31 : 가상현실 구동 메인 훈련 제어기
32 : I/O 인터페이스 40 : 서버
41 : 공정시뮬레이터 DB 서버 42 : 훈련결과 DB 서버
10: Operator training manipulation equipment 20: Virtual reality visualization equipment
30: controller 31: virtual reality driven main training controller
32: I / O interface 40: server
41: process simulator DB server 42: training result DB server

Claims (10)

조업자 훈련 조작 장비;
가상현실 시각화 장비;
플랜트 공정 모델에 대해 조업자 안전훈련 시나리오가 실행되어 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작되는 조업자의 훈련결과를 모니터링하여 모니터링된 조업자의 훈련결과를 외부로 보내는 컨트롤러;
상기 컨트롤러로부터 수신된 조업자의 훈련결과를 해석하여 조업자 훈련에 의해 조작되는 부품에 따른 공정데이터와, 훈련 이력, 사고 이력 및 훈련 패턴을 포함하는 훈련데이터를 상기 컨트롤러로 전송하는 서버를 포함하되,
상기 컨트롤러는 상기 서버로부터 수신된 공정데이터 및 훈련데이터를 기반으로 다음에 훈련할 훈련시나리오를 결정하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템.
Operator training equipment;
Virtual reality visualization equipment;
A controller for executing an operator safety training scenario for a plant process model to monitor the operator training manipulation equipment and the training results of the operator manipulated through the virtual reality visualization equipment and to send training results of the monitored operator to the outside;
And a server for analyzing the training result of the operator received from the controller and transmitting the training data including the training data, the training history, the accident history, and the training pattern to the controller according to the parts operated by the training of the operator,
Wherein the controller determines a training scenario to be trained next based on the process data and the training data received from the server.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 조업자의 훈련결과를 기반으로 학습 성취도와, 사고빈도를 고려한 위험성에 따른 사고 예방 성취도를 결정하고, 결정된 학습 성취도 및 사고 예방 성취도에 근거하여 조업자당 훈련해야 할 훈련량, 훈련 빈도 및 훈련 주기를 포함하는 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오를 수립하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템.
The method according to claim 1,
The controller determines the learning achievement and the accident prevention achievement according to the risk based on the accident frequency based on the training result of the operator, and determines the training amount, the training frequency and the training to be performed per operator based on the determined learning achievement and the accident prevention achievement A training scenario for improving learning ability including a cycle and a training scenario for improving an accident prevention rate are established.
청구항 2에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 플랜트 공정모델의 특성과 상기 조업자의 훈련성향을 분석하여 상기 수립된 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오 중에서 우선순위를 결정하고, 결정된 우선순위에 가중치를 부여하여 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오를 결정하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템.
The method of claim 2,
The controller analyzes the characteristics of the plant process model and the training tendency of the operator to determine a priority among the training scenarios for improving the learning ability and the improvement scenarios for improving the accident prevention rate, And determines a training scenario to be trained next.
청구항 3에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오인 경우, 상기 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 상기 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받고, 입력받은 부품수별 훈련횟수를 계산하여 계산된 부품수별 훈련횟수에 따라 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작된 조업자의 안전훈련을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공확률을 계산하여 갱신하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템.
The method of claim 3,
The controller receives the total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the plant process model when the next training scenario to be trained is a training scenario for improving the learning ability, And calculating the success probabilities per part based on the training results obtained by executing the safety training of the operator who has been manipulated through the operator training manipulation equipment and the virtual reality visualization equipment according to the calculated number of training times by the number of parts A safety training system for a virtual reality based operator.
청구항 3에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오인 경우, 상기 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 상기 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받고, 입력받은 부품수별 요구되는 성공지속성 및 훈련빈도에 따라 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작된 조업자의 안전훈련을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공지속성 및 부품당 사고확률을 계산하여 갱신하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템.
The method of claim 3,
The controller receives the total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the plant process model when the next training scenario to be trained is a training scenario for improving the accident prevention rate, Based on the training results of the operator training equipment and the safety training of the operator who is manipulated through the virtual reality visualization equipment according to the success duration and the training frequency, Wherein the safety training system comprises:
조업자 훈련 조작 장비와 가상현실 시각화 장비를 포함하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템을 이용한 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법으로서,
상기 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템에 포함된 컨트롤러가, 플랜트 공정모델에 대해 조업자 안전훈련 시나리오를 실행하는 단계;
상기 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 시스템에 포함된 서버가, 상기 조업자 안전훈련 시나리오가 실행되어 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작되는 조업자의 훈련결과를 모니터링하는 단계;
상기 서버가, 모니터링된 상기 조업자의 훈련결과를 해석하여 조업자 훈련에 의해 조작되는 부품에 따른 공정데이터와, 훈련 이력, 사고 이력 및 훈련 패턴을 포함하는 훈련 데이터를 전송하는 단계; 및
상기 컨트롤러가, 상기 서버로부터 수신된 공정 데이터 및 훈련 데이터를 기반으로 다음에 훈련할 훈련 시나리오를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법.
A safety training method for a virtual reality-based operator using a safety training system of a virtual reality-based operator including operator training operation equipment and virtual reality visualization equipment,
Wherein the controller included in the safety training system of the virtual reality based operator performs the operator safety training scenario for the plant process model;
Wherein the server included in the safety training system of the virtual reality based operator performs monitoring of the training results of the operator who is operated through the operator training operation equipment and the virtual reality visualization apparatus by executing the operator safety training scenario;
Transmitting the training data including the training data, the training history, the accident history, and the training pattern to the server by analyzing the result of training of the operator who is monitored and processing data according to the parts operated by the training of the operator; And
Wherein the controller includes determining a training scenario to be trained next based on the process data and the training data received from the server.
청구항 6에 있어서,
상기 결정하는 단계는
상기 조업자의 훈련결과를 기반으로 학습 성취도와, 사고빈도를 고려한 위험성에 따른 사고 예방 성취도를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 학습 성취도 및 사고 예방 성취도에 근거하여 상기 조업자당 훈련해야 할 훈련량, 훈련 빈도 및 훈련 주기를 포함하는 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오를 수립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법.
The method of claim 6,
The step of determining
Determining learning achievement based on the training result of the operator and accident prevention achievement according to the risk in consideration of the accident frequency; And
Establishing a training scenario for improving learning ability and a training scenario for improving accident prevention rate including a training amount, a training frequency and a training cycle to be trained per operator, based on the determined learning achievement and accident prevention achievement And a safety training method of a virtual reality-based operator.
청구항 6에 있어서,
상기 결정하는 단계는
상기 플랜트 공정모델의 특성과 상기 조업자의 훈련성향을 분석하여 상기 수립된 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오와 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오 중에서 우선순위를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 우선순위에 가중치를 부여하여 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법.
The method of claim 6,
The step of determining
Determining a priority among the training scenarios for improving the learning ability and the training scenarios for improving the accident prevention rate by analyzing the characteristic of the plant process model and the training tendency of the operator; And
And weighting the determined priority to determine a next training scenario to be trained.
청구항 6에 있어서,
상기 결정하는 단계 이후에,
상기 컨트롤러가, 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 학습능력 향상을 위한 훈련시나리오인 경우, 상기 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 상기 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받는 단계;
상기 컨트롤러가, 상기 입력받은 부품수별 훈련횟수를 계산하는 단계;
상기 컨트롤러가, 상기 계산된 부품별 훈련횟수에 따라 조업자 안전훈련을 실행하는 단계; 및
상기 컨트롤러가, 상기 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작된 조업자 안전운행을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공확률을 계산하여 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법.
The method of claim 6,
After said determining step,
Receiving, by the controller, the total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the plant process model, when the training scenario to be trained next is a training scenario for improving learning ability;
Calculating, by the controller, the number of times of training by the number of parts input;
The controller performing an operator safety training in accordance with the calculated number of times of part-by-part training; And
The controller further includes calculating and updating a success probability per part based on the training result of executing the safety operation of the operator operated through the operator training operation equipment and the virtual reality visualization equipment, A safety training method for a virtual reality - based operator.
청구항 6에 있어서,
상기 결정하는 단계 이후에,
상기 컨트롤러가, 상기 다음에 훈련할 훈련 시나리오가 사고방지율 향상을 위한 훈련시나리오인 경우, 상기 플랜트 공정모델에 포함된 부품들 중 상기 조업자가 수행해야 될 총 부품 수를 입력받는 단계;
상기 컨트롤러가, 상기 입력받은 푸품수별 요구되는 성공지속성 및 훈련빈도를 계산하는 단계;
상기 컨트롤러가, 상기 계산된 성공지속성 및 훈련비도에 따라 조업자 안전훈련을 실행하는 단계; 및
상기 컨트롤러가, 상기 상기 조업자 훈련 조작 장비 및 상기 가상현실 시각화 장비를 통해 조작된 조업자의 안전운행을 실행한 훈련결과를 기반으로 부품당 성공지속성 및 부품당 사고확률을 계산하여 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상현실 기반 조업자의 안전훈련 방법.
The method of claim 6,
After said determining step,
Receiving, by the controller, the total number of parts to be performed by the operator among the parts included in the plant process model, when the training scenario to be trained next is a training scenario for improving the accident prevention rate;
Wherein the controller calculates a required success duration and a training frequency for each input number of fuses;
The controller performing an operator safety training according to the calculated success duration and training cost; And
Wherein the controller calculates and updates the per-part success duration per component and the per-component probability of accidents on the basis of the training result of executing the safe operation of the operator operated through the operator training operation equipment and the virtual reality visualization equipment Wherein said virtual reality-based operator is a virtual reality-based operator.
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