< Terug naar vorige pagina

Project

Effectiviteit van immersieve leertechnologieën voor de opleiding van operatoren in de chemische industrie

De opleiding van operatoren in de chemische industrie, hoe cruciaal die ook is, heeft beperkingen. Gevaarlijke situaties kunnen niet worden nagebootst in klassieke opleidingen (bv. klassikale opleiding, praktijkopleiding op proefinstallaties), en chemische bedrijven hebben te kampen met het feit dat de supervisoren in de minderheid zijn ten opzichte de cursisten en er een gebrek aan motivatie is bij de leerling en de cursist.

In de snel veranderende en zich ontwikkelende wereld van de immersieve technologieën voor opleiding zou ook de chemische industrie waarschijnlijk baat kunnen hebben bij immersieve opleidingstechnieken. Immersieve technologieën, zoals virtual reality, hebben verschillende voordelen die de huidige trainingsmethodologieën kunnen helpen verbeteren, zoals het nabootsen van gevaarlijke situaties, het vervangen van de instructeur, het bieden van real-time begeleiding aan de student, en evaluatie tijdens de training.

Deze dissertatie heeft als doel de educatieve waarde en leerimpact van virtual reality te onderzoeken wanneer het wordt toegepast op de training van operatoren en studenten in de chemische industrie. Hiertoe is het proefschrift opgedeeld in drie delen waarin verschillende onderzoeksvragen worden beantwoord.

Ten eerste wordt de state-of-the-art van toegepaste immersieve technologieën voor training in de procesindustrie gedefinieerd door het uitvoeren van een systematisch literatuuronderzoek. De review toont aan dat er steeds meer immersieve leertoepassingen voor de opleiding van operatoren in de procesindustrie gerapporteerd worden, maar de meeste gepubliceerde studies zijn gericht op de technologie en er wordt weinig aandacht besteed aan het bestuderen van de effectiviteit en efficiëntie van immersieve technologieën voor de opleiding van chemische operatoren.

Dit bevestigt dus de noodzaak van systematisch onderzoek op dit gebied. In verdere studies wordt voor virtuele realiteit gekozen omdat de leerling zo in een volledig immersieve, met de computer gesimuleerde wereld kan stappen, zoals een chemische fabriek of een proeffabriek, waarin chemische procedures kunnen worden getraind, waarbij gebruik wordt gemaakt van de bovengenoemde voordelen van de technologie.

In het tweede deel wordt de haalbaarheid van de opleiding van operatoren in de chemische industrie met virtual reality beoordeeld. Meer bepaald wordt een klassieke hands-on training in de proefinstallatie vergeleken met een fotorealistische virtual reality training (inclusief instructies en hints voor de training). De studie richtte zich op operatoren in opleiding als een relevante groep leerlingen en er zijn twee studies uitgevoerd (één in Duitsland en één in België). Over het algemeen suggereren de bevindingen van beide studies dat de kennis die wordt opgedaan tijdens immersieve technologische training, zoals virtual reality, overdraagbaar is naar echte operaties in de chemische fabriek.

In het derde deel worden twee belangrijke onderzoeksvragen onderzocht. Ten eerste worden de prestaties van verschillende deelnemers aan een virtual realitytraining over chemische processen geëvalueerd, met als doel een eventuele afhankelijkheid tussen prestaties en kenmerken van de deelnemers, zoals leeftijd of culturele achtergrond, aan het licht te brengen. Ten tweede wordt de impact van de blootstelling aan noodscenario’s in virtuele realiteit op de percepties van de operatoren geëvalueerd.

Om dit onderzoek van het derde deel van het proefschrift mogelijk te maken, is een op maat gemaakte virtual reality-toepassing voor de training van een volledige chemische procedure ontwikkeld, genaamd “Operate Your Own Reactor” (OYOR). Deze applicatie is een ∼60 min lange chemische procedure in een batch reactor plant, inclusief leer analytische elementen, evaluatie tijdens de training, hintsysteem, verificatie van correcte handelingen, trainingsfase en evaluatiefase. Een raamwerk van ontwerprichtlijnen, gebaseerd op de ervaring van het multidisciplinaire onderzoeksteam en de literatuur, werd samengesteld en ook gepubliceerd.

De virtual-realitytoepassing “OYOR” werd gebruikt in een uitgebreide VRstudie, waaraan 164 chemische operatoren en leerlingen van de chemische industrie uit drie verschillende landen deelnamen: Duitsland, Frankrijk en België. De bevindingen van deze studie hebben belangrijke implicaties voor het begrip van hoe virtual reality training kan worden geïmplementeerd in de chemische industrie. Om te beginnen wordt benadrukt dat de werknemers uit de chemische industrie, ongeacht hun leeftijd, aantal jaren ervaring in de industrie, eerdere ervaring met VR of culturele achtergrond, in staat waren om de VR-training te voltooien. Bij het analyseren van de prestaties van de deelnemers bleek bovendien dat operatoren jonger dan 40 jaar de taken sneller uitvoerden, met minder fouten en hints, en minder variabiliteit. Bovendien werd een combinatie van kwantitatieve en kwalitatieve benaderingen gebruikt om de perceptie van operatoren ten aanzien van noodtraining in virtual reality te analyseren. Uit de bevindingen blijkt dat de operatoren van mening zijn dat een noodtraining hen zou helpen om beter te leren en beter voorbereid te zijn in geval van een echte noodsituatie.

De bevindingen van dit proefschrift bieden inzichten voor de implementatie van immersieve training in de chemische industrie, die nuttig zijn voor belanghebbenden, zoals bedrijven of opleidingscentra, die de toekomstige richting van training plannen. Verder werk zal nodig zijn om de implicaties van virtual reality training in de context van de industrie en levenslang volledig leren te begrijpen. Aspecten die aandacht verdienen zijn motivatie en betrokkenheid, het verfijnen van de ontwerprichtlijnen, en hoe om te gaan met de verschillen tussen de twee grote leeftijdsgroepen.

Datum:30 sep 2019 →  15 nov 2022
Trefwoorden:Immersive Training, Chemical Operators, Immersive Technology, Industry 4.0
Disciplines:Process engineering niet elders geclassificeerd
Project type:PhD project