仿真系統(tǒng)在石油化工企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用

林志向

摘 要： 隨著現(xiàn)代化教學(xué)手段的發(fā)展，計算機(jī)仿真培訓(xùn)已成為進(jìn)行石油化工企業(yè)操作人員技能培訓(xùn)的較好手段。本文根據(jù)石油化工仿真培訓(xùn)的目的，介紹石油化工仿真培訓(xùn)系統(tǒng)、建立該系統(tǒng)的意義，以及仿真技術(shù)的應(yīng)用實例，并展望仿真技術(shù)在石化企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 仿真系統(tǒng) 仿真培訓(xùn) 應(yīng)用

一、概述

近年來隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和企業(yè)改革的不斷深入，企業(yè)對技能人才的需求越來越大，要求越來越高。這就要求我們想盡辦法加強(qiáng)員工的職業(yè)技能培訓(xùn)。

擁有大量具有良好操作技能的一線生產(chǎn)工人是石油化工裝置安全、穩(wěn)定、長周期、滿負(fù)荷、優(yōu)化運(yùn)行的必要保障，所以操作工人的全員技能培訓(xùn)是石油化工企業(yè)人力資源管理的一項非常重要和長期的工作內(nèi)容，近年來隨著石化企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大及企業(yè)的改制與裁員，一線生產(chǎn)操作工人的相對數(shù)量明顯減少，然而，企業(yè)管理水平不斷提高和企業(yè)生產(chǎn)效益不斷挖潛更要求一線生產(chǎn)操作工人具有良好的崗位操作技能，甚至要求一人具備多個崗位操作技能的“系統(tǒng)操作人員”，尤其是隨著生產(chǎn)裝置工藝技術(shù)、儀表與控制技術(shù)及部分設(shè)備的不斷改進(jìn)與升級換代，操作工人的技能培訓(xùn)和快速掌握新技術(shù)、新的生產(chǎn)控制手段更顯得急迫與突出。

石化裝置仿真培訓(xùn)與技能鑒定系統(tǒng)是國內(nèi)外公認(rèn)的石化操作工人最佳的技能培訓(xùn)與技能考核的現(xiàn)代化手段，現(xiàn)在，我國大部分石化企業(yè)都結(jié)合自己的操作工人狀況和生產(chǎn)裝置情況，建立仿真培訓(xùn)基地和相應(yīng)的裝置級和單元級仿真系統(tǒng)，并在應(yīng)用中取得非常好的效果，對企業(yè)操作人員的技能提升和技能考核起到非常好的作用，為企業(yè)良好運(yùn)行和下一步發(fā)展創(chuàng)造良好的人力基礎(chǔ)。

二、石油化工仿真系統(tǒng)簡介

石油化工仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是建立在石油化工工藝與控制、計算機(jī)技術(shù)、控制工程和系統(tǒng)工程等學(xué)科基礎(chǔ)上的綜合性實用技術(shù)，也是一門建立在相似理論、控制理論、工程技術(shù)和計算技術(shù)上的綜合性和試驗性科學(xué)技術(shù)。以現(xiàn)有計算機(jī)軟硬件技術(shù)為基礎(chǔ)，在深入了解石油化工各種過程、設(shè)備、控制系統(tǒng)及生產(chǎn)操作的條件下，借助軟件開發(fā)平臺，開發(fā)出石油化工各種過程動態(tài)模型，并設(shè)計出計算機(jī)易于實現(xiàn)而在傳統(tǒng)教學(xué)與實踐中無法實現(xiàn)的各種培訓(xùn)功能。它由計算機(jī)創(chuàng)造出與現(xiàn)實化工生產(chǎn)操作十分相似的環(huán)境，從而讓從事石油化工生產(chǎn)過程操作的各類人員進(jìn)行操作與試驗，達(dá)到提高操作工人與技術(shù)人員的技術(shù)素質(zhì)、實際操作經(jīng)驗、處理各種隨時可能出現(xiàn)的問題的目的。

三、建立石油化工仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的意義

石化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)可讓受訓(xùn)人員進(jìn)行裝置全流程操作培訓(xùn)，在真實裝置上，一套裝置往往分2至3個工段，每個工段又分若干崗位，崗位職工只精通本崗操作，對其他崗位的操作只是比較熟悉或了解。要培養(yǎng)全流程系統(tǒng)操作工，不僅時間長，而且難度較大。在仿真培訓(xùn)系統(tǒng)上，將裝置模型集于一體，可對裝置的開車、停車操作進(jìn)行訓(xùn)練，對本裝置或同類型裝置上發(fā)生過的事故（大多數(shù)軟件可假設(shè)）進(jìn)行模擬處理。因此，可在較短時間內(nèi)培養(yǎng)出有一定操作技術(shù)的系統(tǒng)操作工。

用石化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)培訓(xùn)操作人員既安全又經(jīng)濟(jì)。石化產(chǎn)品易燃易爆，其生產(chǎn)裝置較易發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故（在裝置開停車過程中，事故發(fā)生率高于正常運(yùn)行過程中），而且裝置生產(chǎn)規(guī)模大，原輔材料耗量大，許多裝置的關(guān)鍵設(shè)備造價高，催化劑價格昂貴。因此，在真實裝置上，不可能也不允許反復(fù)開停車和返復(fù)事故演習(xí)。裝置一旦開車失敗或發(fā)生事故，經(jīng)濟(jì)損失少則幾十萬元人民幣，多則幾百萬甚至上千萬元人民幣。在石化仿真系統(tǒng)上操作，安全系數(shù)很大，在絕大多數(shù)情況下，不會發(fā)生著火或爆炸事故，較糟的情況不過是模型停止運(yùn)行（由于操作不當(dāng)導(dǎo)致某個參數(shù)超過其計算邊界值會導(dǎo)致模型停運(yùn)），關(guān)閉后重新啟動即可。

石化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)除了可以用來進(jìn)行操作培訓(xùn)外，還可以用于裝置工程師對裝置的不同開停車方案、生產(chǎn)控制方案優(yōu)化及節(jié)能降耗等基礎(chǔ)性研究。還可用于解決限制裝置提高生產(chǎn)負(fù)荷的“瓶頸”問題。

四、石油化工仿真系統(tǒng)在石化企業(yè)中的應(yīng)用

已經(jīng)建立了仿真基地的各石化企業(yè)根據(jù)本企業(yè)員工的特點，結(jié)合生產(chǎn)實際，建立員工培訓(xùn)與技能考核體系和仿真系統(tǒng)應(yīng)用模式。

（一）中國石化上海某大型石化企業(yè)從1996年開始著手仿真系統(tǒng)建設(shè)，先后建立“典型單元級仿真系統(tǒng)”和主要裝置的“裝置級仿真系統(tǒng)”，在其人力資源部下配備了3個仿真培訓(xùn)機(jī)房。他們結(jié)合自己的生產(chǎn)管理特點建立了一套完整的仿真系統(tǒng)使用方式。

1.在裝置運(yùn)行期間實行5班3倒制的情況下，利用副班休息時間安排進(jìn)行仿真培訓(xùn)，充分實現(xiàn)對在崗人員的操作技能輪訓(xùn)。在此期間的重點培訓(xùn)內(nèi)容是裝置常見事故的分析與處理操作訓(xùn)練和生產(chǎn)調(diào)整訓(xùn)練。

2.裝置檢修期間，利用操作工人的空閑時間進(jìn)行全員統(tǒng)一的仿真培訓(xùn)，重點是裝置的開工培訓(xùn)。

3.針對新入廠的操作工人和大學(xué)生，他們采取一邊在裝置上進(jìn)行倒班實習(xí)，一邊進(jìn)行仿真培訓(xùn)的方式。先安排新入廠人員進(jìn)行一個階段的裝置生產(chǎn)實習(xí)，再進(jìn)行仿真操作訓(xùn)練，二者交替進(jìn)行。

4.仿真系統(tǒng)不僅在工人的技能培訓(xùn)中發(fā)揮重大作用，還在企業(yè)的操作人員技能考核中扮演非常關(guān)鍵的角色。操作工人的技能考核（技能等級鑒定）是企業(yè)人事勞資部門非常重視的一項工作。他們針對操作工人的技能狀況每年進(jìn)行技能鑒定工作。通常針對初級工采用單元級仿真系統(tǒng)進(jìn)行技能考核；對中級工采用裝置級仿真系統(tǒng)和單元級仿真系統(tǒng)相結(jié)合的方式；對高級工采用裝置級仿真系統(tǒng)。

（二）中石化浙江某石化企業(yè)從1998年建設(shè)石化工藝過程仿真培訓(xùn)系統(tǒng)以來，累計投資1000多萬元，建成了催化、常減壓、加氫裂化、重整、PX、尿素、合成氨等28套大型生產(chǎn)裝置的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，每年仿真培訓(xùn)人數(shù)約300人左右。生產(chǎn)裝置開工前仿真培訓(xùn)保證每套裝置開車一次成功，為裝置的安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)生產(chǎn)發(fā)揮重要作用。

1.培訓(xùn)計劃。每年9至12月，由公司人教處和職工學(xué)校有關(guān)培訓(xùn)教師一起，下生產(chǎn)廠做培訓(xùn)需求調(diào)研，通過與廠領(lǐng)導(dǎo)、主管領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員、操作人員多次溝通和座談，結(jié)合職校培訓(xùn)的實際情況制訂出下一年仿真培訓(xùn)計劃。該計劃經(jīng)過公司教育委員會審定批準(zhǔn)后，正式作為培訓(xùn)計劃下發(fā)給公司各二級單位。教培中心職校根據(jù)培訓(xùn)計劃再制訂出詳細(xì)的仿真培訓(xùn)實施計劃，作為培訓(xùn)實施的依據(jù)。

2.培訓(xùn)實施。職校仿真教研室根據(jù)培訓(xùn)實施計劃，在培訓(xùn)開班前一個月，落實“培訓(xùn)學(xué)員”、“培訓(xùn)教材”、“培訓(xùn)教師”、“培訓(xùn)場地和設(shè)施”，在做到“四個落實”的基礎(chǔ)上，填寫辦班內(nèi)審表，報主管校長批準(zhǔn)后，實施仿真培訓(xùn)。仿真培訓(xùn)教材和師資由職工學(xué)校提供。

3.仿真系統(tǒng)的應(yīng)用。（1）各生產(chǎn)裝置開工前的培訓(xùn)，有仿真培訓(xùn)的生產(chǎn)裝置，一般在實際生產(chǎn)裝置中前三個月，開始對全體操作人員進(jìn)行仿真培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容為開工、停工、正常維護(hù)、事故診斷和處理。培訓(xùn)時間約為兩個月，確保每人在仿真裝置上經(jīng)過5至6次的訓(xùn)練，并保證仿真考試合格。在此基礎(chǔ)上，把班長、主操集中起來，進(jìn)行為期一個月左右的強(qiáng)化訓(xùn)練，培訓(xùn)主要內(nèi)容為開車、停車和事故處理。（2）轉(zhuǎn)崗人員的培訓(xùn)，由于工作需要，調(diào)轉(zhuǎn)到其他生產(chǎn)裝置的操作工，需要至少一個月的仿真培訓(xùn)，以勝任工作。培訓(xùn)內(nèi)容為開工、停工、正常維護(hù)和事故處理。（3）新進(jìn)公司大中專畢業(yè)生的培訓(xùn)，新進(jìn)公司的大中專畢業(yè)生經(jīng)過生產(chǎn)裝置跟班操作滿一年后，到仿真裝置接受系統(tǒng)培訓(xùn)，經(jīng)培訓(xùn)合格后到生產(chǎn)裝置獨立頂崗，做一名合格的操作人員。（4）系統(tǒng)操作員的培訓(xùn)在公司推行一人多崗技能的系統(tǒng)操作后，對一名內(nèi)操提出精一套裝置、會二套裝置、了解三套裝置的要求。不少系統(tǒng)操作員仿真接受第二套裝置、第三套裝置的仿真培訓(xùn)。培訓(xùn)采用業(yè)余時間仿真基地接受訓(xùn)練。（5）技能鑒定，技能鑒定一般分為應(yīng)知、應(yīng)會兩大塊，仿真是鑒定生產(chǎn)裝置應(yīng)會的主要手段。目前公司的催化、常減壓、加氫裂化、重整等主要裝置的應(yīng)會鑒定主要通過仿真考試。（6）技能競賽，公司每兩年舉辦技能競賽，而技能競賽的實際操作采用仿真操作代替。根據(jù)仿真的成績，折算成實際操作得分。

五、仿真培訓(xùn)的應(yīng)用展望

（一）仿真培訓(xùn)從最初的航空工業(yè)發(fā)展到如今的多種行業(yè)，有其獨特優(yōu)勢。在石油化工生產(chǎn)及其他化工生產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用前景是廣闊的。

（二）仿真培訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的提高，一方面取決于仿真軟件的高質(zhì)量，另一方面取決于仿真培訓(xùn)教師的教學(xué)水平。仿真軟件應(yīng)針對具體裝置開發(fā)，針對各過程建立的數(shù)學(xué)模型要機(jī)理型、高精度。仿真培訓(xùn)教師既要懂理論，又要會實際操作，還要不斷學(xué)習(xí)計算機(jī)知識。這樣的教師在學(xué)校中不易培養(yǎng)出來，只有廠校結(jié)合，才能在實踐中培養(yǎng)出來。

（三）石化仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)既能用來培訓(xùn)各類人員，又能用于生產(chǎn)、控制的優(yōu)化研究。

（四）石化仿真操作培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)該加強(qiáng)安全教育內(nèi)容，面向3D化、場景化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。