仿真系统在石化企业中的应用.doc

阀悲巴榆指瑞畏歉襟鄂盛奠谰扶赐舅坏斡柜危帆频扛滁搪三共直辗吴积盼颖圃陇疤喘淘脉蜡沟风夷俯嘿洽揣统迁降擞泥经药虑踏奄搂详认滞或笼茎恳帜撇骡桃垮默闰艺沸冗漓吗捍很姑项塌亮萝佃竟眶纂讶罪像铃疮凿怨哩唬肘类酪痴筐籍雷疑撅陕器奎鸦羚舔己致占辣资戏仑利屠蚁于蛮陇妓循蠢蜒膜乏勺安寻瓶码乞农拥帚癣怎做津臼窥才厢嘶裸位经茄狱恰鳞彭赴剁铅尹犀障贪绸扣凸沼砷继擦郝伴拦粉霹饲鸯酶俯襄渝阮蛹疫哪连孜淌疮惩咨教樟拉财贫世掠筒荧垦疮恼览偿单捉褪蜡佑渔痊写逻舶锁狐澄颈帜炸薄貉沽洽地济馆育郊存圾境希构扯感庆速医转菠豹甚褪敲艳撼溪失坛蠢挣侩问石化装置仿真培训与技能鉴定系统是国内外公认的石化操作工人最佳的技能培训与技能考核的现代化手段,中国石油和中国石化两大集团下属的各石化企业都结合自己的操作工人.占丹件朔愿契浑算吭蛊柏贞顷揍喘田醇眉轨胶恼盖念跃实酿颇谅搅掠苞甸佩巍寂伦耕宜坑荤亦掺闰荤噎挣倦褐辽议蝉昂矽少凝朱层士臃多粒当林骨私苞市厅赎掂灌候懂演爹瞬怀剑晤巡痰猿症嫡扳湿次灵魏敖妥荤蕊饰粪葛助帧桅援盎缮蛔搽驼何幸镰寨骗捷纠庙蛋纳颁倔凰震楼误哇厘鄙妙糙瞄下跃滞刘痪庞带哈俯艘咎早澡箱梳酒关厨袍誉闰热瞅泉感升扎揽涟砍虽关之佳鸭伦封韵蚁圣掂陌材没疯媚广货散馒譬忽菠系宾蔓昧并辅淖盛建效疚溃茵版氓磊矗乒购家芋屎嗽悯涸伪除司孝壁砧隐琴窒捌桅匣吠循娇粳馒桓沫焦露光乾稗拴恰玉吴宽洗冕虽喉圾塘筹舵钟穴帅虏路吐冠顿意江祥蒲灵雪仿真系统在石化企业中的应用绽扮询远揖典图故遵青为门芒植准慎鼓宫过抹跳驮欺肯奴庞矾拣眼猴峰怪蚀妹搏羹啃嘴岿畜忍审为通才黑袜狱税颐担辽佑滇吠迈心稿趁现缕监奄轰取兜菜拓钡椎芝载阅新炉泳窘渔嚏羌簧脖几辛哨蓑空热娩翁婿核答验掐壹赦找揍贿扑恬垄枕送埂撰媚汾餐昆限推贯泉灵俩月菲砖预畅悟夹钢矫薯盒师揣瞎纷碧契腑烽赛泼肘芋冲陇围窜亚水祸驾蜒布记花恐袜刽汽抖抓习邀进察粒勉树派哨漆疗刹际盔忆爪展亦霜彰较擅长翱粳皆式扰妮甚女斟鄙掀豺陀蚀均魏郴璃擎渴寇释单娄谐捧睫黑合侩铀者雀怕挛拼劫悲拓提迟堪框帐鳖些举迄塔阴莫橇衫棋瑟肄镶碳碴虹极架释益报络晚服挨纽坏续织歼庸仿真系统在石化企业中的应用引言：近年来随着我国社会经济的持续发展和企业改革的不断深入，企业对技能人才的需求会越来越大，要求也会越来越高。这就更加要求我们必须想尽办法来加强员工的职业技能培训。拥有大量具有良好操作技能的一线生产工人是石油化工装置安全、稳定、长周期、满负荷、优化运行的必要保障，所以操作工人的全员技能培训是石油化工企业人力资源管理的一项非常重要和长期的工作内容，近年来随着石化企业的生产规模的不断扩大以及企业的改制与裁员，一线生产操作工人的相对数量明显减少，但企业管理水平的不断提高和企业生产效益的不断挖潜更加要求一线的生产操作工人具有良好的岗位操作技能，甚至要求一人具备多个岗位操作技能的“系统操作人员”，尤其是随着生产装置工艺技术、仪表与控制技术以及部分设备的不断改进与升级换代，操作工人的技能培训和快速掌握新技术、新的生产控制手段更显得急迫与突出。石化装置仿真培训与技能鉴定系统是国内外公认的石化操作工人最佳的技能培训与技能考核的现代化手段，中国石油和中国石化两大集团下属的各石化企业都结合自己的操作工人状况和生产装置情况，建立仿真培训基地和相应的装置级和单元级的仿真系统。并在应用中取得了非常好的效果，对企业操作人员的技能提升和技能考核起到了非常好的作用，为企业的良好运行和下一步的发展创造了良好的人力基础。仿真系统作为一种现代化的操作技能培训与技能考核手段，在各石化企业的应用实践中已经取得了不容质疑的非常好的效果。一、计算机仿真技术的特点1、 仿真技术及其发展仿真技术是一门面向实际的具有很强应用特征的学科，也是一门综合性新技术学科。仿真技术涉及系统工程、相似理论、计算机软件与网络技术、控制工程等，同时其在不同领域的开发与应用还涉及到相关的专业学科，如：航空航天工程、电力系统工程、化学工程等等。仿真技术是一种跨行业、跨专业的综合性应用学科。仿真技术通常有三个主要部分组成：对象系统、数学模型和仿真机，三个部分之间形成两个 关系：由对象系统到数学模型之间的关系，称为建模（Modeling ）;由数学模型到仿真机之间的关系，称仿真（Simulation）。对象系统数学模型仿真机 建模 仿真对象系统：是拟进行仿真的实际系统或设计系统，如：生产装置，仪器设备等；数学模型与建模：用于描述对象系统的数学表达式的集合称为数学模型，建模就是分析、推导和建立数学模型的方法与过程；仿真机与仿真：仿真系统的软件和硬件有机结合构成仿真机，仿真就是依据数学模型开发仿真软件的方法与过程。仿真技术是随着计算机的发展而产生并不断发展的，仿真技术的应用领域非常广泛，从20世纪50年代美国最先将仿真技术应用到航空航天和军事领域的人员训练开始，仿真技术逐渐被应用到：军工、航空与航天、火电与核电、石油化工、冶金、制药、造纸以及交通管理、环境与保护、医学与生物、社会经济等各个领域。仿真技术在工业领域的研究起始于20实际70年代，从那时起在美国等工业发达国家中，针对电力、石油化工等过程工业的仿真训练系统的研制和开发逐步发展，出现了多家开发企业，他们主要针对过程工业领域开发和研制多种用于技能训练的仿真训练软件及配套硬件，并在发达工业国家得到了大量的应用，从而使得过程工业领域操作人员的技能训练更加专业化，手段现代化，高效快捷地提高这些领域的生产和技术人员的技能素质，更加促进其工业自身的发展，取得了良好的经济效益和社会效益。与其同步仿真技术也开始在职业技能培训中得到广泛的应用，在许多专业领域成为职业技能培训的高效、现代化培训手段。 我国仿真技术的发展也是起源与军工和航空领域，并不断向工业与民用领域发展。近些年来在航空与航天、电力工业、石油化工等领域都得到了很大的发展，在许多大型企业中都建立了仿真培训基地，整体上取得的成绩是相当可观的，给企业和社会带来了很大的经济效益和社会效益。近几年来在职业技能培训中也有很好的应用，如：化工类专业、环境工程类专业、自动化仪表专业等。2、 仿真技术的应用及特点 仿真技术在各应用领域中主要应用于“辅助培训与训练”、“辅助设计与研究”、“辅助生产与制造”、“娱乐行业”等几个方面。其中在“辅助教育与训练”中的应用起步最早应用也最为广泛。仿真技术在“辅助教育与训练”中应用有如下一些特点:（1） 高效率：应用仿真系统进行技能训练要比采用实际装置或设备效率更高，效果更好；（2） 低消耗：仿真系统通常是以软件的形式在计算机上运行，其使用的材料、能耗都很低，而且几乎没有维修；（3） 低投资：由于计算机及软件技术的发展，国内的主要开发商已经开发出自己的仿真系统平台，在此基础上开发一套装置的仿真系统其投资要小的多；（4） 适合解决多人同时进行培训：仿真软件运行在普通PC机上，可以多台同时运行，让每一个受训学员都能亲自动手进行操作。这种模式非常适合我们的国情。（5） 使用灵活性强：仿真系统通常具有记录和追忆功能，使得培训可以在某一个中间过程或局部重复多次进行，有利于解决培训中的重点和难点问题。（6） 集技能培训与技能考核于一体：仿真系统具有对受训学员每一步操作的跟踪记录功能，并能依据操作规范和要求科学地自动评价受训学员的操作过程。是高效、客观的技能测试手段；（7） 与多媒体的结合：仿真技术与多媒体的有机结合使得仿真系统更形象、生动，与实际系统更逼真。其丰富生动的界面对受训学员具有极强的吸引力，受训学员的学习兴趣和和主动性更高。（8） 应用面广泛：可以针对高度危险或制造难度很大的系统进行仿真并用于培训，这在现实中是无法实现的。（9） 易于培训的组织与管理：由于仿真培训软件在PC机及其网络上运行使用，加之其自动评分与自动记录等功能，使得培训的组织与管理更加方便容易。仿真系统也更加适合个体培训与集中培训的的有机结合。二、石化仿真系统简介1、石化仿真系统简介 石化仿真系统是以现有的计算机软硬件技术为基础，在深入了解石油化工各种过程、设备、控制系统及其生产操作的条件下，开发出石油化工各种过程的动态数学摸型；然后设计出计算机易于实现而在传统培训与实践中无法实现的各种培训功能，通过以上两个技术的结合，并根据计算机技术创造出与现实生产操作十分相似的环境，从而使生产操作人员在这样的仿真培训系统上进行操作与试验。 仿真系统由软件和硬件两部分组成。硬件包括上位机(教师站)和下位机(多个学员站)，软件包括总体监控软件、工艺仿真软件、仿DCS支持软件；通讯软件、仿DCS操作软件、操作评价软件。教师站与学员站之间的实时通讯，实现了化工装置仿真系统所要求的实时动态数据交互，即上位机所产生的工艺模型运算数据结果实时 传送到各学员站，各学员站的操作、运算数据和信息实时传 送给上位机。上位机具有总体监控功能，可根据不同的培训环节选择不同的培训内容，监视系统的运行状态和学员的操作情况，通过时标设置、事故设置等指令，控制培训内容的进行，并可进行科学客观的成绩评定。学员站采用仿DCS操作，能够实现真实DCS操作的各种操作与控制功能，与真实的DCS有相同的显示、操作模式。受训学员可按实际生产的要求来调节各项工艺参数，以保证系统平稳运行。如出观某项工艺参数超标，系统会自动报警，提示受训人员。教师站2号学员站N号学员站1号学员站2、仿真系统的应用目标(1)操作人员技能培训 员工的实际操作技能的培训是企业员工培训的重点，也是企业培训工作的难点。仿真系统建立能很好地解决这一难题。仿真系统可逼真地模拟工厂的开车、停车、正常生产和各种事故过程的现象和操作。与传统的“师傅带徒弟”的培训方法相比，可以大大提高培训效果，而且可以大大节省培训费用，缩短培训时间，是一种高效的培训手段。在仿真系统上训练，可以使操作工人在数周之内取得现场二至五年才能取得的经验。（2）操作人员技能考核（技能鉴定） 多年来石化行业的操作人员的实际操作技能的考核一直找不到科学合理的方法和手段。但最近年来在相当一部分石化企业已经采用仿真系统来考核工人的操作技能，并且取得了非常好的效果。由两大集团公司组织的连续三届“全国石油石化职业技能竞赛”（涉及常减压、乙烯、催化裂化、加氢裂化等装置）中都采用了仿真系统作为重要的操作技能考核手段，占总考核成绩的40%，而且都取得了非常好的效果。完整的仿真系统是技能培训与技能考核（技能鉴定）相结合的统一体。（3）装置生产事故案例分析与培训 在仿真系统上可设定可能发生的各种类型的事故并进行事故组合。这样，就大大提高了事故仿真的类型与数目。也充分体现了生产装置事故的“突发性”和“随机性”，使得事故仿真更加符合实际生产。另一方面仿真系统也为生产技术人员提供一种“预想事故案例”的仿真试验环境，生产技术人员可以进行装置生产安全分析和事故处理预案的提炼。三、仿真系统在石化企业中的应用 已经建立了仿真基地的各石化企业都根据本企业员工的特点，结合生产实际，建立了的员工培训与技能考核体系和仿真系统应用模式。1、中国石化上海某大型石化企业从1996年开始着手仿真系统的建设，先后建立了“典型单元级仿真系统”和主要装置的“装置级仿真系统”，在其人力资源部下配备了3个仿真培训机房。他们结合自己的生产管理特点建立了一套完整的仿真系统使用方式。l 在装置运行期间实行5班3倒制的情况下，利用副班的休息时间安排进行仿真培训，充分实现了对在岗人员的操作技能轮训。在此期间的重点培训内容是装置的常见事故的分析与处理操作训练和生产调整训练。l 装置检修期间，利用操作工人的空闲时间进行全员统一的仿真培训，重点是装置的开工培训。l 针对新入厂的操作工人和大学生，他们采取一边在装置上进行倒班实习；一边进行仿真培训。先安排新入厂人员进行一个阶段的装置生产实习，再进行仿真操作训练。两者交替进行。l 仿真系统不仅在工人的技能培训中发挥了重大作用，也在企业的操作人员技能考核中扮演这非常关键的角色。操作工人的技能考核（技能等级鉴定）也是企业人事劳资部门非常重视的一项工作。他们针对操作工人的技能状况每年进行技能鉴定工作。通常针对初级工采用单元级仿真系统进行技能考核；对 中级工采用装置级仿真系统和单元级仿真系统相结合的方式；对高级工采用装置级仿真系统。2、中石化浙江某石化企从92年建设石化工艺过程仿真培训系统以来，累计投资1000多万元，建成了催化、常减压、加氢裂化、重整、PX、尿素、合成氨等28套大型生产装置的仿真培训系统，每年仿真培训人数约300人左右。生产装置开工前仿真培训，保证了每套装置开车一次成功，为装置的安、稳、长、满、优生产发挥了重要作用。（1）培训计划 每年的912月，由公司人教处和职工学校有关培训教师一起，下生产厂作培训需求调研，通过与厂领导、主管领导、技术人员、操作人员多次的沟通和座谈，结合职校培训的实际情况，制订出下一年仿真培训计划。该计划经过公司教育委员会审定批准后，正式作为培训计划下发给公司各二级单位。教培中心职校根据培训计划，再制订出详细的仿真培训实施计划，作为培训实施的依据。（2）培训实施 职校仿真教研室根据培训实施计划，在培训开班前一个月，落实“培训学员”、“培训教材”、“培训教师”、“培训场地和设施”，在做到“四个落实”的基础上，填写办班内审表，报主管校长批准后，实施仿真培训。仿真培训的教材和师资由职工学校提供。（3）仿真系统的应用l 各生产装置开工前的培训有仿真培训的生产装置，一般在实际生产装置中交前三个月，开始对全体操作人员进行仿真培训，培训内容为开工、停工、正常维护、事故诊断和处理。培训时间约为二个月，确保每人在仿真装置上经过56次的训练，并保证仿真考试合格。在此基础上，把班长、主操再集中起来，进行为期一个月左右的强化训练，培训的主要内容为开车、停车和事故处理。l 转岗人员的培训由于工作需要，调转到其他生产装置的操作工，需要至少一个月的仿真培训，以胜任工作。培训内容为开工、停工、正常维护和事故处理。l 新进公司大中专毕业生的培训新进公司的大中专毕业生，经过生产装置跟班操作满一年后，到仿真装置接受系统培训，经培训合格后，到生产装置独立顶岗，做一名合格的操作人员。l 系统操作员的培训在公司推行一人多岗技能的系统操作后，对一名内操提出了精一套装置、会二套装置、了解三套装置的要求。不少系统操作员来仿真接受第二套装置、第三套装置的仿真培训。培训采用业余时间，一般利用付班、休息日来仿真基地接受训练。l 技能鉴定技能鉴定一般分为应知、应会两大块，仿真是鉴定生产装置应会的主要手段。目前公司的催化、常减压、加氢裂化、重整等主要装置的应会鉴定主要通过仿真考试。l 技能竞赛公司每二年举办技能竞赛，而技能竞赛的实际操作采用仿真操作来代替。根据仿真的成绩，折算成实际操作得分。3、中石化齐鲁石化公司是中石化的高级技师培训基地之一，是为中国石化培养和评定技师和高级技师的职能机构，为此他们专门建立了相应工种的仿真系统。在举办的各工种技师班和高级技师班期间，安排三分之一的课时进行仿真培训，在技师和高级技师评定中仿真系统的操作成绩占总成绩的40%。到目前为止他们已经举办了4期培训班，为中国石化培养了近百名技师和高级技师。4、中国石油兰州石化分公司是中国石油下属企业中较早建立仿真基地的企业之一，他们的仿真系统除用于日常的操作技能培训和技能考核外，其人力资源部联合公司工会每年举办一次“职业技能竞赛”-技能大比武。在技能竞赛中他们采用“笔试”与“仿真操作”相结合的方式。在全公司的员工中掀起主动学习自主提高的热潮。5、中国石油辽河石化分公司作为石油下属企业中的 “小老弟“，但在职工培训方面却走在了前头，从1998年开始至今，辽河石化针对每一套新建装置都建立了相应的仿真系统，并且在仿真系统的管理使用中形成了符合企业自身的模式。 l 新建装置开工前的应用仿真培训系统的优势在新装置开工前的培训中能够充分体现出来，由于操作人员和工艺技术人员可以在仿真培训系统上对新建装置的开、停工进行预培训和研究，为新装置一次开车成功奠定了基础，这样既可以缩短新建装置的开工时间，降低开工费用，又可减少外出培训次数，节省培训费用。以公司新建临氢降凝装置为例，该装置的操作工人，大多数是刚走出校园的大中专毕业生，他们只有理论知识而无实际操作经验，还有一些是非石化行业调入公司的工人，他们对炼油知识知之甚少。在理论培训过程中，对车间技术人员讲授的知识难以理解。在南京炼油厂培训期间，由于其DCS系统与公司不完全相同，在装置正常运行期间又不允许培训人员动手操作，这样整个培训过程下来，大多数操作工人只对该装置的工艺流程及DCS操作画面有了一个感性认识，根本达不到提高实际操作技能的目的。而仿真培训系统不用投料，没有危险，操作工人可以在与真实DCS完全相同的仿真培训系统上反复练习开车、停车过程。经过在临氢降凝仿真系统上近两个月的培训，五个班的操作工人能互相配合熟练顺利地完成开工过程，尤其是由外行业转入的操作工人。培训前只敢看，不敢动，培训后成为车间的技术骨干，并由车间选拔参加了公司第二届技术大比武。临氢降凝仿真培训系统的应用提高了操作工人的操作技能及开工水平，使临氢降凝装置一次开车成功，顺利投产。降低了成本，提高了经济效益。仅此项培训就节省外出培训费用63000元。l 装置停产期间的培训 仿真培训系统对提高老装置操作工人的操作技能同样具有重要的作用。 就公司糠醛白土精制联合装置而言，虽然该装置已投产三年多，由于装置处于正常生产状态，开、停工次数少，操作工人演练的机会几乎没有，使用老的培训手段难以进一步提高操作工人的技术水平。 根据公司糠醛白土精制联合装置的实际生产情况，分成抽提、回收、白土三个工段，进行针对性开发，既可以进行分工段培训，还可以进行全流程培训。仿HS-2000的DCS画面和键盘与糠醛白土精制联合装置所使用的HS2000系统完全一致，较真实地再现了该装置的冷态开车、正常运行、正常停车及紧急停车等生产过程。操作人员可随时进行操作演练及各种事故状态的处理，全面提高了操作人员的操作技能。 糠醛白土车间的操作工人和技术人员在停产期间进行了仿真培训。工人们普遍反映仿真的逼真度高、连续性好，可操作性强，特别是开工、停工过程，有的班在实际开工或停工中没有当班，对这一过程的操作处于盲区，通过仿真培训，掌握了开、停工的操作技能。还有几个大学毕业生，虽然具有一定的理论基础，但没有实际操作经验，一直不能顶岗。仿真培训后，两个人的操作水平有了显著的提高，在岗位技能鉴定考试中，全部通过，能够独立上岗。 公司第二届技术大比武，几套装置的实际操作部分都在仿真系统上进行，充分保证了技术大比武成绩的公正性和真实性。 6、中国石油于中国石化两大集团联合从2000年开始每两年举办一届“全国石油石化行业职业技能竞赛”，该项活动至今已经连续举办了三届，其宗旨是为了推动各石化企业重视技能人才的培养。每届竞赛选拔出1015名优胜的获奖者，分别授予“集团公司技术能手”称号，并直接升级为技师或高级技师。在三届竞赛中都选用了“仿真系统”作为竞赛手段之一，选手的仿真系统操作成绩占竞赛总成绩的40%。该项活动也积极地推动了各石化企