仿真系统在石油化工企业培训中的应用

摘 要： 随着现代化教学手段的发展，计算机仿真培训已成为进行石油化工企业操作人员技能培训的较好手段。本文根据石油化工仿真培训的目的，介绍石油化工仿真培训系统、建立该系统的意义，以及仿真技术的应用实例，并展望仿真技术在石化企业培训中的应用。

关键词： 仿真系统 仿真培训 应用

一、概述

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越来越大，要求越来越高。这就要求我们想尽办法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生产规模不断扩大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，然而，企业管理水平不断提高和企业生产效益不断挖潜更要求一线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，现在，我国大部分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仿真系统，并在应用中取得非常好的效果，对企业操作人员的技能提升和技能考核起到非常好的作用，为企业良好运行和下一步发展创造良好的人力基础。

二、石油化工仿真系统简介

石油化工仿真培训系统是建立在石油化工工艺与控制、计算机技术、控制工程和系统工程等学科基础上的综合性实用技术，也是一门建立在相似理论、控制理论、工程技术和计算技术上的综合性和试验性科学技术。以现有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、控制系统及生产操作的条件下，借助软件开发平台，开发出石油化工各种过程动态模型，并设计出计算机易于实现而在传统教学与实践中无法实现的各种培训功能。它由计算机创造出与现实化工生产操作十分相似的环境，从而让从事石油化工生产过程操作的各类人员进行操作与试验，达到提高操作工人与技术人员的技术素质、实际操作经验、处理各种随时可能出现的问题的目的。

三、建立石油化工仿真培训系统的意义

石化仿真培训系统可让受训人员进行装置全流程操作培训，在真实装置上，一套装置往往分2至3个工段，每个工段又分若干岗位，岗位职工只精通本岗操作，对其他岗位的操作只是比较熟悉或了解。要培养全流程系统操作工，不仅时间长，而且难度较大。在仿真培训系统上，将装置模型集于一体，可对装置的开车、停车操作进行训练，对本装置或同类型装置上发生过的事故（大多数软件可假设）进行模拟处理。因此，可在较短时间内培养出有一定操作技术的系统操作工。

用石化仿真培训系统培训操作人员既安全又经济。石化产品易燃易爆，其生产装置较易发生火灾或爆炸事故（在装置开停车过程中，事故发生率高于正常运行过程中），而且装置生产规模大，原辅材料耗量大，许多装置的关键设备造价高，催化剂价格昂贵。因此，在真实装置上，不可能也不允许反复开停车和返复事故演习。装置一旦开车失败或发生事故，经济损失少则几十万元人民币，多则几百万甚至上千万元人民币。在石化仿真系统上操作，安全系数很大，在绝大多数情况下，不会发生着火或爆炸事故，较糟的情况不过是模型停止运行（由于操作不当导致某个参数超过其计算边界值会导致模型停运），关闭后重新启动即可。

石化仿真培训系统除了可以用来进行操作培训外，还可以用于装置工程师对装置的不同开停车方案、生产控制方案优化及节能降耗等基础性研究。还可用于解决限制装置提高生产负荷的“瓶颈”问题。

四、石油化工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根据本企业员工的特点，结合生产实际，建立员工培训与技能考核体系和仿真系统应用模式。

（一）中国石化上海某大型石化企业从1996年开始着手仿真系统建设，先后建立“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。

1.在装置运行期间实行5班3倒制的情况下，利用副班休息时间安排进行仿真培训，充分实现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常见事故的分析与处理操作训练和生产调整训练。

2.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。

3.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，一边进行仿真培训的方式。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，二者交替进行。

4.仿真系统不仅在工人的技能培训中发挥重大作用，还在企业的操作人员技能考核中扮演非常关键的角色。操作工人的技能考核（技能等级鉴定）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。

（二）中石化浙江某石化企业从1998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每套装置开车一次成功，为装置的安、稳、长、满、优生产发挥重要作用。

1.培训计划。每年9至12月，由公司人教处和职工学校有关培训教师一起，下生产厂做培训需求调研，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。仿真培训教材和师资由职工学校提供。

3.仿真系统的应用。（1）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。培训时间约为两个月，确保每人在仿真装置上经过5至6次的训练，并保证仿真考试合格。在此基础上，把班长、主操集中起来，进行为期一个月左右的强化训练，培训主要内容为开车、停车和事故处理。（2）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。（3）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。（4）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。培训采用业余时间仿真基地接受训练。（5）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。（6）技能竞赛，公司每两年举办技能竞赛，而技能竞赛的实际操作采用仿真操作代替。根据仿真的成绩，折算成实际操作得分。

五、仿真培训的应用展望

（一）仿真培训从最初的航空工业发展到如今的多种行业，有其独特优势。在石油化工生产及其他化工生产行业的应用前景是广阔的。

（二）仿真培训教学质量的提高，一方面取决于仿真软件的高质量，另一方面取决于仿真培训教师的教学水平。仿真软件应针对具体装置开发，针对各过程建立的数学模型要机理型、高精度。仿真培训教师既要懂理论，又要会实际操作，还要不断学习计算机知识。这样的教师在学校中不易培养出来，只有厂校结合，才能在实践中培养出来。

（三）石化仿真操作培训系统既能用来培训各类人员，又能用于生产、控制的优化研究。

（四）石化仿真操作培训系统应该加强安全教育内容，面向3D化、场景化、网络化发展。