基于web的煤化工仿真培訓(xùn)平臺的構(gòu)建與應(yīng)用

劉佳男 左玉幫（大唐國際化工技術(shù)研究院有限公司，北京 100070）

基于web的煤化工仿真培訓(xùn)平臺的構(gòu)建與應(yīng)用

劉佳男 左玉幫（大唐國際化工技術(shù)研究院有限公司，北京 100070）

針對大唐能源化工公司下屬煤化工項目新員工經(jīng)驗不足，培訓(xùn)需求大的特點，大唐化工研究院創(chuàng)新開發(fā)了一套基于web的煤化工仿真培訓(xùn)平臺，并成功應(yīng)用在多個煤化工項目上，取得了積極效果。本文介紹了平臺整體架構(gòu)，并詳細(xì)描述了平臺的各個功能模塊的作用，最后給出了仿真培訓(xùn)平臺在大唐多個大型煤化工項目上的應(yīng)用實例。

培訓(xùn)平臺；仿真技術(shù)；煤化工；企業(yè)培訓(xùn)

化工生產(chǎn)具有易燃、易爆、易中毒、高溫、高壓、易腐蝕等特點，與其他行業(yè)相比，化工生產(chǎn)潛在的不安全因素更多，危險性更大，化工企業(yè)安全培訓(xùn)意義重大。近20年來，化工仿真技術(shù)飛速發(fā)展，大部分石化企業(yè)都將仿真培訓(xùn)應(yīng)用于員工培訓(xùn)中，實踐證明，仿真培訓(xùn)能夠使員工盡快掌握崗位技能、提高員工的操作能力和應(yīng)對突發(fā)事故的能力，提高石化企業(yè)安全培訓(xùn)水平［1，2］。

現(xiàn)代煤化工行業(yè)近年來飛速發(fā)展，大型煤化工項目數(shù)量增多。相對于傳統(tǒng)石油化工行業(yè)，在煤化工行業(yè)應(yīng)用仿真技術(shù)，尤其是建立集團化的網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)平臺更有意義。第一，煤化工項目工藝流程復(fù)雜，并且每個項目工藝有特殊性，在投產(chǎn)前缺乏現(xiàn)場實訓(xùn)條件；第二，煤化工項目地理位置偏僻，不利于項目之間互相學(xué)習(xí)交流；第三，煤化工項目新員工比例高，培訓(xùn)需求更大。仿真培訓(xùn)平臺的建立，能夠幫助大型煤化工項目節(jié)約培訓(xùn)成本，提升培訓(xùn)水平，助力企業(yè)實現(xiàn)“安穩(wěn)長滿優(yōu)”運行［3，4］。

隨著化工企業(yè)對仿真培訓(xùn)的需求日益增長，傳統(tǒng)的仿真培訓(xùn)不夠靈活的特點使得其應(yīng)用具有局限性，部分石化企業(yè)開始將仿真培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)化探索。例如，金陵石化成功開發(fā)出在線網(wǎng)絡(luò)考試平臺，使得員工在車間就可以上網(wǎng)進行學(xué)習(xí)和考試，并便于組織網(wǎng)絡(luò)調(diào)考，成功講傳統(tǒng)仿真培訓(xùn)與網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)相結(jié)合，大大提高了培訓(xùn)效率［5-9］。

1 平臺設(shè)計思路與模塊設(shè)置

1.1 平臺設(shè)計思路

大唐能源化工公司已建成多個大型煤化工項目，其中三個項目配備了仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，幫助項目公司提高了培訓(xùn)水平，但是仍存在資源分散不能共享、管理集中程度低的問題。大唐國際化工技術(shù)研究院有限公司（以下簡稱“大唐化工研究院”）利用多年開發(fā)仿真軟件的經(jīng)驗，開發(fā)出一套網(wǎng)絡(luò)化的仿真培訓(xùn)平臺，成功解決了以上問題。

為將仿真培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)幾個大型煤化工項目之間培訓(xùn)資源共享，大唐化工研究院設(shè)計了一種新的平臺部署模式，具體如圖1所示。

圖1 平臺整體架構(gòu)圖

平臺主要培訓(xùn)模式有兩種，第一種為集中培訓(xùn)模式，總服務(wù)器對現(xiàn)場服務(wù)器進行授權(quán)和管理，在項目公司現(xiàn)場仿真教室進行集中培訓(xùn)；第二種為網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)模式，學(xué)員也可以利用總服務(wù)器下發(fā)的平臺賬號，直接登錄總服務(wù)器進行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。靈活的學(xué)習(xí)模式，可以擴大仿真培訓(xùn)的應(yīng)用范圍。

總服務(wù)器設(shè)在大唐化工研究院，包含平臺管理軟件和仿真軟件單元包?？偡?wù)器上可以對軟件程序進行升級和更新，通過總服務(wù)器與項目公司現(xiàn)場服務(wù)器之間定期數(shù)據(jù)傳輸，將軟件包更新到現(xiàn)場服務(wù)器上；總服務(wù)器可以對現(xiàn)場服務(wù)器進行授權(quán)。各項目公司仿真教室內(nèi)分別設(shè)有一個現(xiàn)場服務(wù)器?，F(xiàn)場服務(wù)器上存有軟件程序和單元包，當(dāng)自動連接到總服務(wù)器的時候，會自動下載和更新單元包和授權(quán)，并且存儲在現(xiàn)場服務(wù)器上，然后與現(xiàn)場教師站進行連接更新。此外，現(xiàn)場服務(wù)器還負(fù)責(zé)將各教師站上統(tǒng)計數(shù)據(jù)收集并上傳至總服務(wù)器。

教師站開啟后用登錄到現(xiàn)場服務(wù)器，自動下載軟件單元包的內(nèi)容，以及單元并發(fā)送給學(xué)員站。

1.2 平臺功能模塊設(shè)置

結(jié)合大唐煤化工企業(yè)實際需求，平臺的功能模塊如圖2所示。

平臺功能主要有網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)、現(xiàn)場實訓(xùn)和系統(tǒng)管理三部分，其中網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)模塊又分為課程管理、培訓(xùn)管理、考試管理和公告答疑幾個子模塊。

課程管理模塊對平臺所有仿真課程進行創(chuàng)建。仿真課程采用上傳壓縮包的方式實現(xiàn)仿真課程的創(chuàng)建；課程類型按照通用仿真課程和定制仿真課程進行分類管理實現(xiàn)仿真軟件的分頁顯示，編輯，刪除，搜索等功能。

培訓(xùn)管理模塊中，培訓(xùn)管理員可根據(jù)培訓(xùn)的需要設(shè)置長期或短期培訓(xùn)班，可安排培訓(xùn)時間、課程和學(xué)員；培訓(xùn)班的內(nèi)容包括：培訓(xùn)班命名、分類、有效培訓(xùn)時間、培訓(xùn)說明、培訓(xùn)學(xué)員、仿真課程、說明其他培訓(xùn)信息等；實現(xiàn)在線培訓(xùn)班的分頁顯示，編輯，刪除，按照分類檢索現(xiàn)有培訓(xùn)班等功能；本模塊還可以對平臺所有在線培訓(xùn)的仿真培訓(xùn)班的培訓(xùn)記錄進行管理，可以查看每個培訓(xùn)班的詳細(xì)培訓(xùn)記錄并導(dǎo)出Excel。

圖2 平臺功能模塊圖

考試管理模塊中，培訓(xùn)管理員可以通過上傳教師站導(dǎo)出的考試策略文件創(chuàng)建考試試卷；對考試試卷進行管理，實現(xiàn)試卷的分頁顯示，編輯，刪除，搜索等功能；仿真試卷依賴于教師站創(chuàng)建的考試策略，因此，創(chuàng)建考試試卷前，必須先安裝教師站，并在教師站上生成考試策略，并導(dǎo)出成XML文件；對創(chuàng)建的所有考試管理，實現(xiàn)考試的分頁顯示，編輯，刪除，搜索等功能；考試成績列表列出當(dāng)前用戶管理的所有考試，并且每個考試給出“查看成績”的連接，進入查看考試成績頁面；查看考試成績頁面，管理員可以查看所有考試人員的考試得分及考試結(jié)果。

公告答疑模塊中，培訓(xùn)管理人員可在線發(fā)布公告，可選擇公告的接受者，有針對性的發(fā)布公告，并可以對公告進行編輯、刪除等操作。

現(xiàn)場實訓(xùn)模塊中，培訓(xùn)管理員可以創(chuàng)建遠(yuǎn)程基地現(xiàn)場實訓(xùn)班，可安排培訓(xùn)時間、課程；對平臺所有遠(yuǎn)程基地現(xiàn)場實訓(xùn)班進行課程授權(quán)管理，實現(xiàn)實訓(xùn)班的分頁顯示，編輯，刪除，搜索等功能；還可以對平臺所有遠(yuǎn)程基地現(xiàn)場實訓(xùn)班的培訓(xùn)記錄進行管理，可以查看每個培訓(xùn)班的詳細(xì)培訓(xùn)記錄并導(dǎo)出Excel。

系統(tǒng)管理模塊中，用戶可以對部門信息進行添加、編輯、刪除等維護；可以按部門管理賬號，可進行添加、編輯、刪除、查詢。為了方便一次性添加所有賬號，平臺提供批量導(dǎo)入功能。

2 平臺應(yīng)用實例

大唐化工研究院從2011年起將仿真培訓(xùn)平臺應(yīng)用于大唐能源化工公司下屬三個大型煤化工項目上，截止2015年底已累計為項目公司提供仿真培訓(xùn)4萬余人次，實踐應(yīng)用表明，在大型煤化工企業(yè)應(yīng)用仿真培訓(xùn)平臺能夠取得以下成果。

2.1 仿真培訓(xùn)平臺能夠大幅降低企業(yè)培訓(xùn)成本

以大唐能源化工公司下屬某大型煤化工項目為例，該項目從2008年開始招收大學(xué)畢業(yè)生，平均每年招學(xué)生約210人，根據(jù)項目進展情況，安排這些學(xué)生分別赴工藝相近的化工廠開展實習(xí)，為保證學(xué)習(xí)效果，新進廠學(xué)生實習(xí)時間為1年。從2011年仿真軟件投入使用后，將實習(xí)時間減少到6個月，節(jié)省了培訓(xùn)費用。從2013年開始，采用了現(xiàn)場仿真培訓(xùn)與網(wǎng)絡(luò)仿真培訓(xùn)相結(jié)合的模式，在保證同樣學(xué)習(xí)效果的前提下，進一步縮短了培訓(xùn)時間，節(jié)約了培訓(xùn)經(jīng)費。培訓(xùn)總費用見表1。

表1 培訓(xùn)費用對比

根據(jù)表中顯示，原計劃傳統(tǒng)外出培訓(xùn)時間為12，每年需要總費用1764萬元。與仿真結(jié)合后，可將外出培訓(xùn)壓縮在6個月內(nèi)，減少培訓(xùn)費用882萬元。而將仿真培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)化后，培訓(xùn)費用進一步降低441萬元。

2.2 仿真培訓(xùn)平臺大大提高了員工的預(yù)防和處理事故的能力

實踐表明，在仿真培訓(xùn)平臺上進行針對性操作訓(xùn)練，可以使操作工人在數(shù)周之內(nèi)取得現(xiàn)場二至五年才能取得的經(jīng)驗。同時縮短裝置開車時間，提高開車成功率。提高對事故的預(yù)判及處理能力。通過仿真培訓(xùn)，大大提高了操作與控制水平，降低操作人員的勞動強度，從而保證裝置安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運行，間接產(chǎn)生巨大效益。每減少一次事故或停車所造成的損失都是企業(yè)的經(jīng)濟效益體現(xiàn)。

2.3 仿真培訓(xùn)平臺提高員工的學(xué)習(xí)熱情，增強學(xué)員的主人翁責(zé)任感

本仿真培訓(xùn)平臺集工藝、自控與計算機技術(shù)于一體，置身仿真室，猶如置身于裝置中的控制現(xiàn)場，大大激發(fā)了學(xué)員的求知欲望和學(xué)習(xí)熱情。

2.4 開放仿真培訓(xùn)平臺，加強對外聯(lián)系與技術(shù)交流

培訓(xùn)平臺除為本企業(yè)的生產(chǎn)與科研服務(wù)之外，還可對國內(nèi)石化行業(yè)進行開放，接待外單位人員進行仿真培訓(xùn)，從而加強了與國內(nèi)同行們的技術(shù)交流，促進相互了解與共同發(fā)展，為中石化企業(yè)和社會做出更大的貢獻。

3 結(jié)語

大唐化工研究院創(chuàng)新性地將仿真技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化，并與現(xiàn)場培訓(xùn)相結(jié)合，構(gòu)建了基于web的化工仿真培訓(xùn)平臺，成功的幫助了多個大型煤化工項目進行員工技能培訓(xùn)，改善了員工的操作技能、安全意識以及應(yīng)對復(fù)雜情況的能力，提高了項目的安全水平和全員素質(zhì)，節(jié)約了培訓(xùn)成本并幫助項目更加穩(wěn)定的生產(chǎn)，創(chuàng)造了經(jīng)濟價值。平臺的成功應(yīng)用，為其他煤化工項目提供了很好的經(jīng)驗和借鑒價值。

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劉佳男（1981-），男，漢族，遼寧大連人，碩士，中級職稱，主要從事煤化工企業(yè)仿真軟件開發(fā)與培訓(xùn)工作。