隨著科技的進步，化工生產(chǎn)逐步向集中化、復(fù)雜化、連續(xù)化發(fā)展，化工生產(chǎn)過程中的自動化程度越來越高，隨之對化工生產(chǎn)過程中的操作人員素質(zhì)的要求也越來越高，特別是對于那些高危化工生產(chǎn)過程的企業(yè)來講，高素質(zhì)的操作人員對于安全生產(chǎn)顯得尤為重要。以往對操作人員的培訓(xùn)主要通過師傅帶徒弟或是現(xiàn)場講解，這種培訓(xùn)方式不可避免的存在許多缺點：
① 學(xué)員的培訓(xùn)時間得不到充分的保證，培訓(xùn)效果有限；
② 培訓(xùn)過程中無法主動制造事故，使學(xué)員缺乏排除故障的練習(xí)機會，處理緊急情況的能力有限；
③ 往往采取統(tǒng)一的方式來進行培訓(xùn)，不能根據(jù)不同學(xué)員的不同情況來培訓(xùn)，針對性較差；
④ 無法對學(xué)員的學(xué)習(xí)效果進行合理的評價。
而隨著計算機和仿真技術(shù)的飛速發(fā)展，化工仿真培訓(xùn)方式在化工企業(yè)里得到了極大應(yīng)用。80 年代初，西方國家如美國、英國、德國、法國、加拿大、日本等國的大型石油化工企業(yè)相繼采用計算機仿真培訓(xùn)系統(tǒng)訓(xùn)練操作工人，效果十分突出。大量統(tǒng)計結(jié)果表明，仿真培訓(xùn)可以使工人在數(shù)周之內(nèi)取得現(xiàn)場 2-5 年的經(jīng)驗。這種仿真培訓(xùn)裝置能逼真地模擬工廠開車、停車、正常運行各種事故狀態(tài)的現(xiàn)象。無需投資，沒有危險性，能節(jié)省培訓(xùn)費用，大大縮短培訓(xùn)時間。美國稱這種仿真培訓(xùn)系統(tǒng)是提高工人技術(shù)素質(zhì)，確保其在世界取得生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)先地位的“秘密武器”和“尖端武器”，并且有許多企業(yè)已將仿真培訓(xùn)列為考核操作工人取得上崗資格的必要手段。
我國于 1985 年開始引進了美國Audy和Sim Con公司的培訓(xùn)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，1987年北京化工大學(xué)與燕山石化公司合作研制成功我國第一套通用型石油化工仿真培訓(xùn)系統(tǒng)并應(yīng)用成功，這套系統(tǒng)的推廣應(yīng)用為我國化工領(lǐng)域的培訓(xùn)方式帶來了革命性的變化。自此，我國的化工仿真技術(shù)開始了較多的應(yīng)用和發(fā)展，從單元設(shè)備的仿真到工段級的仿真，發(fā)展到全流程的仿真，現(xiàn)在的化工仿真開始向人工智能化的方向發(fā)展，對工藝過程中由于操作和其他原因?qū)е碌漠惓，F(xiàn)象進行提示報警，以更好的幫助學(xué)員進行培訓(xùn)。這種智能化的仿真器應(yīng)該是今后新型培訓(xùn)系統(tǒng)的一種發(fā)展發(fā)向。
仿真技術(shù)在我國化工領(lǐng)域的應(yīng)用相對來說還是比較早的，但以往的化工仿真訓(xùn)練系統(tǒng)往往是以硬件為主的仿真模擬器和半實物仿真系統(tǒng)，其成本較高且不易維護，缺乏可重用性和可擴展性。以往的操作界面也都是二維圖形界面，使用起來缺乏現(xiàn)場的逼真度和真實感，另外，針對化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象也無法逼真的表現(xiàn)。因此，近幾年來化工仿真開始向三維可視化方向發(fā)展并取得一定的成果。
從技術(shù)上來說，近些年來人們一直在致力于研究面向?qū)ο蟮姆抡娼＜夹g(shù)，它在理論上突破了傳統(tǒng)的仿真方法的概念，根據(jù)組成系統(tǒng)的對象及其相互作用關(guān)系構(gòu)造仿真模型，且仿真模型的對象表示實際系統(tǒng)中相應(yīng)的實體，從而拉近了模型與實際系統(tǒng)之間的距離，使建模仿真的思想與人們認識客觀世界的自然思維方式一致。因而增強了仿真模型的直觀性，并且有內(nèi)在的可擴充性和可重復(fù)性，為仿真大型系統(tǒng)提供了極為方便的手段。但是，面向?qū)ο蠓抡娴难芯可刑幱诎l(fā)展階段，目前的研究大多集中在利用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言實現(xiàn)系統(tǒng)的仿真等應(yīng)用方面，而面向?qū)ο蠓抡娴膶崿F(xiàn)機理和仿真邏輯等理論還需進一步研究。
而將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和面向?qū)ο蟮姆抡娣椒ㄏ嘟Y(jié)合的仿真系統(tǒng)結(jié)合了兩者的優(yōu)勢，既提供了逼真的現(xiàn)場感，又使系統(tǒng)更接近于真實的系統(tǒng)，可以說這樣的仿真系統(tǒng)在化工仿真中有很大的發(fā)展空間，而目前在國內(nèi)還未見有此類仿真系統(tǒng)在大型化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，所以本文以某大型高危化學(xué)品生產(chǎn)工藝為基礎(chǔ)建立了一套基于 C/S 的三維視景仿真系統(tǒng)，為該項技術(shù)在化工領(lǐng)域的進一步推廣進行了有力的探索，具有一定的參考價值。
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