仿真技術(shù)與化工職業(yè)培訓(xùn)及技能鑒定

1、- 1 -仿真技術(shù)與化工職業(yè)培訓(xùn)及技能鑒定仿真技術(shù)與化工職業(yè)培訓(xùn)及技能鑒定 - 2 -仿真技術(shù)與化工職業(yè)教育仿真技術(shù)與化工職業(yè)教育 仿真系統(tǒng)的概念與發(fā)展歷史仿真系統(tǒng)的概念與發(fā)展歷史 go 仿真系統(tǒng)的常見結(jié)構(gòu)仿真系統(tǒng)的常見結(jié)構(gòu) go 化工仿真系統(tǒng)在培訓(xùn)及技能鑒定中的應(yīng)用化工仿真系統(tǒng)在培訓(xùn)及技能鑒定中的應(yīng)用 go 企業(yè)仿真培訓(xùn)基地建設(shè)的典型實(shí)例企業(yè)仿真培訓(xùn)基地建設(shè)的典型實(shí)例 go 未來(lái)化工仿真系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)化工仿真系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) go 國(guó)家及工業(yè)企業(yè)對(duì)技能大賽的關(guān)注國(guó)家及工業(yè)企業(yè)對(duì)技能大賽的關(guān)注 go- 3 -仿真技術(shù)基本概念仿真技術(shù)仿真技術(shù) 實(shí)際系統(tǒng)實(shí)際系統(tǒng)或假想系統(tǒng)或假想系統(tǒng) 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)

2、模型 仿真系統(tǒng)仿真系統(tǒng)建模建模軟件化（仿真）軟件化（仿真）基本概念：基本概念： （1） 系統(tǒng)：具有完整功能，內(nèi)涵系統(tǒng)：具有完整功能，內(nèi)涵 明確、邊界清晰明確、邊界清晰 過(guò)程系統(tǒng)：連續(xù)性系統(tǒng)（對(duì)應(yīng)離散系統(tǒng)而言）過(guò)程系統(tǒng)：連續(xù)性系統(tǒng)（對(duì)應(yīng)離散系統(tǒng)而言） （2）數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)表達(dá)式的集合）數(shù)學(xué)模型：數(shù)學(xué)表達(dá)式的集合 （3）仿真系統(tǒng)：實(shí)物仿真）仿真系統(tǒng)：實(shí)物仿真(物理物理)、半實(shí)物數(shù)字仿真、數(shù)學(xué)仿真（軟件為核心）、半實(shí)物數(shù)字仿真、數(shù)學(xué)仿真（軟件為核心） （4）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、編程：數(shù)學(xué)模型、人機(jī)界面、軟件管理）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、編程：數(shù)學(xué)模型、人機(jī)界面、軟件管理 （5）建模）建模:：建立描述某系統(tǒng)的完整教學(xué)

3、模型：建立描述某系統(tǒng)的完整教學(xué)模型 目的不同目的不同 數(shù)學(xué)模型不同數(shù)學(xué)模型不同 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 演繹成可求解的程度（仿真模型）演繹成可求解的程度（仿真模型） （6）軟件化（仿真）：需求分析）軟件化（仿真）：需求分析 系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析 （軟件）設(shè)計(jì)（軟件）設(shè)計(jì) 編程編程 調(diào)試與測(cè)試調(diào)試與測(cè)試- 4 -使用項(xiàng)目模型將特定于某一具體層次的不確定性轉(zhuǎn)化為它們對(duì)目標(biāo)的使用項(xiàng)目模型將特定于某一具體層次的不確定性轉(zhuǎn)化為它們對(duì)目標(biāo)的影響，該影響是在項(xiàng)目整體的層次上表示的。項(xiàng)目仿真利用計(jì)算機(jī)模影響，該影響是在項(xiàng)目整體的層次上表示的。項(xiàng)目仿真利用計(jì)算機(jī)模型和某一具體層次的風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)，一般采用型和某一具體層次的風(fēng)險(xiǎn)

4、估計(jì)，一般采用蒙特卡洛法蒙特卡洛法進(jìn)行仿真。進(jìn)行仿真。 利用模型復(fù)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過(guò)程，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型的利用模型復(fù)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過(guò)程，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)，又稱模擬。這里所指的模型包括實(shí)驗(yàn)來(lái)研究存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)，又稱模擬。這里所指的模型包括物理的和數(shù)學(xué)的，靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的，連續(xù)的和離散的各種模型。所指物理的和數(shù)學(xué)的，靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的，連續(xù)的和離散的各種模型。所指的系統(tǒng)也很廣泛的系統(tǒng)也很廣泛, ,包括電氣、機(jī)械、化工、水力、熱力等系統(tǒng)包括電氣、機(jī)械、化工、水力、熱力等系統(tǒng), ,也包括也包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、管理等系統(tǒng)。當(dāng)所研究的系統(tǒng)造價(jià)昂貴、實(shí)驗(yàn)的社會(huì)

5、、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、管理等系統(tǒng)。當(dāng)所研究的系統(tǒng)造價(jià)昂貴、實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性大或需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能了解系統(tǒng)參數(shù)變化所引起的后果時(shí)，危險(xiǎn)性大或需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能了解系統(tǒng)參數(shù)變化所引起的后果時(shí)，仿真是一種特別有效的研究手段。仿真的重要工具是計(jì)算機(jī)。仿真與仿真是一種特別有效的研究手段。仿真的重要工具是計(jì)算機(jī)。仿真與數(shù)值計(jì)算、求解方法的區(qū)別在于它首先是一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。仿真過(guò)程包數(shù)值計(jì)算、求解方法的區(qū)別在于它首先是一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。仿真過(guò)程包括建立仿真模型和進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)兩個(gè)主要步驟。括建立仿真模型和進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)兩個(gè)主要步驟。 - 5 -簡(jiǎn)史簡(jiǎn)史2020世紀(jì)初仿真技術(shù)已得到應(yīng)用。例如在實(shí)驗(yàn)室中建立水利模型，世紀(jì)初仿真技術(shù)已得

6、到應(yīng)用。例如在實(shí)驗(yàn)室中建立水利模型，進(jìn)行水利學(xué)方面的研究。進(jìn)行水利學(xué)方面的研究。40405050年代航空、航天和原子能技術(shù)的發(fā)展年代航空、航天和原子能技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了仿真技術(shù)的進(jìn)步。推動(dòng)了仿真技術(shù)的進(jìn)步。6060年代計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，為仿真技術(shù)年代計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，為仿真技術(shù)提供了先進(jìn)的工具，加速了仿真技術(shù)的發(fā)展。提供了先進(jìn)的工具，加速了仿真技術(shù)的發(fā)展。 利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)的仿真研究不僅方便、靈活，而且也是利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)的仿真研究不僅方便、靈活，而且也是經(jīng)濟(jì)的。因此計(jì)算機(jī)仿真在仿真技術(shù)中占有重要地位。經(jīng)濟(jì)的。因此計(jì)算機(jī)仿真在仿真技術(shù)中占有重要地位。5050年代初，連年代初，

7、連續(xù)系統(tǒng)的仿真研究絕大多數(shù)是在模擬計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的。續(xù)系統(tǒng)的仿真研究絕大多數(shù)是在模擬計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的。5050年代中，人年代中，人們開始利用數(shù)字計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字仿真。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)遂向模擬計(jì)算們開始利用數(shù)字計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字仿真。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)遂向模擬計(jì)算機(jī)仿真和數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真兩個(gè)方向發(fā)展。在模擬計(jì)算機(jī)仿真中增加邏機(jī)仿真和數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真兩個(gè)方向發(fā)展。在模擬計(jì)算機(jī)仿真中增加邏輯控制和模擬存儲(chǔ)功能之后，又出現(xiàn)了混合模擬計(jì)算機(jī)仿真，以及把輯控制和模擬存儲(chǔ)功能之后，又出現(xiàn)了混合模擬計(jì)算機(jī)仿真，以及把混合模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)聯(lián)合在一起的混合計(jì)算機(jī)仿真。在發(fā)展混合模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)聯(lián)合在一起的混合計(jì)算機(jī)仿真。

8、在發(fā)展仿真技術(shù)的過(guò)程中已研制出大量仿真程序包和仿真語(yǔ)言。仿真技術(shù)的過(guò)程中已研制出大量仿真程序包和仿真語(yǔ)言。7070年代后期，年代后期，還研制成功專用的全數(shù)字并行仿真計(jì)算機(jī)還研制成功專用的全數(shù)字并行仿真計(jì)算機(jī)- 6 - 分類分類 仿真可以按不同原則分類：仿真可以按不同原則分類：按所用模型的類型（物按所用模型的類型（物理模型、數(shù)學(xué)模型、物理數(shù)學(xué)模型）分為物理仿真、計(jì)理模型、數(shù)學(xué)模型、物理數(shù)學(xué)模型）分為物理仿真、計(jì)算機(jī)仿真（數(shù)學(xué)仿真）、半實(shí)物仿真；算機(jī)仿真（數(shù)學(xué)仿真）、半實(shí)物仿真；按所用計(jì)算機(jī)的按所用計(jì)算機(jī)的類型（模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字計(jì)算機(jī)、混合計(jì)算機(jī)）分為模擬類型（模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字計(jì)算機(jī)、混合計(jì)算機(jī)）

9、分為模擬仿真、數(shù)字仿真和混合仿真；仿真、數(shù)字仿真和混合仿真；按仿真對(duì)象中的信號(hào)流按仿真對(duì)象中的信號(hào)流（連續(xù)的、離散的）分為連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散系統(tǒng)仿真；（連續(xù)的、離散的）分為連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散系統(tǒng)仿真；按仿真時(shí)間與實(shí)際時(shí)間的比例關(guān)系分為實(shí)時(shí)仿真（仿真按仿真時(shí)間與實(shí)際時(shí)間的比例關(guān)系分為實(shí)時(shí)仿真（仿真時(shí)間標(biāo)尺等于自然時(shí)間標(biāo)尺）、超實(shí)時(shí)仿真（仿真時(shí)間標(biāo)時(shí)間標(biāo)尺等于自然時(shí)間標(biāo)尺）、超實(shí)時(shí)仿真（仿真時(shí)間標(biāo)尺小于自然時(shí)間標(biāo)尺）和亞實(shí)時(shí)仿真（仿真時(shí)間標(biāo)尺大于尺小于自然時(shí)間標(biāo)尺）和亞實(shí)時(shí)仿真（仿真時(shí)間標(biāo)尺大于自然時(shí)間標(biāo)尺）；自然時(shí)間標(biāo)尺）；按對(duì)象的性質(zhì)分為宇宙飛船仿真、化按對(duì)象的性質(zhì)分為宇宙飛船仿真、化工系統(tǒng)仿

10、真、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)仿真等。工系統(tǒng)仿真、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)仿真等。 - 7 - 仿真實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)可觀察系統(tǒng)模型各變量變化的全過(guò)程。為了通過(guò)實(shí)驗(yàn)可觀察系統(tǒng)模型各變量變化的全過(guò)程。為了尋求系統(tǒng)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，常常要在仿真模型上進(jìn)行多尋求系統(tǒng)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，常常要在仿真模型上進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。下圖為某工程系統(tǒng)仿真的流程圖。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)次實(shí)驗(yàn)。下圖為某工程系統(tǒng)仿真的流程圖。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，人們大多利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樾薷摹㈦A段，人們大多利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樾薷?、變換模型比較方便和經(jīng)濟(jì)。在部件研制階段，可用已研制變換模型比較方便和經(jīng)濟(jì)。在部件研制階段，可用已研制的實(shí)際部件或子系統(tǒng)去代替

11、部分計(jì)算機(jī)仿真模型進(jìn)行半實(shí)的實(shí)際部件或子系統(tǒng)去代替部分計(jì)算機(jī)仿真模型進(jìn)行半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)，以提高仿真實(shí)驗(yàn)的可信度。在系統(tǒng)研制階段，物仿真實(shí)驗(yàn)，以提高仿真實(shí)驗(yàn)的可信度。在系統(tǒng)研制階段，大多進(jìn)行半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)，以修改各部件或子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大多進(jìn)行半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)，以修改各部件或子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。在個(gè)別情況下，可進(jìn)行全物理的仿真實(shí)驗(yàn)，這時(shí)和參數(shù)。在個(gè)別情況下，可進(jìn)行全物理的仿真實(shí)驗(yàn)，這時(shí)計(jì)算機(jī)仿真模型全部被物理模型或?qū)嵨锼?。全物理仿?jì)算機(jī)仿真模型全部被物理模型或?qū)嵨锼?。全物理仿真具有更高的可信度，但價(jià)格昂貴。真具有更高的可信度，但價(jià)格昂貴。( (上海仿真工廠）上海仿真工廠） - 8 -仿真工具仿

12、真工具主要指的是仿真硬件和仿真軟件。仿真硬件中最主要的是計(jì)算機(jī)。用于主要指的是仿真硬件和仿真軟件。仿真硬件中最主要的是計(jì)算機(jī)。用于仿真的計(jì)算機(jī)有三種類型：模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字計(jì)算機(jī)和混合計(jì)算機(jī)。數(shù)字計(jì)仿真的計(jì)算機(jī)有三種類型：模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字計(jì)算機(jī)和混合計(jì)算機(jī)。數(shù)字計(jì)算機(jī)還可分為通用數(shù)字計(jì)算機(jī)和專用的數(shù)字計(jì)算機(jī)。模擬計(jì)算機(jī)主要用于連算機(jī)還可分為通用數(shù)字計(jì)算機(jī)和專用的數(shù)字計(jì)算機(jī)。模擬計(jì)算機(jī)主要用于連續(xù)系統(tǒng)的仿真，稱為模擬仿真。在進(jìn)行模擬仿真時(shí)，依據(jù)仿真模型續(xù)系統(tǒng)的仿真，稱為模擬仿真。在進(jìn)行模擬仿真時(shí)，依據(jù)仿真模型( (在這里是在這里是排題圖排題圖) )將各運(yùn)算放大器按要求連接起來(lái)，并調(diào)整有關(guān)的系數(shù)器。

13、改變運(yùn)算放將各運(yùn)算放大器按要求連接起來(lái)，并調(diào)整有關(guān)的系數(shù)器。改變運(yùn)算放大器的連接形式和各系數(shù)的調(diào)定值，就可修改模型。仿真結(jié)果可連續(xù)輸出。大器的連接形式和各系數(shù)的調(diào)定值，就可修改模型。仿真結(jié)果可連續(xù)輸出。因此，模擬計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互性好，適合于實(shí)時(shí)仿真。改變時(shí)間比例尺還可因此，模擬計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互性好，適合于實(shí)時(shí)仿真。改變時(shí)間比例尺還可實(shí)現(xiàn)超實(shí)時(shí)的仿真。實(shí)現(xiàn)超實(shí)時(shí)的仿真。6060年代前的數(shù)字計(jì)算機(jī)由于運(yùn)算速度低和人機(jī)交互性差，年代前的數(shù)字計(jì)算機(jī)由于運(yùn)算速度低和人機(jī)交互性差，在仿真中應(yīng)用受到限制?，F(xiàn)代的數(shù)字計(jì)算機(jī)已具有很高的速度，某些專用的在仿真中應(yīng)用受到限制?，F(xiàn)代的數(shù)字計(jì)算機(jī)已具有很高的速度，某些

14、專用的數(shù)字計(jì)算機(jī)的速度更高，已能滿足大部分系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真的要求，由于軟件、數(shù)字計(jì)算機(jī)的速度更高，已能滿足大部分系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真的要求，由于軟件、接口和終端技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)交互性也已有很大提高。因此數(shù)字計(jì)算機(jī)已成接口和終端技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)交互性也已有很大提高。因此數(shù)字計(jì)算機(jī)已成為現(xiàn)代仿真的主要工具?；旌嫌?jì)算機(jī)把模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)聯(lián)合在一起為現(xiàn)代仿真的主要工具。混合計(jì)算機(jī)把模擬計(jì)算機(jī)和數(shù)字計(jì)算機(jī)聯(lián)合在一起工作，充分發(fā)揮模擬計(jì)算機(jī)的高速度和數(shù)字計(jì)算機(jī)的高精度、邏輯運(yùn)算和存工作，充分發(fā)揮模擬計(jì)算機(jī)的高速度和數(shù)字計(jì)算機(jī)的高精度、邏輯運(yùn)算和存儲(chǔ)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。但這種系統(tǒng)造價(jià)較高，只宜在一些要求嚴(yán)格的系統(tǒng)仿

15、真中儲(chǔ)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。但這種系統(tǒng)造價(jià)較高，只宜在一些要求嚴(yán)格的系統(tǒng)仿真中使用。除計(jì)算機(jī)外，仿真硬件還包括一些專用的物理仿真器，如運(yùn)動(dòng)仿真器、使用。除計(jì)算機(jī)外，仿真硬件還包括一些專用的物理仿真器，如運(yùn)動(dòng)仿真器、目標(biāo)仿真器、負(fù)載仿真器、環(huán)境仿真器等。仿真軟件包括為仿真服務(wù)的仿真目標(biāo)仿真器、負(fù)載仿真器、環(huán)境仿真器等。仿真軟件包括為仿真服務(wù)的仿真程序、仿真程序包、仿真語(yǔ)言和以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的仿真軟件系統(tǒng)。程序、仿真程序包、仿真語(yǔ)言和以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的仿真軟件系統(tǒng)。 - 9 -應(yīng)用和效益應(yīng)用和效益仿真技術(shù)得以發(fā)展的主要原因，是它所帶來(lái)的巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。仿真技術(shù)得以發(fā)展的主要原因，是它所帶來(lái)的巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

16、。5050年代和年代和6060年代仿真主要應(yīng)用于航空、航天、電力、化工以及其他工年代仿真主要應(yīng)用于航空、航天、電力、化工以及其他工業(yè)過(guò)程控制等工程技術(shù)領(lǐng)域。在航空工業(yè)方面，采用仿真技術(shù)使大型業(yè)過(guò)程控制等工程技術(shù)領(lǐng)域。在航空工業(yè)方面，采用仿真技術(shù)使大型客機(jī)的設(shè)計(jì)和研制周期縮短客機(jī)的設(shè)計(jì)和研制周期縮短2020。利用飛行仿真器在地面訓(xùn)練飛行員，。利用飛行仿真器在地面訓(xùn)練飛行員，不僅節(jié)省大量燃料和經(jīng)費(fèi)（其經(jīng)費(fèi)僅為空中飛行訓(xùn)練的十分之一），不僅節(jié)省大量燃料和經(jīng)費(fèi)（其經(jīng)費(fèi)僅為空中飛行訓(xùn)練的十分之一），而且不受氣象條件和場(chǎng)地的限制。此外，在飛行仿真器上可以設(shè)置一而且不受氣象條件和場(chǎng)地的限制。此外，在飛行仿真

17、器上可以設(shè)置一些在空中訓(xùn)練時(shí)無(wú)法設(shè)置的故障，培養(yǎng)飛行員應(yīng)付故障的能力。訓(xùn)練些在空中訓(xùn)練時(shí)無(wú)法設(shè)置的故障，培養(yǎng)飛行員應(yīng)付故障的能力。訓(xùn)練仿真器所特有的安全性也是仿真技術(shù)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。在航天工業(yè)方仿真器所特有的安全性也是仿真技術(shù)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。在航天工業(yè)方面，采用仿真實(shí)驗(yàn)代替實(shí)彈試驗(yàn)可使實(shí)彈試驗(yàn)的次數(shù)減少面，采用仿真實(shí)驗(yàn)代替實(shí)彈試驗(yàn)可使實(shí)彈試驗(yàn)的次數(shù)減少8080。在電。在電力工業(yè)方面采用仿真系統(tǒng)對(duì)核電站進(jìn)行調(diào)試、維護(hù)和排除故障，一年力工業(yè)方面采用仿真系統(tǒng)對(duì)核電站進(jìn)行調(diào)試、維護(hù)和排除故障，一年即可收回建造仿真系統(tǒng)的成本?，F(xiàn)代仿真技術(shù)不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)的工程即可收回建造仿真系統(tǒng)的成本。現(xiàn)代仿真技術(shù)不僅應(yīng)

18、用于傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域，而且日益廣泛地應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生物等領(lǐng)域，如交通控制、領(lǐng)域，而且日益廣泛地應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生物等領(lǐng)域，如交通控制、城市規(guī)劃、資源利用、環(huán)境污染防治、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、世界經(jīng)城市規(guī)劃、資源利用、環(huán)境污染防治、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、世界經(jīng)濟(jì)的分析和預(yù)測(cè)、人口控制等。對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)等系統(tǒng)，很難在真實(shí)的濟(jì)的分析和預(yù)測(cè)、人口控制等。對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)等系統(tǒng)，很難在真實(shí)的系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此，利用仿真技術(shù)來(lái)研究這些系統(tǒng)就具有更為重系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此，利用仿真技術(shù)來(lái)研究這些系統(tǒng)就具有更為重要的意義。要的意義。 - 10 -仿真技術(shù)的應(yīng)用仿真技術(shù)應(yīng)用仿真技術(shù)應(yīng)用輔助訓(xùn)練輔助訓(xùn)練與考核與考核輔

19、助設(shè)計(jì)輔助設(shè)計(jì)輔助研究輔助研究輔助生產(chǎn)輔助生產(chǎn)與制造與制造娛樂(lè)娛樂(lè)軍軍 事事 航航空空航航天天核核電電火火電電石石油油化化工工職職業(yè)業(yè)教教育育航航空空航航天天工工業(yè)業(yè)民民用用醫(yī)醫(yī)學(xué)學(xué)藥藥學(xué)學(xué)航航空空航航天天核核試試驗(yàn)驗(yàn)- 11 -石化仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系控制室控制室生產(chǎn)裝置生產(chǎn)裝置操作員操作員（觀察、分析、判斷、操作）（觀察、分析、判斷、操作）操作操作信息信息生產(chǎn)生產(chǎn)信息信息內(nèi)操內(nèi)操外操外操事故干擾事故干擾仿仿“控制室控制室+ +現(xiàn)場(chǎng)操作現(xiàn)場(chǎng)操作”軟件軟件操作員操作員（觀察、分析、（觀察、分析、判斷、操作）判斷、操作）內(nèi)內(nèi)操操仿工藝生產(chǎn)過(guò)程軟件仿工藝生產(chǎn)過(guò)程軟件教員教員事故干擾事故干擾培訓(xùn)指令培

20、訓(xùn)指令仿生產(chǎn)仿生產(chǎn)信息信息操作操作信息信息實(shí)實(shí)際際生生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)過(guò)程程仿仿真真系系統(tǒng)統(tǒng)過(guò)過(guò)程程外操外操操作評(píng)價(jià)操作評(píng)價(jià)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件- 12 -純軟件仿真軟硬結(jié)合 半實(shí)物仿真實(shí)物仿真裝置石化仿真系統(tǒng)的發(fā)展歷程網(wǎng)絡(luò)化，3d化發(fā)展- 13 -石化仿真系統(tǒng)特點(diǎn)與應(yīng)用石化仿真系統(tǒng)石化仿真系統(tǒng)1 1、新型、高技術(shù)培訓(xùn)手、新型、高技術(shù)培訓(xùn)手段，提高培訓(xùn)效果，節(jié)省段，提高培訓(xùn)效果，節(jié)省培訓(xùn)費(fèi)用，縮短培訓(xùn)時(shí)間培訓(xùn)費(fèi)用，縮短培訓(xùn)時(shí)間3 3、對(duì)新裝置開停工進(jìn)行、對(duì)新裝置開停工進(jìn)行預(yù)培訓(xùn)，使操作人員快速預(yù)培訓(xùn)，使操作人員快速掌握開工操作技能。掌握開工操作技能。4、使操作人員深刻理解工、使操作人員深刻理解工藝機(jī)理，掌握

21、復(fù)雜裝置的藝機(jī)理，掌握復(fù)雜裝置的操作調(diào)控技能，熟悉事故操作調(diào)控技能，熟悉事故和突發(fā)事件的處理方法。和突發(fā)事件的處理方法。6 6、滿足在線技能考核的、滿足在線技能考核的需要。比單純的理論考需要。比單純的理論考試和人為打分的實(shí)物操試和人為打分的實(shí)物操作考試有自身的優(yōu)勢(shì)。作考試有自身的優(yōu)勢(shì)。2、解決人人動(dòng)手的問(wèn)、解決人人動(dòng)手的問(wèn)題。沒(méi)有操作風(fēng)險(xiǎn)，題。沒(méi)有操作風(fēng)險(xiǎn)，沒(méi)有損耗，可以模擬沒(méi)有損耗，可以模擬真實(shí)的操作環(huán)境。真實(shí)的操作環(huán)境。5、使操作工熟悉、使操作工熟悉dcs操操作，將工藝培訓(xùn)、設(shè)備作，將工藝培訓(xùn)、設(shè)備培訓(xùn)和自動(dòng)化培訓(xùn)整合培訓(xùn)和自動(dòng)化培訓(xùn)整合在一起在一起- 14 -教師指令臺(tái)教師指令臺(tái)仿真計(jì)算

22、機(jī)仿真計(jì)算機(jī)打印機(jī)打印機(jī)學(xué)生站、仿學(xué)生站、仿dcsdcs操作站操作站以前：局域網(wǎng)以前：局域網(wǎng)未來(lái)：未來(lái)：internetinternet模擬操作盤或其他硬件模擬操作盤或其他硬件“東方仿真東方仿真”的硬件具有良好的通用性，對(duì)于不同的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，硬件相同的硬件具有良好的通用性，對(duì)于不同的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，硬件相同“東方仿真東方仿真”的仿真系統(tǒng)具有的仿真系統(tǒng)具有“獨(dú)立培訓(xùn)和聯(lián)合培訓(xùn)獨(dú)立培訓(xùn)和聯(lián)合培訓(xùn)”兩種模式，可隨意分配與兩種模式，可隨意分配與組合組合石化仿真系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)- 15 -石化仿真系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)教師指令站教師指令站學(xué)員操作站學(xué)員操作站- 16 -國(guó)外仿真系統(tǒng)國(guó)內(nèi)仿真系統(tǒng)備注硬件系統(tǒng)小型機(jī)/微機(jī)

23、+真實(shí)dcs操作站微機(jī)+仿dcs操作站（基于微機(jī)）國(guó)內(nèi)比國(guó)外投資小、擴(kuò)展靈活、升級(jí)方便系統(tǒng)功能常規(guī)仿真系統(tǒng)功能齊全常規(guī)仿真系統(tǒng)功能齊全+技能鑒定功能國(guó)內(nèi)比國(guó)外具備技能鑒定功能開發(fā)技術(shù)序慣模塊+聯(lián)立方程序慣模塊+聯(lián)立方程國(guó)外軟件更規(guī)范，部分實(shí)現(xiàn)圖形組態(tài)系統(tǒng)投資大小國(guó)外比國(guó)內(nèi)高石化仿真系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外比較- 17 -石化仿真系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)1.1. 工藝算法模型工藝算法模型- 18 -石化仿真系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)操作界面2 2、仿、仿dcsdcs操作界面操作界面仿真系統(tǒng):仿tdc300系統(tǒng)和仿cs系統(tǒng)- 19 -3.3. 仿仿dcsdcs及仿現(xiàn)場(chǎng)軟件及仿現(xiàn)場(chǎng)軟件流程現(xiàn)場(chǎng)操作界面仿真效果仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)操作界面- 20

24、-4.4. 操作指導(dǎo)評(píng)價(jià)系統(tǒng)操作指導(dǎo)評(píng)價(jià)系統(tǒng)特點(diǎn)： 無(wú)需編程，用戶組態(tài)。 在線指導(dǎo)。 在線評(píng)判。 適用開停車及事故處理。仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)操作評(píng)價(jià)系統(tǒng)- 21 -4.4. 操作指導(dǎo)評(píng)價(jià)系統(tǒng)操作指導(dǎo)評(píng)價(jià)系統(tǒng)為中海油的采油平臺(tái)工藝仿真配套在線評(píng)價(jià)系統(tǒng):操作指導(dǎo)隨仿真軟件在線運(yùn)行。實(shí)時(shí)打分成績(jī)可上傳教師指令站。仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)操作評(píng)價(jià)系統(tǒng)- 22 -仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教師指令站石化仿真教師指令站（考核模塊）石化仿真教師指令站（考核模塊）自定義常規(guī)項(xiàng)目自定義常規(guī)項(xiàng)目文字考題事故自定義：事故自定義：特定事故、設(shè)備事故、特定事故、設(shè)備事故、 通用事故通用事故事故處理生成培訓(xùn)項(xiàng)目和考卷生成培訓(xùn)項(xiàng)目和考卷 （中石油中石化技能

25、大賽考卷）（中石油中石化技能大賽考卷）隨機(jī)事故開、停車- 23 -5.5. 總體監(jiān)控軟件（教師站管理系統(tǒng)）總體監(jiān)控軟件（教師站管理系統(tǒng)）主要功能： 啟動(dòng)/終止學(xué)員站軟件 設(shè)定培訓(xùn)項(xiàng)目 授權(quán)學(xué)員站 快門存/取 成績(jī)統(tǒng)計(jì) 臨時(shí)故障設(shè)置 考核管理 考試的策略管理。仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教師指令站- 24 -石化仿真系統(tǒng)在企業(yè)用戶中的應(yīng)用分類化工仿真系統(tǒng)針對(duì)性開發(fā)裝置多媒體素材庫(kù)裝置級(jí)單元級(jí)特點(diǎn)：針對(duì)性強(qiáng)，投資大、開發(fā)周期長(zhǎng)、需要技術(shù)人員及資料配合應(yīng)用：裝置開工前的開停工、典型重大特定事故的處理技能培訓(xùn)考核特點(diǎn)：具有同類裝置的一定共性，投資小、周期短，培訓(xùn)考核項(xiàng)目多應(yīng)用：開停工、典型重大事故處理，側(cè)重通用事故；

26、企業(yè)技能競(jìng)賽特點(diǎn)：通用性非常強(qiáng)，、覆蓋的工藝內(nèi)容廣泛、仿真詳細(xì)程度高、投資小，周期短。應(yīng)用：初、中級(jí)及新入廠工人以及職業(yè)學(xué)校的技能培訓(xùn)、考核通用產(chǎn)品化工工藝、設(shè)備、儀表等多媒體素材庫(kù)事故案例培訓(xùn)應(yīng)用：應(yīng)知理論和應(yīng)會(huì)技能培訓(xùn)安全知識(shí)與事故案例培訓(xùn)- 25 -典型工業(yè)企業(yè)用戶的仿真系統(tǒng)建設(shè)模式典型仿真基地建設(shè)模式典型仿真基地建設(shè)模式三、合作定制開發(fā)仿真軟件。三、合作定制開發(fā)仿真軟件。合作定制或深度介入開發(fā)仿真系統(tǒng)合作定制或深度介入開發(fā)仿真系統(tǒng)有些用戶會(huì)有仿真硬件和虛擬裝置的開發(fā)要求有些用戶會(huì)有仿真硬件和虛擬裝置的開發(fā)要求一、應(yīng)知理論部分：一、應(yīng)知理論部分：購(gòu)買素材庫(kù)、課件，建立網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)等購(gòu)買素

27、材庫(kù)、課件，建立網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)等二、通用應(yīng)會(huì)技能培訓(xùn)部分二、通用應(yīng)會(huì)技能培訓(xùn)部分選擇購(gòu)買裝置級(jí)、以及工業(yè)單元級(jí)仿真軟件產(chǎn)品（通用選擇購(gòu)買裝置級(jí)、以及工業(yè)單元級(jí)仿真軟件產(chǎn)品（通用典型工藝單元）典型工藝單元）- 26 -應(yīng)知理論培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)知理論培訓(xùn)內(nèi)容: :應(yīng)知理論培訓(xùn)石化仿真系統(tǒng)軟件在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用- 27 -石化仿真系統(tǒng)軟件在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用 單純的多媒體交互形式（課件）單純的多媒體交互形式（課件）- 28 -石化仿真系統(tǒng)軟件在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用 為西南油氣田公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)課程及平臺(tái)為西南油氣田公司開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)課程及平臺(tái)目前已經(jīng)開發(fā)：采氣工輸氣工采油工凈化分析工凈化運(yùn)行工等多門網(wǎng)絡(luò)課程- 29 -

28、石化仿真系統(tǒng)軟件在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用 通用產(chǎn)品通用產(chǎn)品小型實(shí)驗(yàn)裝置仿真軟件小型實(shí)驗(yàn)裝置仿真軟件小型中試裝置仿真軟件- 30 -石化仿真系統(tǒng)軟件在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用 通用產(chǎn)品通用產(chǎn)品儀器類仿真軟件儀器類仿真軟件分析儀器仿真軟件（儀器面板類仿真）- 31 -為煉化行業(yè)開發(fā)的典型單元仿真軟件為煉化行業(yè)開發(fā)的典型單元仿真軟件石化仿真系統(tǒng)在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用- 32 -石化仿真系統(tǒng)在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用單元仿真適應(yīng)性強(qiáng)，符合煉化行業(yè)初級(jí)培訓(xùn)的要求單元仿真適應(yīng)性強(qiáng)，符合煉化行業(yè)初級(jí)培訓(xùn)的要求多年積累17個(gè)不同單元涵蓋化工流程各個(gè)方面。- 33 -大工段仿真軟件大工段仿真軟件煤化工煤化工煤化工相關(guān)：合成氨合成工段甲醇

29、合成工段（tdc3000系統(tǒng)）石化仿真系統(tǒng)在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用- 34 -大工段仿真軟件大工段仿真軟件有機(jī)有機(jī)/ /無(wú)機(jī)化工無(wú)機(jī)化工化工相關(guān)：醋酸工藝仿真丙烯酸酯工藝仿真石化仿真系統(tǒng)在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用- 35 -大工段仿真軟件大工段仿真軟件石油化工石油化工石油加工相關(guān)：乙烯工藝催化裂化工藝仿真石化仿真系統(tǒng)在企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用- 36 -使用石化仿真系統(tǒng)的企業(yè)用戶為什么仿真軟件在不同的企業(yè)有不一樣的使用率和使為什么仿真軟件在不同的企業(yè)有不一樣的使用率和使用效果，我們認(rèn)為仿真系統(tǒng)應(yīng)該起到的作用如下：用效果，我們認(rèn)為仿真系統(tǒng)應(yīng)該起到的作用如下：1、工程上的讀圖繪圖能力。尤其是pid圖和pf圖。2、工藝和

30、自動(dòng)化的結(jié)合能力。3、建立工程理論概念：最基礎(chǔ)的三傳一反，尤其是物料平衡表和上下游的流程概念。4、將理論概念聯(lián)系實(shí)際操作。例如：離心泵前有帶壓罐，結(jié)合氣蝕氣附現(xiàn)象。5、掌握系統(tǒng)調(diào)節(jié)的思路和方法。例如：精餾單元多種方法可以調(diào)解塔頂壓力，如何選擇。6、掌握判讀系統(tǒng)故障的思路和常見方法。安全第一，速度第一。- 37 -典型企業(yè)仿真培訓(xùn)機(jī)房帶專用鍵盤- 38 -典型企業(yè)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)（帶硬件）煉油廠催化裂化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)煉油廠催化裂化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)化肥廠合成氨仿真培訓(xùn)系統(tǒng)化肥廠合成氨仿真培訓(xùn)系統(tǒng)石化廠乙烯裂解仿真培訓(xùn)系統(tǒng)石化廠乙烯裂解仿真培訓(xùn)系統(tǒng)- 39 -烏石化仿真培訓(xùn)基地- 40 -工業(yè)用戶培訓(xùn)基地建設(shè)帶工業(yè)儀表盤