Цифровой тренажерный комплекс для обучения операторов производства

Производственная компания Ангарская Нефтехимическая Компания (АО «АНХК») осуществляет производство нефтепродуктов, нефтехимии и смазочных масел. По объемам и глубине переработки АО «АНХК» входит в 10 крупнейших нефтеперерабатывающих предприятий страны. Ежегодно на предприятии перерабатывается порядка 9 млн тонн нефти.



Поддержание высокого уровня эффективности требует у персонала наличие высокого уровня квалификации и знаний для обеспечения безопасности и эффективности производства. Производственное оборудование ежедневно проходит различные эксплуатационными сценарии и в определенные моменты может сталкиваться с нештатным развитием событий. Быстрое и эффективное реагирование со стороны обслуживающего персонала завода снижает риски возникновения подобных ситуаций.

Компания приняла стратегическое решение о создании цифрового учебного комплекса, в котором будут смоделированы сценарии ежедневных и чрезвычайных ситуаций. И далее проведена практическая подготовка к их эффективному разрешению в будущем.

Цели создания комплекса для АО «АНХК»:

1. Повысить уровень знаний и навыков оперативного персонала по обеспечению безопасности при эксплуатации производственных установок и оборудования.

2. Отработать навыки и действия по дистанционному управлению системами противопожарной и противоаварийной защиты.

3. Минимизировать потери и смягчить последствия пожаров и аварийных ситуаций, вызванных неправильными или несвоевременными действиями, а также повысить эффективность обучения, возможности диагностики внештатных ситуаций, общую безопасность и эффективность производства. Кроме того, обеспечить соответствующее обучение для вновь принятого персонала с соблюдением норм и сроков по охране труда, промышленной и пожарной безопасности, охране окружающей среды.

Специалисты компании Sibedge провели всесторонний анализ сложившейся на предприятии ситуации, связанной с обучением производственного персонала. Была разработана и предложена концепция цифрового тренажерный комплекса, который был предназначен для выработки у оперативного персонала установок устойчивых и надежных навыков по выполнению действий в процессе:
– нормальной эксплуатации; 
– нормальной остановки;
– аварийной остановки;
– пуска;
– возникновения нештатных ситуаций, пожаров и аварий.

В качестве первых установок, работе с которыми планировалось обучать персонал, были выбраны установка риформинга легкой прямогонной нафты 225/1 и установка каталитического риформинга Л-35/11-1000.

Поскольку установка не может функционировать в отрыве от остальных систем завода, пришлось создавать имитацию комплекса систем. В результате архитектурно решение пришлось разделить на отдельные системы.

OPC-сервер – это набор повсеместно принятых спецификаций, предоставляющих универсальный механизм обмена данными в системах контроля и управления. 

ПО Модель процесса – приложение для разработки моделей технологических процессов.

АРМ Инструктора – приложение для проведения обучения операторов технологических процессов. Запуск, создание и редактированию сценариев для обучения операторов технологических установок.

SCADA-система предназначена для построения автоматизированных систем управления технологическими процессами.

СУБД PostgreSQL – объектно-реляционная система управления базами данных (ОРСУБД, ORDBMS). 

Моделирование технологического процесса осуществляется в специально разработанном ПО, которое включает в себя следующие подсистемы:
– визуального проектирования технологического процесса;
– расчета модели;
– обмена данными с внешними системами.



Моделирование позволяет спроектировать не только технологические процессы непосредственных агрегатов, но и вспомогательного оборудования, информационных и управляющих контроллеров, серверов БД, станций оператора.

АРМ Инструктора включает в себя:

– функции запуска и мониторинга процесса обучения;

– расширенное ведение истории тренировки с возможностью просмотра хода тренировки, возобновления тренировки из любой промежуточной точки имеющейся истории. Сохранение и загрузка истории тренировки для просмотра ее хода, анализа ошибочных действий и повторение тренировки из точки, предшествующей ошибочным действиям;

– функции изменения параметров модели, включая сценарии штатных, нештатных и аварийных ситуаций;

– функции просмотра, сохранения и печати результатов обучения;

– интеграцию с OPC-сервером, с возможностью чтения и измерения внутренних переменных моделируемого процесса;

– инструмент для создания сценариев обучения;

– проведение как индивидуальных, так и групповых тренировок операторов;

– проведение экзаменов с выставлением оценки и формированием экзаменационного протокола.



Тренировочный комплекс имел разграничения прав доступа к определенным функциям системы. Каждая категория пользователя системы имела соответствующие функциональные возможности/ограничения и режимы его работы.

Sibedge успешно реализовала требования заказчика и разработала для него цифровой тренажерный комплекс. Его внедрение и последующая эксплуатация позволили АО «АНХК»:

1. Значительно снизить количество инцидентов и аварий, создать более безопасных условия труда для рабочих.

2. Повысить производительность труда, минимизировать время простоя и оптимизировать процессы.

3. Компания добилась более быстрого и эффективного реагирования на чрезвычайные ситуации, что позволило свести к минимуму их возникновение, а также безошибочно определять пути выхода из любых сложившихся условий, возникающих на производстве.

4. Построить цифровую модель производства в рамках концепции «Индустрия 4.0» и проводить виртуальные проверки работоспособности систем до момента их установки на реальном объекте.

Данное решение может быть адаптировано в различных отраслях промышленности, позволяя создавать тренажеры для таких объектов, как тепловые электростанции, нефтегазовые, нефтехимические и другие предприятия. Тренажеры могут эмулировать такие объекты управления, как котлы, турбины, ГРП, нефтеперерабатывающие заводы, хранилища, заправочные комплексы. Гибкость решения позволяет адаптировать его к различным промышленным условиям, обеспечивая возможность обучения по широкому спектру сценариев эксплуатации.