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仿真培训提升操作员资质的五种方法

作者:www.cechina.cn2013.01.30阅读 4135

        当那些富有专长、经验丰富的员工的退休时刻最终来临时,公司就不得不雇佣一批新的操作员,对于过程工业来说,提升并维持操作员的人员资质将面临着巨大的挑战。而且,所有工厂都承受着来自于政府规章对安全、环保等方面要求的压力,同时又必须在国际市场中保持盈利。
        对于操作型企业来说CONTROL ENGINEERING China版权所有,人力资源是企业的关键资产。这些操作员每天都要维持工厂的运作,确保安全、符合各种规章要求以及确保生产的盈利。经验丰富、技术纯熟的操作员越来越少,如何吸引、留住并激励这些操作员将是一个十分重要的问题。老员工退休之后,关键技能、知识和经验就会出现断层,而且管理人员发现,下一代操作员确实无法取代他们前一辈。实际上,石油天然气行业中大约50%的员工将在未来10年退休。相比于从前,今天能够承担更多职责并管理复杂过程的操作员越来越少。先进管理控制架构的普及,加之现代过程技术的更新越来越快,能够实际接触到异常、罕见或者不平常的过程作业情况的员工越来越少。
        为了应对这种挑战,越来越多的企业开始使用操作员仿真培训模拟器OTS)。过程工业中的OTS迅速成为固定资产投资的标准配置,特别是对于那些采用新工业或者控制结构的项目,不管是新建、改建还是扩建。某些企业对于采用OTS进行本地培训或者进行外训已经习以为常。


过程工业界内的众多公司都面临着巨大的人力资源变动,因为大量经验 丰富的工程师正在到达退休年纪。一些技术,例如仿真器,能够帮助对 下一代操作员进行培训。资料来源:Honeywell Process Solution。

        然而,如果不知道如何将实际系统融入培训项目中,OTS是无法给出令人满意的结果的。这些培训项目通常被称为操作员资质项目,所谓的人员资质指对所需技能、知识、证书或者过程工业操作员应该必备的常识的掌握程度。目前的发展趋势是采用集成的培训项目来建立、维持并提升操作员的人员资质,有五种方法值得一提,这些方法能够在OTS投资上给企业一些启示。这些方法来自于院校、过程工业企业、行业协会、仿真专家和用户的研究、知识、经验和理解。
        1. 熟能生巧
        仿真培训模拟器能够在安全的教室环境中营造出一个完美场所,练习那些不常见的过程和控制任务。在课程中你可以犯错,这并不会产生实际的后果。关键在于常练不懈,每隔一段时间进行复习培训。操练与实践(Drill & Practice, 简称D&P)培训是过程工业培训的传统方法,新一代的操作人员确为D&P培训十分枯燥,因此OTS不失为一个解决方法,它可以给受训人员直接的动手操作机会,摸索并对系统进行模拟操作。这种模拟操作采用了现代学习曲线,可以提升知识记忆效率。熟能生巧,所以OTS提供的模拟培训应该包括启动和提前关闭,使用最佳的实践流程,以及了解那些不常发生但是一旦发生将会造成巨大影响的异常状态。效果最好的培训程序循序渐进但是常练不懈,所以建议在培训和复习培训之间的间隔不要太久。
        2. 共享经验
        OTS的设计将其打造成了一种收集经验并共享知识的绝佳媒介。由一个操作员或者一个团队针对现实世界的某一事件开发的程序可以被整个团队共享练习,以得到更多的经验和知识储备。这种重复过程是一个将专家和用户的心得和经验传递给团队其他成员的有效方式,也是一种非常著名的快速教学方案,适用于多种商业领域。知识共享的速度越快,OTS的价值体现就越高。
        3. 合格标准
        在每一个控制室中,都有一系列关键绩效指标(KPI),操作员需要对这些绩效指标实时监视,在操作员控制台上,这些KPI通常都做趋势显示,它们是过程的关键参数,能够表征工厂的安全性和盈利能力。对于每一种罕见作业,有经验的操作员都会准备对应的曲线图或者一组显示界面,对作业过程的发展进行监视。
        优秀的OTS都支持一种功能,就是在练习的过程中对KPI进行不间断的记录。超过警戒线的情况会被提示,通常会在每次练习结束时以分数的形式为操作员打分。随后会根据预先指定的合格标准评价操作员的情况,决定是否有进行进一步培训的必要。例如,一个耗时一天的培训课程结果显示此操作员的四项练习中有三项为合格。对于那项需要改进的练习,在重复练习中会给出一些改进的建议,或者进行一对一的辅导。每次练习的成绩都做备份,作为持续改进的证据。这种合格标准模式成功的关键在于企业自身有绩效管理的文化基础,这样一来培训成绩才能够与企业的绩效管理系统相关联。


用来管理某一培训环节的教师可以监视学员的操作,在特定范围内查找不足。

        4. 长效机制
        有效的OTS能够提供一种机制,在这种机制之下,可以利用预先指定或者由用户指定的培训项目实现持续的培训,最常见的培训项目就是场景模拟,通过预先设计好的一系列过程事件来指导操作员实施正确的操作。这种培训项目通常用来对有经验的操作员进行培训,训练其对于仪表或者设备故障的应对能力,教师还可以预先准备培训场景库。在OTS中计划并设计培训场景库确实需要做大量的前期工作,但是其回报就是这些模拟场景是可以被重复使用的资产,可以提供前文方法一中所述的D&P培训。教师主导的培训是不二之选,但是基于预审通过的材料指定的标准培训课程是提升培训效果的最有效的方法。


有了培训仿真模拟器,新操作员就可以模拟应对日常运行中很少会遇见的情况。如果操作员对于罕见情况缺乏应对措施,往往会使事态变得更糟。

        5. 遵循现实
        OTS最为重要的一个方面就是确保自身实现的培训目标和人员资质目标是企业真正所需的。目标应该可测,有一些常用标准可以作为参考。首先就是为被培训的各种岗位和职责建立人员资质模型,此模型需要指定仿真培训模拟器在整个企业的培训和人员资质活动中扮演的角色,此模型还需要明确OTS各项重要的功能要求,例如范围、过程模型以及操作员控制台精确度等等。
        一旦这些功能要求明确并且得以实现,那么就需要作业团队、工厂或者企业的管理层对此模型进行预评,人员资质模型必须遵循“有的放矢”的原则。操作员仿真培训模拟器本身也应该定期测试控制工程网版权所有,确保能够达到培训目的。如果OTS没有融入日常维护计划,那么它的作用就会被逐渐弱化。


仿真模型建立起来之后,如何让其能够一直准确模拟过程状态是非常重要的。不能模拟实际状态的模型会起到反作用。

        如果OTS没有在范围、模型和控制台的精确度上达到一定层级CONTROL ENGINEERING China版权所有,那么它就无法完成对于实际工厂进行模拟的目的,有朝一日定会失信于用户。关键的成功因素之一就是紧紧围绕人员资质模型,将OTS的使用融入管理和维护之中,并进一步融入企业的绩效管理系统之中,并获得执行管理层的持续支持。
        OTS与你携手前进
        在新建工厂和现有工厂中,操作员仿真培训模拟器已经是操作类企业的最佳方案,OTS可以对企业的操作型员工进行培训,确保安全、保证符合环保规章并确保营利性运作。OTS还能够帮助缓解目前全世界的过程工业都在面临的挑战,例如劳动力完备程度和能够提供更大作业范围、更高仿真度、更快投如使用以及支持3D解决方案之类的先进技术。虽然技术在持续地进步,但是人类学习的方式并没有改变,模型和图像会越来越复杂,但是这五种经过验证的方法依旧有效。明确培训目的的基本原则,以及规范化的教室导向培训程序的发展使我们能够利用OTS的核心功能在以一种安全、固定和现实可行的方法来完成练习、分享和创新,为过程工业带来巨大好处。
        国内知名的学术专家和企业代表就上述内容结合中国实际发表了各自的观点:
姜亚春霍尼韦尔过程控制部
高级应用技术经理
操作员仿真培训OTS在国内石油石化行业并不陌生,但真正认识到高质量的操作员仿真培训的好处并付诸实施还是近几年的事情。首先你要明确定义你的需求,个人认为可以将需求分为三类,即A类:普教性质,适合培养技校生——对模型的动态响应仿真度要求不高,不需要与实际的DCS硬连接;B类:操作员培训用——对模型的动态响应仿真度要求比较高www.cechina.cn,需要与实际的DCS硬连接(即完全使用相同的控制方案 );C类:工艺技术员培训及工艺研究——对模型的动态响应仿真度要求很高,一般需要从工艺专利商购买反应器模型嵌入到OTS系统中,能与实际的DCS硬连接最好。
        当你定位好需求后,建议由工艺人员来选择和评估OTS产品,自动化人员协助。OTS开发好后投入使用时需要避免将OTS系统变为打分工具,培训教员应该是工艺技术员,着重培训操作员异常工况发生时应对能力,所以培训教员是需要花点时间备课的。装置开车后OTS系统可以更好地被利用,继续培训上岗的操作员及操作法的研究等,建议根据开车后的装置数据更新模型,提高仿真程度。
Peter Welander  CONTROL ENGINEERING
编辑
仿真在工控自动化领域的作用越来越明显。比如设备上硬件在环仿真测试可大幅提高系统开发验证的效率。而本文讨论的将仿真技术用在工控人员培训上,可做到针对性强,有的放矢,大幅提升人员专业培训的效率。
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