康小珍 齊晶晶 李倩(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730060)

1 形成背景

我校煤化工專業(yè)自設(shè)立以來，團(tuán)隊(duì)專業(yè)教師通過調(diào)研多家煤化工企業(yè)、了解國內(nèi)煤化工發(fā)展?fàn)顩r，聯(lián)合企業(yè)專家，于2008年開發(fā)了國內(nèi)首套煤炭氣化小型裝置。2013年在國家項(xiàng)目資金的支持下招標(biāo)購買了100kt/a的甲醇冷模實(shí)訓(xùn)裝置，裝置從實(shí)訓(xùn)實(shí)操和職業(yè)化培訓(xùn)需求出發(fā)，側(cè)重正常生產(chǎn)及工藝流程的操作培訓(xùn)，改善了煤化工專業(yè)實(shí)訓(xùn)條件[1]。使我院的煤化工實(shí)訓(xùn)基地更加完整，使煤化工專業(yè)的人才培養(yǎng)特色化、專業(yè)化。同時(shí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)為成功申報(bào)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

針對(duì)煤化工行業(yè)高溫高壓易燃易爆的生產(chǎn)特點(diǎn)和特殊性，基于原有的煤化工生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過程中安全教育不到位，應(yīng)對(duì)突發(fā)安全事故的培訓(xùn)有欠缺的問題。針對(duì)煤化工企業(yè)設(shè)備、閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理“看不見、進(jìn)不去、動(dòng)不得”以及企業(yè)不愿意學(xué)生進(jìn)入的生產(chǎn)場(chǎng)景在教學(xué)過程中沒法實(shí)現(xiàn)的問題。學(xué)?？偨Y(jié)以往實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，廣泛調(diào)研。緊貼行業(yè)發(fā)展需求改造原有的煤化工生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地，從生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)課程入手，進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)施，實(shí)現(xiàn)煤化工專業(yè)人才培養(yǎng)與企業(yè)崗位無縫對(duì)接。

2 實(shí)施過程

2.1 全方位加大安全教育

近幾年隨著化工行業(yè)對(duì)人才需求標(biāo)準(zhǔn)的提高，對(duì)畢業(yè)生的入崗門檻要求也越來越高，崗位技能操作更多需要的是“懂技術(shù)、會(huì)操作、重安全”的復(fù)合型高技能型人才。為了全方位滿足行業(yè)規(guī)范，加大了通識(shí)教育和安全教育的力度。通識(shí)教育培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)，熟悉化工企業(yè)的崗位管理、技術(shù)管理、企業(yè)管理；培養(yǎng)學(xué)生具有良好的學(xué)習(xí)、自我發(fā)展能力和良好的職業(yè)道德。加大安全教育、強(qiáng)化學(xué)生安全第一的意識(shí)。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)的前期、實(shí)訓(xùn)過程中、實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，全方位進(jìn)行分級(jí)安全教育，實(shí)現(xiàn)入廠必有證、實(shí)訓(xùn)必到位、操作必規(guī)范。在訓(xùn)練過程中模擬化工生產(chǎn)中可能遇到危險(xiǎn)情況，引導(dǎo)學(xué)生分析解決問題，力求培養(yǎng)成為合格的化工類高技能應(yīng)用型人才。升級(jí)改造圍繞加強(qiáng)HSE化工安全應(yīng)急演練，豐富安全生產(chǎn)培訓(xùn)內(nèi)涵這一主題，從仿真軟件、PLC通訊、硬件設(shè)備等方面對(duì)甲醇生產(chǎn)半實(shí)物仿真工廠裝置進(jìn)行改造升級(jí)，提高教學(xué)培訓(xùn)水平。安全應(yīng)急演練主要從兩個(gè)方面進(jìn)行：

2.1.1 安全應(yīng)急軟件模擬

安全應(yīng)急預(yù)案仿真軟件模擬化工廠的三維場(chǎng)景[2]，預(yù)設(shè)若干的安全事故，學(xué)生選擇不同的角色進(jìn)入三維軟件對(duì)事故進(jìn)行應(yīng)急處理操作。學(xué)生需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)急處理操作規(guī)程進(jìn)行操作，仿真軟件根據(jù)操作者的操作過程是否標(biāo)準(zhǔn)和操作結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)判。

2.1.2 安全應(yīng)急實(shí)戰(zhàn)演練

依托學(xué)?，F(xiàn)有的煤制甲醇仿真工廠硬件設(shè)備，相應(yīng)地增加安全應(yīng)急救援用具，增設(shè)化工安全應(yīng)急演練模塊。采用虛實(shí)結(jié)合的方式，通過模擬真實(shí)化工廠中的泄漏、著火、爆炸等突發(fā)事故，以及中毒人員的救治，工人的疏散、逃生等場(chǎng)景進(jìn)行模擬，通過聲光電技術(shù)、與中控室仿真軟件系統(tǒng)和通訊控制系統(tǒng)進(jìn)行整合，還原化工廠事故發(fā)生時(shí)的真實(shí)情景，讓學(xué)生身臨其境的進(jìn)行化工生產(chǎn)安全事故處理，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化工安全的認(rèn)識(shí)和事故的應(yīng)急處理能力。以此培養(yǎng)安全防護(hù)意識(shí)與臨危不亂的心理素質(zhì)，最大限度的減少財(cái)產(chǎn)與人員傷亡。

安全實(shí)戰(zhàn)演練軟件可自定義四種事故，分別是：特定事故、設(shè)備事故、儀表事故、數(shù)據(jù)異常。(1)特定事故：如停電、停水、停蒸汽、停風(fēng)、在線監(jiān)測(cè)事故超標(biāo)等事故。(2)設(shè)備事故：工藝設(shè)備故障，包括泵壞、閥門卡、管線泄漏、管道堵塞等。(3)儀表事故：儀表的顯示失靈，如儀表空氣壓力變化、儀表顯示不準(zhǔn)等。(4)數(shù)據(jù)異常：界區(qū)物流工藝條件發(fā)生異常變化或波動(dòng)，如進(jìn)料溫度、壓力變化，循環(huán)冷卻水溫度、壓力波動(dòng)等。

2.2 多舉措建設(shè)信息化的實(shí)訓(xùn)基地

利用APP,二維碼，AR等現(xiàn)代信息手段，提高教學(xué)效果。由于實(shí)訓(xùn)基地占地較大，很多學(xué)生在上課時(shí)出工不出力，老師很難監(jiān)控到所有學(xué)生的動(dòng)向，為此開發(fā)相應(yīng)的APP，可用其對(duì)學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)名，定位，提問，布置作業(yè)等，使每個(gè)學(xué)生在課堂內(nèi)的每一分鐘都有任務(wù)完成，都能有所收獲。將生產(chǎn)相關(guān)的知識(shí)分解成知識(shí)點(diǎn)，用文字、圖片、視頻、動(dòng)畫、微課等形式制作多媒體素材[3]，并制作相應(yīng)的二維碼鏈接。在每個(gè)設(shè)備上貼上二維碼，學(xué)生通過掃描二維碼就可學(xué)習(xí)相應(yīng)設(shè)備的工作原理，設(shè)備結(jié)構(gòu)，操作規(guī)程，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力。通過東方仿真知識(shí)點(diǎn)管理系統(tǒng)將碎片化的知識(shí)點(diǎn)統(tǒng)一存放在云端服務(wù)器上，安全管理，并以web方式對(duì)外發(fā)布。做到對(duì)教學(xué)資源的深度利用。

AR設(shè)備虛擬仿真讓學(xué)生通過手機(jī)識(shí)別仿真工廠的主要設(shè)備，直觀了解設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行3D拆裝。學(xué)生可以運(yùn)用AR技術(shù)，用手機(jī)掃描二維碼或設(shè)備，可以觀看設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)或物流走向?？梢酝ㄟ^對(duì)設(shè)備縮小、放大、旋轉(zhuǎn)，了解設(shè)備的主要部件功能?？牲c(diǎn)擊按鈕對(duì)設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)解剖，拆卸和裝配操作，并且能夠智能提示下一步需要拆卸或安裝的零件名稱，并且對(duì)目標(biāo)位置進(jìn)行高亮顯示，提示正確的拆卸或安裝位置。

2.3 增加甲醇工廠3D虛擬仿真軟件

3D工廠虛擬仿真軟件根據(jù)培訓(xùn)內(nèi)容的不同分為生產(chǎn)實(shí)習(xí)軟件和認(rèn)知實(shí)習(xí)軟件。認(rèn)知實(shí)習(xí)軟件對(duì)甲醇合成工藝的生產(chǎn)裝置進(jìn)行模擬，還原甲醇生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。使學(xué)員了解甲醇的行業(yè)背景、工藝流程、生產(chǎn)原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)、安全儀表等相關(guān)知識(shí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)軟件用于增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，模擬正常工況、冷態(tài)開車、正常停車、常規(guī)事故以及安全事故預(yù)案應(yīng)急處理等不同的培訓(xùn)工況，涵蓋工藝、設(shè)備、安全等多方面的操作。操作類似3D游戲，可以分角色分崗位的進(jìn)行團(tuán)隊(duì)操作，也可以單獨(dú)操作。3D場(chǎng)景和DCS中控畫面配合操作與真實(shí)工廠一致。3D軟件附加“智能操作評(píng)價(jià)系統(tǒng)”，添加操作步驟，強(qiáng)化了使用者工藝生產(chǎn)操作技能。廠區(qū)中也可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器設(shè)備的模擬拆裝，對(duì)常見設(shè)備進(jìn)行設(shè)備拆裝、設(shè)備介紹、設(shè)備結(jié)構(gòu)演示、設(shè)備進(jìn)料展示，增強(qiáng)學(xué)生印象。

2.4 開發(fā)新的煤制甲醇工藝仿真軟件

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)甲醇裝置工藝流程，重新定制開發(fā)仿真軟件，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行升級(jí)：(1)重建數(shù)學(xué)模型：強(qiáng)化裝置的工藝模型精確度，進(jìn)行高精度的仿真模型研發(fā)，使工藝參數(shù)及變化趨勢(shì)與實(shí)際生產(chǎn)高度一致。(2)優(yōu)化智能評(píng)分：優(yōu)化開停車操作評(píng)分步驟，增加質(zhì)量評(píng)分、扣分點(diǎn)，增加中控與現(xiàn)場(chǎng)的互動(dòng)，強(qiáng)化訓(xùn)練考核的客觀合理性。(3)增強(qiáng)培訓(xùn)科目：在現(xiàn)有的培訓(xùn)內(nèi)容基礎(chǔ)上適當(dāng)增設(shè)事故處理工況，拓展HSE安全應(yīng)急演練培訓(xùn)科目。(4)豐富DCS風(fēng)格：集成國內(nèi)多家工業(yè)級(jí)不同的DCS風(fēng)格，增強(qiáng)仿真DCS系統(tǒng)的多樣性。

2.5 增加工廠情景化建設(shè)

在仿真工廠及中控室內(nèi)增加情景化建設(shè)。在控制室內(nèi)增加安全生產(chǎn)禁令、進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域須知等；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域增加管路的顏色標(biāo)識(shí)、安全警告標(biāo)識(shí)、危險(xiǎn)化學(xué)品防護(hù)標(biāo)識(shí)、企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)5s管理等。將工廠中的崗位要求、管理制度引入實(shí)訓(xùn)教學(xué)，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)之前參照危險(xiǎn)化學(xué)品特種作業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照工廠上崗要求進(jìn)行崗前安全教育，考試合格獲得上崗資格證。在實(shí)訓(xùn)過程中嚴(yán)格按照操作規(guī)程上崗操作。檢修操作遵守現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)票管理制度。以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐技能，提高競(jìng)爭(zhēng)力。

2.6 完善煤化學(xué)實(shí)訓(xùn)室

煤化學(xué)實(shí)訓(xùn)室由于建設(shè)時(shí)間較早，很多設(shè)備儀器存在老化，操作繁瑣、與工廠的先進(jìn)設(shè)備差距過大等問題。本次實(shí)訓(xùn)基地升級(jí)改造項(xiàng)目購買多種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器包括：全自動(dòng)高精度量熱儀、庫倫定硫儀、氮元素測(cè)定儀、灰熔點(diǎn)測(cè)定儀、碳?xì)湓販y(cè)定儀、智能一體馬弗爐、粘結(jié)指數(shù)測(cè)定儀、哈氏可磨測(cè)定儀、數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱、破碎縮分聯(lián)合制樣機(jī)、通氮烘箱等?；灸軌驖M足學(xué)生完成煤炭的工業(yè)分析、元素分析、發(fā)熱量及常用工藝性質(zhì)的測(cè)定。通過完善煤化學(xué)實(shí)訓(xùn)基地，使學(xué)生掌握先進(jìn)自動(dòng)化儀器的操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，以及綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的能力。

3 實(shí)施效果

3.1 教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)，對(duì)接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

煤制甲醇生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)裝置由造氣、凈化、甲醇合成、甲醇精餾四個(gè)車間組成，工藝復(fù)雜、知識(shí)點(diǎn)多，實(shí)訓(xùn)基地改造后教師授課過程中不僅將原理、工藝、設(shè)備和安全生產(chǎn)等知識(shí)有機(jī)結(jié)合；還將《化工安全技術(shù)》、《化工原理》、《煤化工生產(chǎn)技術(shù)》等多門課程融合，讓散亂的知識(shí)更加系統(tǒng)、形象、具體。學(xué)生不但學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，也熟悉職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及崗位職責(zé)，真正成為一個(gè)合格的高技能人才。

3.2 教學(xué)情景改變，對(duì)接崗位職責(zé)

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生主體操作，教師主導(dǎo)示范，堅(jiān)持工廠情景化教學(xué)。利用教學(xué)情景的變化，教師和學(xué)生以“老師—學(xué)生，師傅—徒弟，班長(zhǎng)—操作工”的身份進(jìn)行教與學(xué)，示范與演練。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中不斷轉(zhuǎn)換角色進(jìn)行教與學(xué)，學(xué)生分內(nèi)操和外操輪流操作，將企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過程和工作過程引入教學(xué)，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)探究，極大的提升了教學(xué)效果。從而真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與崗位職責(zé)的無縫對(duì)接。

3.3 實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革，提升教學(xué)質(zhì)量

煤化工實(shí)訓(xùn)基地升級(jí)改造完成后，陸續(xù)對(duì)我校16-18級(jí)煤化工專業(yè)及化工專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了實(shí)訓(xùn)教學(xué)，實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量明顯提升。為多家企業(yè)員工進(jìn)行崗前培訓(xùn)、為我省二本院校學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)培訓(xùn)均受到好評(píng)。同時(shí)在專業(yè)建設(shè)和師資培養(yǎng)方面，取得了顯著成績(jī)。

4 結(jié)語

本次實(shí)訓(xùn)基地升級(jí)改造以解決我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)對(duì)技能人才緊迫需求為宗旨，克服了原有的煤化工生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)過程中安全教育不到位，應(yīng)對(duì)突發(fā)安全事故的培訓(xùn)有欠缺。解決了煤化工企業(yè)設(shè)備、閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理“看不見、進(jìn)不去、動(dòng)不得”、企業(yè)不愿意學(xué)生進(jìn)入的生產(chǎn)場(chǎng)景在教學(xué)過程中沒法實(shí)現(xiàn)的問題。通過“校中廠”，“廠中?！钡慕虒W(xué)模式，虛擬工藝、虛擬生產(chǎn)，真實(shí)操作，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)與生產(chǎn)零對(duì)接。為煤化工專業(yè)及專業(yè)群的生產(chǎn)性零對(duì)接實(shí)訓(xùn)提供了必要條件。使煤化工專業(yè)的學(xué)生操作技能有實(shí)質(zhì)性的突破。使我省特色專業(yè)-煤化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)的建設(shè)更上一層樓。