设备实时行为图谱数据系统：打造可监测-追溯-预警-评价的教学

化工实验实时行为图谱数据：开启精馏实验教学智能辅助新篇章

在化工实验教学领域，线下实验一直是培养学生工程思维与实操能力的核心环节。然而，传统实验过程中，学生往往面临“设备多、参数杂、操作繁、问题隐”的困境，教师也难以实时掌握每位学生的操作细节与设备状态。如今，依托设备实时行为图谱数据系统，我们正将精馏实验教学推向一个“可监测、可追溯、可预警、可评价”的智能辅助新时代。

01 全景连接：从“孤岛数据”到“关联图谱”

传统实训中，设备、阀门、仪表、参数之间如同信息孤岛，学生难以理解其内在逻辑。我们基于精馏工艺流程，构建了涵盖塔器、泵阀、罐体、仪表等全要素的知识图谱，将每一个设备、每一个参数、每一个阀门都转化为图谱中的节点，并通过“安装于”“监测”“连接”等关系线紧密关联。

例如，阀门VA703关联至精馏塔第2层塔板，仪表TI701监测塔板温度，流量控制阀FV701调节回流流量……这一切不再是静态的列表，而是动态可交互的拓扑网络。学生可通过图谱直观理解工艺全貌，教师亦可一键定位设备影响范围，实现“一图读懂精馏”。

02 实时监测：从“事后分析”到“过程预警”

系统实时接收来自实训装置的传感器数据，并将其映射至图谱对应节点。温度、压力、液位、流量等关键参数以动态数值呈现，超出预设阈值时自动告警，节点颜色实时变化，提示学生及时调整。

例如：

当再沸器功率（EIC701）异常攀升时，系统自动关联至塔釜温度（TI706）、塔板温度序列（TI701-TI705），提示可能存在的“干板”或“液泛”风险；

当回流罐液位（LIC701）持续下降，系统追溯至回流泵（P702）状态与回流阀（FV701）开度，指导学生排查流程阻塞或泵故障。

这种数据驱动的实时反馈机制，让学生从“被动记录”转为“主动干预”，真正理解参数联动的工艺本质。

03 智能导引：从“凭经验操作”到“按规程执行”

针对开车、停车、全回流、部分回流等不同实训环节，系统可基于图谱关系自动生成步骤化操作导引。每个步骤高亮相关设备与阀门，提示操作顺序、开度范围、目标参数，并实时校验学生动作是否符合规程。

例如，在“全回流”实训中，系统逐步引导学生：

开启总电源 → 2. 打开放空阀VA718、VA706、VA717 → 3. 启动进料泵P703 → 4. 调节塔釜进料阀XV702至50%……
任何误操作或遗漏步骤，系统均会及时提示，并记录至操作日志，形成个人实训档案。

04 行为评价：从“结果评分”到“过程量化”

传统实训评分多依赖最终报告与教师观察，主观性强、细节缺失。依托图谱系统，学生的每一步操作、每一次参数调整、每一个异常响应都被完整记录，并可关联至设备状态与工艺目标。

系统自动生成多维评价报告，包括：

操作规范性：步骤完成率、阀门操作顺序、参数控制精度；

响应及时性：异常告警处理时长、参数调整频率；

工艺理解度：关键参数关联分析、故障推理逻辑。

教师可基于数据开展精准辅导，学生也可回顾自身操作轨迹，实现“教学—实操—反馈—改进”的闭环提升。

结语：未来展望：从“实训辅助”到“能力孵化”

精馏实验教学正在从“看得见的设备”走向“连得起的数据”，从“手工记录”走向“智能感知”。设备实时行为图谱数据系统，不仅是技术的升级，更是教学理念的革新——让每一个阀门都有故事，让每一个数据都有温度，让每一次实验都成为学生与工艺对话的智慧旅程。

我们相信，当数据点亮实训，教学便有了光。