2026年初,工业和信息化部等八部门联合印发《“人工智能+制造”专项行动实施意见》,明确将推动石化化工等行业提质增效,综合利用大模型、数字孪生等技术突破化工新材料研发范式,实现工艺流程的自适应优化。与此同时,九部门联合发布的《原材料工业数字化转型工作方案(2024—2026年)》则明确提出,要提升流程模拟、工艺仿真等工业软件的普及程度,作为“强化智能化基础”的核心任务。
这些密集出台的政策信号,共同指向一个清晰的趋势:化工行业的数字化转型已从“可选项”变为“必选项”,而对既懂工艺原理又精通数字化工具的复合型人才的培养,则成为这一转型能否落地的关键。北京欧倍尔软件技术开发有限公司推出的化工工艺仿真软件系列,正是在这一时代背景下应运而生,以高保真的数字孪生技术,构建起连接理论教学与产业实践、学校教育与企业需求的数字化桥梁。
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01 响应政策:破解化工人才培养的世纪难题
化工行业作为典型的流程工业,具有资源能源密集、机理复杂、生产连续性强等特点。传统化工教学长期面临“进不去、看不见、摸不着、难再现”的困境。学生难以深入高温高压、易燃易爆的真实生产环境进行反复训练,昂贵的工业级设备也无法满足人均操作需求,导致理论与实践严重脱节。
与此同时,山东等省份发布的《危险化学品安全生产“三化”三年行动方案》已设定2026年底前高危工艺全流程自动化的硬性目标。“三化”(机械化换人、自动化减人、智能化无人)政策的核心逻辑,正是推动安全治理从“人防”到“技防”的本质跃迁。这一转变对从业人员提出了全新的能力要求:不仅要懂工艺原理,更要掌握智能设备的操作、维护与系统优化能力。
北京欧倍尔的化工工艺仿真软件正是为解决这一断层而生,其目标是通过构建高保真数字孪生系统,让学生在虚拟环境中安全、高效地掌握从基础单元操作到复杂工艺管控的全链条技能,精准对接产业升级需求。
02 核心功能模块:覆盖从单元到工厂的全流程实训
北京欧倍尔化工工艺仿真软件并非单一工具,而是一个覆盖化工教学全场景的系统化产品矩阵。
化工单元与工艺仿真模块:夯实操作基础
针对教学核心需求,公司开发了系列化的化工单元3D虚拟现实仿真软件,涵盖精馏塔、流化床反应器、离心泵、换热器等典型设备。学生可在高度仿真的虚拟环境中,安全地反复练习开停车、正常调节及事故应急处置。
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软件特别设置了多种典型故障工况,如泵汽蚀、反应器超温等。当学生在操作中出现失误,系统会模拟出真实的工艺异常反应,并实时给出智能提示与评分反馈。这种“在试错中学习”的模式,让学生在进入真实生产环境前,已将标准操作流程内化为肌肉记忆。
在工艺层面,软件覆盖了从固定流化床实验(如重油催化裂化)到先进的隔壁塔工艺认知,帮助学生深入理解复杂工艺过程。以浙江工业大学化工学院的“80万吨乙烯数字工厂”为例,这套按10:1比例微缩的装置,外形、结构、运行数据都与真实工厂完全一致,学生在中控屏前调整进料参数、观察塔釜温度与压力变化、处置突发“泄漏”报警,完成从冷态开车到平稳运行的全流程操作。
危化品安全培训与应急演练系统
针对产业对安全人才的迫切需求,北京欧倍尔对硝化、氯化等15种主流危化工艺进行了1:1的数字化重建。系统不仅复制设备外观,更通过严谨的化工数学模型模拟内在工艺逻辑,确保操作反馈高度真实。
其内置的智能事故模拟引擎能根据压力、风速等变量动态生成不同的泄漏、火灾场景,并支持班长、内操、外操等多岗位协同演练。例如,当系统模拟触发“高压瓦斯压力急剧下降”或“减压炉鼓风机自停”等事故时,学员必须在短时间内分析原因,并在DCS和现场进行一系列紧急操作,极大地提升了应急处置训练的真实性与团队决策能力。
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03 技术特色:数字孪生与机理模型的深度融合
北京欧倍尔化工工艺仿真软件的先进性,根植于其对数字孪生技术与严格数学机理模型的深度融合。软件以真实工厂和设备为蓝本,通过高精度三维建模,创建了可交互、可操作的虚拟孪生体。更重要的是,其后台运行的数学模型严格遵循传热、传质、动量传递、化学反应动力学及化工热力学等基本原理。
这使得软件不仅能“形似”,更能“神似”地模拟工艺参数的动态变化。例如,在其乙烯裂解装置仿真软件中,学员操作虚拟阀门和仪表,系统会基于实时数据库和机理模型,模拟出急冷油温度、裂解炉出口压力等关键参数的精确变化,并获得智能评分系统的实时反馈。这种“虚实结合、机理驱动”的设计,确保了实训的科学性与有效性。
在技术创新层面,软件还融合了人工智能技术。AI算法不仅用于加速复杂的热力学物性计算,还能通过机器学习优化蒸馏塔等关键设备的运行参数。在安全领域,基于自然语言处理的技术可以辅助进行专业的HAZOP风险分析,使安全教学更加科学、系统。
04 应用价值:从课堂到工厂的深度产教融合
北京欧倍尔化工工艺仿真软件的价值已在产业与教育领域得到广泛验证。
在教育领域,它为高校的新工科建设提供了关键支撑。通过构建“虚拟仿真认知、半实物装置操作、工业级控制实战”的阶梯式培养路径,软件帮助学生无缝衔接未来智能工厂的工作场景。浙江工业大学的实践表明,这种虚实融合的教学模式,有效回应了国家新工科建设与新型工业化战略对高素质化工人才的迫切需求。
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在产业端,其解决方案强调深度定制化,能精准对接区域产业特色。例如,为大型化工集团兴发高标准建设的化工实训基地,涵盖了磺化、过氧化、合成氨、氯碱电解等13套危险工艺的培训装置,成功将企业培训体系前移至教育环节。泰兴经济开发区采用其方案建设的化工安全技能实训基地,更是入选了应急管理部首批示范性基地名单。这些实践构建了“虚拟仿真先行、实体装置操作、工业级控制实战”的智慧化培养路径。
从响应国家“人工智能+制造”与原材料数字化转型的战略号召,到破解化工实践教学的根本困境;从模拟一个阀门开度的细微变化,到驾驭整套乙烯装置的复杂运行,北京欧倍尔化工工艺仿真软件构建的不仅是一个虚拟工厂,更是一座连接学校教育与产业需求的数字桥梁。
当学生们在虚拟中控室成功处置一次“泄漏”事故时,他们掌握的不仅是一项技能,更是一种面向未来智能工厂的数字化思维与安全责任意识。这或许正是虚拟仿真技术,赋予这个传统而基础的化工行业最宝贵的现代礼物。
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