Dans le domaine de l'éducation et de la formation des compétences en génie chimique, les dispositifs de formation pratique traditionnels sont souvent confrontés à des risques élevés, à des coûts élevés et à des difficultés à reproduire des conditions de travail difficiles, et l'intégration de la technologie de jumeau numérique estDispositif de formation pratique en génie chimiqueO & M apporte le changement et conduit la mise à niveau de la formation pratique chimique de « axée sur l'expérience» à « axée sur les données».

La technologie Digital Twin permet la synchronisation dynamique d’entités physiques avec des modèles virtuels en construisant des « miroirs numériques » cartographiés avec des dispositifs de formation physique 1: 1 dans l’espace virtuel grâce à la modélisation 3D, la détection IOT, l’interaction de données en temps réel, etc. Dans les scénarios d'enseignement pratique, cette technique résout d'abord le dilemme de la formation pratique des opérations à haut risque. Par exemple, les conditions de travail dangereuses telles que la « surpression du réacteur» et la « fuite de matériaux» de l'unité chimique traditionnelle, en raison du risque d'explosion, d'empoisonnement et d'autres accidents, les étudiants sont difficiles à utiliser; Tandis que le système de jumeau numérique peut simuler de tels scénarios difficiles, les étudiants pratiquent à plusieurs reprises le processus d'élimination d'urgence dans un environnement virtuel, comprennent les lois de l'évolution des accidents grâce à la rétroaction des données en temps réel (par exemple, courbe de pression, changement de température, animation de diffusion de La concentration de gaz toxiques), garantissent la sécurité et peuvent accumuler une expérience d'urgence.

Deuxièmement, les jumeaux numériques réduisent considérablement les coûts de formation pratique et améliorent l'efficacité de l'enseignement. La consommation de matériaux, la perte d'équipement de l'unité de formation physique est une dépense à long terme, et une partie des composants de précision (tels que les Analyseurs de chromatographie, les composants internes de la colonne de rectification) sont coûteux à entretenir; Le modèle de jumeau numérique n'a pas besoin de matériaux solides, peut être répété à l'infini "conduire - courir - garer" la formation complète du processus, les étudiants peuvent déboguer les paramètres à plusieurs reprises sur des sujets tels que "Optimisation de l'efficacité de la tour de rectification", "impact de l'incrustation de L'échangeur de chaleur" et d'autres, grâce à la rétroaction instantanée des données du modèle virtuel, maîtriser rapidement le principe de base du fonctionnement de l'unité chimique. Dans le même temps, les enseignants peuvent suivre en temps réel les étapes de fonctionnement des élèves, les écarts de réglage des paramètres, localiser avec précision les points faibles des connaissances et obtenir des instructions pédagogiques personnalisées grâce aux données de back - Office du système de jumeau numérique.

Au niveau de l'exploitation et de la maintenance des installations et de l'évaluation des compétences, l'application de jumeaux numériques est tout aussi efficace. D'une part, le modèle virtuel peut simuler à l'avance l'état du « cycle de vie complet» de l'installation physique, prédire la tendance au vieillissement des composants vulnérables de l'équipement (tels que l'usure des joints du corps de pompe, le taux de corrosion des tuyaux) grâce à l'analyse des données, fournir un support de données pour la maintenance préventive de l'installation réelle et prolonger la durée de vie de l'équipement physique; D'autre part, dans l'évaluation des compétences, le système de jumeau numérique peut générer automatiquement des scénarios d'évaluation normalisés, en comparant les données opérationnelles des étudiants avec la « courbe d'exploitation supérieure», en quantifiant objectivement la précision opérationnelle (par exemple, l'écart de contrôle de la température, la précision du rapport de composition des matériaux), en évitant les biais de « notation subjective» dans l'évaluation traditionnelle et en améliorant l'impartialité de l'évaluation.

À l'avenir, avec la fusion profonde des jumeaux numériques avec l'IA et la technologie VR, l'unité de formation pratique en génie chimique permettra également une expérience immersive de « l'interaction virtuelle» - les étudiants peuvent entrer dans l'atelier de formation pratique virtuelle en portant un appareil VR, interagir avec l'unité virtuelle par des actions gestuelles et briser davantage les limites de l'espace - temps. On peut dire que le jumeau numérique n'est pas seulement un « outil de mise à niveau numérique» pour les dispositifs de formation de l'industrie chimique, mais aussi un support central pour la transformation de l'éducation en génie chimique vers la sécurité, l'efficacité et l'intelligence.