訓練シミュレータ Operator Training Simulator (OTS)

訓練シミュレータOperator Training Simulator (OTS) プラントや工場の安全操業の実況と危機管理体制構築を目的とした、教育・研修・訓練のための人材教育シミュレーションシステム

はじめに

近年、プラント事故・トラブルがたびたび発生し、運転員の運転技術や危機管理能力、感性の向上が求められています。化学プラントや官公庁、認定機関においてもプラント運転員育成を重視しており、化学業界各社のプラントの安定・安全操業は重要な課題となっています。

プラントや工場の安全操業の為には、定期的な教育・研修・訓練など、オペレーションに関わる人材教育が必要です。プラントや工場の危機管理に対応したトレーニングだけでなく、技術力向上やトラブル対応、省人化、無人化、生産効率化などにも欠かせない人材育成課題を、訓練シミュレータで解決します。

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目次

01 訓練シミュレータとは

工場などでは、人口減少による省人化・無人化、生産効率化・ビックデータ解析等へのニーズが益々高まっており、それを実現するための高機能機器・機械と、連動・安定的稼働させるためのシステム(生産支援ソリューション・ICTソリューション)の機能も多様化・複雑化していく一方です。

例えば、無人化といっても、何処かで管理・運用する人材が必要であり、その管理者やオペレーターに要求される技術力や責任は日に日に大きくなるため、あらゆるトラブルやエラー時に対応できる高度な判断力と経験値を短時間で高める必要があります。

訓練シミュレータは、安全操業や人材育成などの導入目的を、より短時間でより効率よく実現するために、プラントの運用に必要なシステム操作を、よりリアルで正確に再現する、オペレータ向けの教育・訓練システムです。

訓練シミュレータ(OTS)図

導入目的

  1. オペレータの訓練・教育・育成・研修などの効率化
  2. 省人化・無人化を目指したオペレータの技術力向上
  3. 操作技術・運転技術の向上、オペレーションや管理技術の向上
  4. 経験値の向上、判断力向上
  5. 緊急トラブルやエラーへの迅速な対応・リスクヘッジ・保安
  6. システムや機械の特性や機械の特性の理解を高める
  7. 運転履歴やアラート等の解析能力の向上
  8. プラント(工場・施設)の効率化、省力化・省エネ化(エコ)
  9. 経験豊富な技術者の技術継承・技術伝承

対応範囲

  1. 実プラントでの通常運転では経験できないトラブル対応や緊急時の対応などの訓練項目をメニュー化
  2. 複数メーカーの制御システムの運転画面に対応
  3. 「高圧ガス保安協会認定(完成・保安)検査実施者」の認定や更新向けた対応

訓練項目

  1. スタートアップ、シャットダウン
  2. 用役異常対応/停電/計空停止/冷却水停止/スチーム停止/冷却水温度変化/スチーム圧力変化
  3. 反応異常対応/原料供給過大/圧力上昇/温度上昇/蒸発器停止/原料組成変動
  4. 蒸留異常対応/コンデンサー冷却停止/リボイラースチーム供給過大/ベーパー吹抜け/リボイラーチューブ破断/還流ポンプ停止/原料組成変動/フィード停止/スチームトラップ故障/還流ポンプストレーナ閉塞/フラッディング/ウィーピング/液漏えい

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02 プランニング(導入検討段階・企画・立案)

プランニングイメージ

「訓練シミュレータ」導入における、お客さまが抱える課題や問題は多種多様です。その解決方法も、お客様のビジョンや既存の管理システム・オペレーション等によって異なります。三菱ケミカルエンジニアリングは工場建設のエキスパートとして培ってきた幅広い知見と実績をもとに、お客さま個々のニーズに最適なプランニング(企画・立案段階)からサポートします。

従来の取り進め

従来の取り進め

お客様にこんな負担が

  1. 外部委託先のシステムのプロに太刀打ちできる専門知識がない
  2. システムベンダーのペースで物事が進んでしまう
  3. 責任の所在が不明確でオーナーの味方がいない
  4. 導入委員会をつくっても本来の通常業務とかけもちになって忙しい
  5. 事前申請や届出、ヒアリングなど煩雑な法規に対応しなければならない…

プランニング(導入検討段階・企画・立案)からサポートします

プランニング(導入検討段階・企画・立案)からサポートします

パートナーズエンジニアリングのメリット

  1. 社内のエンジニアと同等の機能
  2. お客さま主導のプロジェクトコントロール
  3. ご担当者のプロジェクト関連業務の軽減

03 導入までの流れ

お客さまが抱える課題や問題は多種多様。解決方法も、お客さまのビジョンや既存の管理システム・オペレーション等によって異なります。三菱ケミカルエンジニアリングは、工場建設のエキスパートとして培ってきた幅広い知見と実績をもとに、検討段階からサポート。お客さま個々のニーズに最適なプランニング(企画・立案)をご提案いたします。システム導入後のアフターフォローまで、一貫した事業支援を行います。

システム導入フロー

  1. 検討
  2. 企画
    立案
  3. 設計
  4. 導入
  5. アフター
    フォロー

ご検討段階から経験豊富な専任担当者がサポートいたします

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04 システム構築例

背景と課題

お客様においては、熟練運転員の世代交代の時期を迎えていましたが、プラント安定化により若手運転員のスキル獲得機会が減少しており、熟練運転員から若手運転員への技術伝承が課題となっていました。
お客様の要望は、訓練シミュレータを使う事で、実プラントでは経験することが難しい運転の失敗を体験し、失敗から多くのことを学習する事でした。

提供ソリューション

訓練シミュレータに運転員の操作を点数化する点数評価機能を組み合わせた仕組みを提案しました。

訓練シミュレータ機能

  • スタートアップ、シャットダウン訓練
  • 非常時の操作訓練(緊急シャットダウンなど)
  • 故障時の操作訓練(ポンプトリップ、弁固着、計器故障など)
  • フィールド操作の訓練(ストレーナ切替など)

本プロジェクトでは、お客様のエンジニア(プロセス担当、計装担当)と仕様検討を重ね、過去に発生したトラブルなど実運転に必要な訓練機能を盛り込んだ訓練シミュレータを約1年かけて開発しました。
また、合計6週間の共同チューニング作業には熟練運転員にも参加頂き、定常運転やスタートアップ・シャットダウンなどのプラント挙動を確認しました。加えて、大型空気圧縮機の起動操作、反応開始操作、閉塞時の対応操作などの重要な操作では、プラント挙動をより正確にチューニングしました。

結果

  • より正確な実プラントの挙動を再現しました。
  • 運転員の習熟度を定量的に量る事ができました。
  • 単純な操作になりがちな訓練シミュレータに、ゲーム的な要素を取り入れるこで、繰り返し訓練する動機を与え、運転技術や危機管理能力、判断力の向上を実現しています。

現在お客様では、訓練シミュレータによる教育開始に向けた点数評価機能の拡充と、教育計画の策定が行われており、当社は訓練シミュレータ運用をお手伝いさせて頂いています。
基本的な運転教育ができるパッケージを用意しております。

パッケージプロセス

反応と蒸留のみのシンプルなプロセス。

訓練項目

  • スタートアップ、シャットダウン
  • 用役異常対応/停電/計空停止/冷却水停止/スチーム停止/冷却水温度変化/スチーム圧力化
  • 反応異常対応/原料供給過大/圧力上昇/温度上昇/蒸発器停止原料組成変動
  • 蒸留異常対応/コンデンサー冷却停止/リボイラースチーム供給過大/ベーパー吹抜け/リボイラーチューブ破断/還流ポンプ停止/原料組成変動
  • フィード停止/スチームトラップ故障/還流ポンプストレーナ閉塞
  • フラッディング/ウィーピング/漏洩

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05-01 「製品紹介」
化学プラント向け安全教育パッケージ(SafetyEducationSystemPackage)

化学プラント向け安全教育パッケージ(SafetyEducationSystemPackage)

安全教育パッケージの特徴

従来の訓練シミュレータは、プラントごとのオーダーメイドが主で操作練習ツールとして導入されてきましたが、近年、プラントの事故・トラブルがたびたび発生し、運転員の技術やトラブル対応力、感性の向上が求められています。そこで、安全教育に特化したパッケージモデルを開発し、操作訓練はもちろん、状況判断、現場での事後処理訓練に至るカリキュラムを作り、運転員の育成・技術伝承に貢献する安全教育パッケージを実現しました。
安全教育に特化した育成と技術伝承の課題にも貢献出来ます。

  • 化学プラントの代表的なプロセスをパッケージ化
  • 低コスト、短納期を実現
  • プロセス・設備と安全操業の根本が理解できるよう工夫
  • スタート・停止操作はもちろん、通常運転では経験できない設備トラブル・緊急時のトラブル対応もメニュー化し、安全操作の基本を幅広く習得・理解できる
  • 複数のプラントを統合操作するオペレーターにも対応できるように、複数機種のDCS操作環境を用意
  • 運転員/技術者の教育・育成強化、技術伝承の容易化、高圧ガス保安協会認定(完成・保安)検査実施者の認定・更新に貢献。
  • 訓練項目(一部)
  • スタート、停止、緊急停止
  • 用役異常対応/停電/計空停止/冷却水停止/スチーム停止
  • 反応異常対応/原料供給過大/圧力上昇/温度上昇
  • 原料組成変動
  • 蒸留異常対応
  • コンデンサー冷却停止
  • ベーパー吹抜け
  • リボイラーチューブ破断/還流ポンプ停止/フィード停止
  • スチームトラップ故障
  • フラッディング/ウィーピング/液漏えい
  • 教育訓練画面例(蒸留塔フラッディング)

ご提出パッケージドキュメント

  • プロセス説明(概要、物性、反応・蒸留)
  • プロセスおよび計装フロ―図
  • 機器リスト(設計条件付き)
  • インターロックロジック
  • 運転操作説明書
  • 運転管理基準
  • スタートアップ・停止手順
  • 緊急時停止手順
  • マルファンクション(異常対応)訓練シナリオ
  • 訓練インストラクターマニュアル
  • システム操作マニュアル

社内でご検討ください 専用資料をダウンロードして頂けます

05-02 「製品紹介」
オーダーメイドのプラント訓練シミュレータ(MECTRNR®)

プラント訓練シミュレータ(MECTRNR®)とは

当社製品「プラント訓練シミュレータ(MECTRNR®)」は、オペレーション、保安安全、生産技術、エンジニアリング技術をトータルソリューションとして提供するオーダーメイドの運転操作訓練シミュレータです。

特徴

オーダーメイドによりユーザー目線での使いやすさを追求、化学プラントを忠実に再現出来ます。その多彩な訓練シミュレーションの機能は、網羅性の高い訓練シナリオ・複数のDCS切り替え機能などのシミュレーションモデルによるプロセス合理化、訓練を振り返るレコードリプレイ機能を始めとする改善検討や制御系の改善検討など、ご要望に応じたリアルで多彩なシステム実装が可能です。プラント訓練シミュレータ(MECTRNR®)は、イノベーティブなビジネス人材戦略の実現を可能にします。

システム機能

多彩なシミュレーション機能による訓練の結果、熟練した運転技術と保安・安全技術のレベルアップを達成することができます。また、プラント訓練シミュレータ(MECTRNR®)を使った検討により効果的なプロセスの合理化や、省資・省エネなどの効率化を達成し収益向上を実現します。

内容

  • 負担(レート)変更運転操作
  • 定常時運転操作訓練
  • 原料切替運転操作
  • スタート運転操作
  • 非定常時運転操作訓練
  • 停止運転操作
  • 緊急停止操作
  • 緊急時運転操作訓練
  • トラブル対応運転操作(マルファンクション対応操作)
  • ユーティリティ条件設定(冷却水、蒸気などの温度、圧力)
  • プラント条件設定
  • 触媒活性設定機能
  • 倍速運転(早送り)機能訓練結果の定量的評価機能
  • 訓練条件設定
  • 自動運転機能
  • 初期状態保存、読込機能
  • スナップショット自動保存機能
  • 運転方法改善検討
  • 技術検討ツール
  • プロセス合理化、改善検討制御系改善検討

訓練操作画面

DCSの画面を忠実に再現します。
各種トレンド画面表示も可能です。
訓練は、DCS操作のみならず、迫力ある写真画面を展開してフィールドの操作も可能です。
緊急停止操作やインターロック、各種マルファンクションの訓練が可能です。データ表示や写真、アニメーションなど、さまざまなご要望に合わせて画面を生成します。

訓練操作画面

特徴

①化学プラントを忠実に再現

プラント訓練シミュレータ(MECTRNR®)は、化学プラントを忠実に再現していますので、スタート・停止操作、定常運転操作の訓練はもちろんのこと、プロセスの合理化や制御系の改善検討に活用することができます。

②イノベーティブなビジネス戦略の実現

プラント訓練シミュレータ(MECTRNR®)はイノベーティブな人材育成戦略実現のためのツールです。MECTRNR®で迫真の訓練をする事でオペレーターを強力に鍛え上げます。MECTRNR®による訓練の結果、熟練した運転技術と保安・安全技術のレベルアップを達成することができます。また、MECTRNR®を使った検討により効果的なプロセスの合理化や、少資・省エネを達成し収益向上を実現します。

③標準的なパソコンの手軽かつ安価なシステム/DCS上の本格的なシステム

標準的なパソコンを「モデリング計算用」、「DCS画面模擬操作訓練用」、「インターロックパネル模擬操作訓練用」、「現場操作模擬訓練用」としてネットワークを構成します。「タッチパネルモニター」や「DCSキーボード」の採用が可能です。また、DCS上での本格的なシステムも構成することが可能です。

④プロセス合理化・改善検討や制御系の改善検討(シミュレーションモデル)

訓練操作画面のバックグランドでは、プラントのダイナミックシミュレーションモデルを動かします。
プロセス合理化・改善検討や制御系の改善検討は、このシミュレーションモデルを使います。

⑤多彩な訓練シミュレーションの機能

「多彩な訓練の機能を実現します。それぞれのプラント特有のトラブル対応訓練(マルファンクション)を実現します。
「フィールド操作用には、ユーザー独自の画面を作成することができます。

多彩な訓練シミュレーションの機能

⑥プロセス・運転を熟知したエンジニアによる開発

ものづくりのプロセスと運転技術、保安技術を熟知したエンジニアが、設計、開発しますので、オペレーションの細かい動きを再現するプラントモデルを作成します。
お客さまの開発参画の時間が少なく、設計、開発、試運転のすべての工程を一貫して実施するので、開発期間の短縮が可能です。

⑦化学プラントのエンジニアリングからプロセスまで

プラント訓練シミュレータ(MECTRNR®)は、三菱ケミカル(株)で培ったオペレーション、保安・安全操業、生産技術、エンジニアリング技術をトータルソリューションとして提供する三菱ケミカルエンジニアリングならではの訓練シミュレータです。

用途

効果的なお客さまのプロセスの合理化や、小資・省エネを達成し効率化や収益向上を実現するために使用されます。

社内でご検討ください 専用資料をダウンロードして頂けます

06 導入実績

三菱ガス化学(株)様新潟工場運転訓練シミュレータ(安全教育パッケージ)

ユーザー視点を盛り込んだ化学プラント向け安全教育パッケージを開発

導入実績

化学プラント基礎技術習得のための汎用運転訓練シミュレータ(安全教育パッケージ)

三菱ガス化学(株)新潟工場様は、メタノール・アンモニアおよびそれらの誘導品やメタキシレンジアミン、
MXナイロンなどライフサイエンス関連製品を製造しており、2011年から組織をあげて現場運転員の運転技術や危機管理能力を高める教育や技術伝承に注力してきました。
プラントの種類や現場運転員の技術は多岐にわたる一方で、運転のプロフェッショナルという観点では共通する技能もあると考え、化学プラントに共通する基礎運転技術を取得する汎用運転訓練シミュレータの導入を検討。当社の「安全教育パッケージ」は教育的要素が充実している上、低コストで導入できる点が評価されご下命いただきました。

基本操作が学べる、安全教育に特化した汎用パッケージモデル

一般に、運転訓練シミュレータはプラントごとのオーダーメイドになり、開発の期間やコストは化学メーカーにとってシミュレータ導入の障壁になっていました。そこで当社は
「自社プラント専用でなくても、基本操作を覚えられるツールが欲しい」というお客様のニーズに応えるため、“安全教育”に特化したパッケージモデルを開発し、2015年12月に第1号を納入しました。

きめ細やかな対応力で、現場に即した運転操作訓練が実現

今回開発したパッケージモデルの特長は、プラント運転操作時に想定される状況で、抜けのない網羅性の高いシナリオを構築している点です。
例えば、あるアラームが鳴った時、どんなトラブルが起こり適切な処置ができなければ、どんな問題が起こり最終的にどうなるのか、などの状況変化をシナリオ化し、体感することで運転操作と状況判断を養います。その他、システムベンダーによって異なるDCS操作画面をスイッチ一つで切り替え、実際のプラント操作時と同じ画面を再現する機能や、自分の訓練を振り返りスキルアップにつなげるレコードリプレイの機能など、ユーザー目線での使いやすさを追求しました。また、操作画面などはお客様の装置に合うように調整しているので、お客様から「実際の操作に近いので使いやすい」との声が寄せられています。

納入した「安全教育パッケージ」は、従来のプラントごとのオーダーメイドに比べ、短期間低コスト(低価格によって予算をおさえる)、網羅性の高いシナリオ構築および化学プラントに共通する基礎運転技術という汎用性が特長です。また、高圧ガスの認定(完成・保安)検査実施者の認定・更新の際に、「安全教育パッケージ」の活用は会社のPRとしても期待できます。

技術教育研修館
お客様名称 三菱ガス化学(株)様
お客様業種 製造業
PJ実施場所 新潟県新潟市
業務範囲 システム構築

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07 「サービス紹介」プランニングのサポート

三菱ケミカルエンジニアリングならではの幅広い知見と実績に基づく提案力

訓練シミュレータ導入におけるお客さまが抱える課題や問題は多種多様です。その解決方法も、お客様のビジョンや既存の管理システム・オペレーション等によって異なります。三菱ケミカルエンジニアリングは工場建設のエキスパートとして培ってきた幅広い知見と実績をもとに、お客さま個々のニーズに最適なプランニング(企画・立案段階)からサポートします。

お客様の課題 知見・実績
プランニングのサポートイメージ

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08 三菱ケミカルエンジニアリングの紹介

三菱ケミカルエンジニアリングは三菱ケミカルホールディングスの広範な事業分野の設備技術部門として、長年にわたり人材交流・技術共有・各研究所,開発機能との連携を重ね発展してまいりました。 プラントオーナーの立場で各種プラントをはじめ多岐にわたる生産設備の建設やプラントオペレーションに関わる中で、実際の現場で起きている問題や課題を解決するためのプロセス・運転・生産等の技術開発と発展、ノウハウ・DATAの蓄積をしてまいりました。 当社はプロセス・運転技術・生産技術を通して“モノづくり”の競争力強化に貢献します。

三菱ケミカルエンジニアリングの紹介

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三菱ケミカルエンジニアリングが選ばれる理由

お客さまの繁雑な業務を効率化する、こまやかなトータルエンジニアリング

工場の改善や工場建設には、法規制に関する専門知識や、各種申請に伴う繁雑な業務が欠かせません。三菱ケミカルエンジニアリングはワンストップ型の対応により、専門性を要する繁雑な業務を代行。お客さまは自社の人的リソースを、本来の業務に注力することが可能になります。

繁雑な業務を代行します

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会社概要

社名 三菱ケミカルエンジニアリング株式会社
Mitsubishi Chemical Engineering Corporation
事業内容 化学、合繊、食品、医薬品、情報電子、物流システム、環境、エネルギー等各種産業分野における各種エンジニアリング事業、設備管理事業及びメンテナンス事業
資本金 14億500万円
出資会社 三菱ケミカル株式会社
本社 〒103-0021 東京都中央区日本橋本石町1-2-2
TEL.03-6262-0110
主要事業許可
建設業者登録(国土交通臣許可)
  • 特定建設業 特-27,29 第4440号
  • 一般建設業 般-27 第4440号
一級建築士事務所登録
  • 東京都知事登録番号 第20211号

その他各事業所所在地都道府県にて登録

宅地建物取引業免許
  • 国土交通大臣(10) 第2354号
土壌汚染状況調査指定機関
  • 環2003-8-1043

拠点図

拠点図

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