拟真培训环境制造技术

本发明专利技术提供一种实时拟真培训系统。该系统包括拟真可视化室，该拟真可视化室包括：呈现装置，其被配置为在显示表面上提供工作区的三维图像；操作控制台，其被配置为向所述呈现装置提供工厂信息并获得来自输入装置的操作者输入；以及通信系统，其被配置为与工厂模拟器交互。操作者控制台包括被设计成为该工作区模拟工厂控制板的控制显示与输入系统。动态过程模拟器被配置为运行该工作区的过程模拟，向所述拟真可视化室和所述操作者控制台提供该工作区的模拟实时数据，接受来自所述操作者控制台的控制输入，以及来自所述拟真可视化室的交互数据。指导者系统被配置为与所述动态过程模拟器、所述操作者控制台或所述拟真可视化室或其任何组合进行交互，并被配置为激活事件的模拟。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】拟真培训环境相关申请的交叉参考本申请要求2011年3 月 25 日提交的题为 “APPARATUS AND SYSTEMS FOR THREEDIMENSIONAL IMMERSIVE TRAINING AND METHODS RELATED THERETO” 的美国临时专利申请61/467，851 和 2011 年 8 月 3 日提交的题为“IMMERSIVE TRAINING ENVIRONMENT” 的美国临时专利申请61/514，769的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本技术涉及用于培训的设备和系统。更具体地，本公开涉及用于培训工厂操作者的拟真环境。
技术介绍
此部分旨在介绍本领域的各个方面，其可能与本技术的示例性实施例相关联。这种讨论被认为协助提供一种框架以便于更好地理解本技术的特定方面。因此，应该理解的是，本部分应该从这个角度加以阅读，且不必是对现有技术的承认。碳氢化合物的使用是当前文明的一个基本方面。用于碳氢化合物的生产、加工、运输和使用的设施继续在世界各地兴建。这些工厂的效率变得越来越重要，因为连贯的问题可能增加成本或造成监管机构的问题。培训这些设施的操作者可能是具有挑战性的，因为培训课程不可能充分保证操作者对知识的记忆。另外，对活动过程的培训可能是昂贵的，因为往往需要有经验的操作者在培训过程中持续监控受训者。对实际过程的培训也可能导致过程混乱，因为无经验的人员可能会激活错误的控制或在错误的时间激活。虚拟现实(VR)模拟可供培训使用。这些模拟提供一种可以允许雇员在虚拟工厂环境中到处走动并对工厂环境做出改变的培训环境。然而，这些模拟不提供主观的现实，从而往往只是提供一种平面画面环境，操作者可以使用鼠标通过该平面画面环境移动化身或其他表象。在一些VR模拟中，操作者可能戴一个VR耳机，其可以提供工厂环境的立体视像，然而这不能提供物理环境的真实感觉，因为视觉空间不能处于高分辨率，并且不能包括操作者的可视化。因此，需要精确地反映受训者在其中发挥功能的真实环境的新培训技术。这些环境应该允许操作者真正看到他们与工厂的物理环境的交互。
技术实现思路
一个实施例提供了一种实时拟真培训系统。该系统包括拟真可视化室。该拟真可视化室包括:呈现装置，其被配置为在显示表面上提供工作区的三维图像；以及操作控制台，其被配置为向呈现装置提供工厂信息并获得来自输入装置的操作者输入。该拟真可视化室也包括通信系统，其被配置为与动态过程模拟器进行交互，检索用于操作控制台的工厂信息，以及将操作者输入传递回到动态过程模拟器。该系统包括操作者控制台，该操作者控制台包括被设计成模拟用于工作区的工厂控制板的控制板。该动态过程模拟器被配置为运行该工作区的过程模拟，向拟真可视化室和操作者控制台提供该工作区的模拟实时数据，接受来自操作者控制台的控制输入，以及来自拟真可视化室的交互数据。指导者系统包括被配置为与动态过程模拟器、操作者控制台或拟真可视化室或其任何组合进行交互的系统。该指导者系统被配置为激活事件的模拟。另一实施例提供一种包括多个拟真可视化室的实时拟真培训系统。一个拟真可视化室包括:显示器，其被配置为提供工作区的三维图像；以及输入系统，其被配置为获得表示与该工作区进行的交互的数据。在该实施例中，多用户服务器被配置为允许所述拟真可视化室的每个室之间的交互，其中每个所述拟真可视化室中的受训者能够看到在其他拟真可视化室中的受训者的表现。该实时拟真培训系统包括操作者控制台，其包括被设计成模拟用于该工作区的工厂控制板的控制板。动态过程模拟器被配置为运行该工作区的过程模拟，并向多个拟真可视化室中的每个室和操作者控制台提供该工作区的模拟实时数据。该动态过程模拟器被配置为接受来自操作者控制台的控制输入，并接受来自每个所述拟真可视化室的交互数据。该实时拟真培训系统包括指导者系统，其被配置为与动态过程模拟器、操作者控制台或拟真可视化室或其任何组合进行交互，其中该指导者系统被配置为激活事件的模拟。另一实施例提供一种培训碳氢化合物环境的工人的方法。该方法包括在实时拟真环境中放置现场受训者，其中该实时拟真环境被配置为向现场受训者提供工作区的三维图像，以及接受表示该受训者与环境的交互的来自该现场受训者的输入。在操作控制台处放置操作者受训者，该操作控制台被配置为向该操作者受训者提供表示该工作区的模拟数据。动态过程模拟器被配置为至少部分基于工作区的模型向现场受训者和操作者受训者提供模拟实时数据。在培训控制台处放置培训者，其中该培训控制台被配置为向动态过程模拟器提供控制输入以触发事件的模拟，并且允许该培训者通过所述事件来指导现场受训者和操作者受训者。另一实施例提供一种拟真可视化室，其包括被配置为在显示表面上提供工作区的三维图像的呈现装置。该拟真可视化室包括操作者控制台，其被配置为向呈现装置提供工厂信息并获得来自输入装置的操作者输入。该拟真可视化室中的通信装置被配置为与工厂模拟器交互，检索用于操作控制台的工厂信息，以及将操作者输入传递到工厂模拟器。【附图说明】通过参考以下详细描述和附图更好地理解本技术的优点，其中:图1是一种拟真培训系统的框图，其中拟真可视化室耦合到动态过程模拟器；图2是一种拟真培训系统的框图，其中第二拟真可视化室耦合到动态过程模拟器；图3是示出在一个实施例中能够一起工作的不同功能单元的拟真培训系统的框图；图4是将指导者室的功能集成到动态过程模拟器(DPS)内的拟真培训系统的框图；图5是一种初始化拟真培训系统的方法的框图；图6是一种在拟真培训系统中与外部操作者进行交互的方法的框图；图7是一种在拟真培训系统中与内部操作者进行交互的方法的框图；图8是一种在拟真培训系统中与培训者进行交互的方法的框图。【具体实施方式】在以下详细描述部分，描述了本技术的具体实施例。然而，就下列描述具体针对本技术的特定实施例或特定用途而言，这意欲仅为了示例的目的，并简单地提供示例性实施例的描述。因此，本技术并不限于下面描述的具体实施例，而是包括在所附权利要求书的真实精神和范围内的所有替换、修改和等价物。首先，为了方便参考，在此阐述本申请中使用的某些术语及其在此上下文中使用时的含义。就本文使用的术语未在下面进行定义而言，应该给出相关领域中的人已经对在至少一个印刷出版物或授权专利中反映的该术语给出的最广泛定义。另外，本技术并不局限于下面所示的术语的使用，因为用于相同或类似目的的所有等价物、同义词、新生词和术语或技术都被认为是在本权利要求书的范围内。如本文所用，“设施”是一件有形的物理设备，其中碳氢化合物流体通过该设备被从储层中开采、被注入到储层中、被处理或被运输。在其最广泛的意义上，术语“设施”适用于可以沿储层与其输送出口之间的流动路径存在的任何设备。设施可以包括生产井、注入井、井管、井口设备、收集管线、歧管、泵、压缩机、分离器、表面流动管线、蒸汽发生工厂、处理工厂和输送出口。设施的示例包括LNG工厂、LNG油轮和再气化工厂。“碳氢化合物”是一种有机化合物，其主要包括元素氢和碳，但是可能存在少量的氮、硫、氧、金属或任何数量的其他元素。如本文所用，碳氢化合物通常是指在天然气、石油或化学处理设施中发现的成分。如本文所用，术语“天然气”指的是从原油井中获得的多成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时拟真培训系统，其包括：拟真可视化室，其包括：呈现装置，其被配置为在显示表面上提供工作区的三维图像；操作控制台，其被配置为：向所述呈现装置提供工厂信息；和获得来自输入装置的操作者输入；和通信系统，其被配置为：与动态过程模拟器进行交互；检索用于所述操作控制台的工厂信息；和将操作者输入传递回到所述动态过程模拟器；操作者控制台，其包括被设计成为所述工作区模拟工厂控制板的控制板；所述动态过程模拟器被配置为：运行所述工作区的过程模拟；向所述拟真可视化室和所述操作者控制台提供所述工作区的模拟实时数据；接受来自所述操作者控制台的控制输入；和来自所述拟真可视化室的交互数据；和指导者系统，其包括被配置为与所述动态过程模拟器、所述操作者控制台或所述拟真可视化室或其任何组合进行交互的系统，并且其中所述指导者系统被配置为激活事件的模拟。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.25 US 61/467,851;2011.08.03 US 61/514,7691.一种实时拟真培训系统，其包括: 拟真可视化室，其包括: 呈现装置，其被配置为在显示表面上提供工作区的三维图像； 操作控制台，其被配置为: 向所述呈现装置提供工厂信息；和 获得来自输入装置的操作者输入；和 通信系统，其被配置为: 与动态过程模拟器进行交互； 检索用于所述操作控制台的工厂信息；和 将操作者输入传递回到所述动态过程模拟器； 操作者控制台，其包括被设计成为所述工作区模拟工厂控制板的控制板； 所述动态过程模 拟器被配置为: 运行所述工作区的过程模拟； 向所述拟真可视化室和所述操作者控制台提供所述工作区的模拟实时数据； 接受来自所述操作者控制台的控制输入；和 来自所述拟真可视化室的交互数据；和 指导者系统，其包括被配置为与所述动态过程模拟器、所述操作者控制台或所述拟真可视化室或其任何组合进行交互的系统，并且其中所述指导者系统被配置为激活事件的模拟。2.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其中所述工作区包括液化天然气即LNG工厂、海上平台、化学工厂、油轮、LNG油罐车或其任何组合。3.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其包括至少一个其他拟真可视化室，其中所述至少一个其他拟真可视化室被配置为与所述动态过程模拟器、所述操作者控制台和所述指导者系统进行交互。4.根据权利要求3所述的实时拟真培训系统，其包括被配置为允许所述拟真可视化室和所述至少一个其他拟真可视化室进行交互的多用户服务器，其中在所述拟真可视化室中的受训者能够看到在其他拟真可视化室中的受训者的表现。5.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其中所述显示表面包括正方形室的各表面、凸形表面、半球形表面或其任何组合。6.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其中所述事件包括标准操作、紧急操作或其任何组合。7.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其包括被配置为让使用者和培训者就像他们在所述工作区中一样进行沟通的通信系统。8.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其中所述输入系统包括检测系统，所述检测系统被配置为分析姿势、动作或其组合以获得表示与所述工作区进行的交互的数据。9.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其包括被配置为允许用户向所述工作区输入动作数据的踏车。10.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其包括所述工作区的三维计算机辅助绘图即CAD模型。11.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其包括分布式控制系统即DCS，所述DCS被配置为: 与所述 动态过程模拟器进行交互； 向所述操作者控制台提供操作数据；和 接受来自所述操作者控制台的输入。12.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其中所述模拟实时数据包括模拟压力测量值、模拟温度测量值、模拟流量测量值、模拟液位测量值或其任何组合。13.根据权利要求1所述的实时拟真培训系统，其中所述模拟实时数据包括根据所述动态过程模拟确定的事件的模拟图像。14.根据权利要求1所述的实时拟真培训系...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·撤本，D·卡菲罗，
申请(专利权)人：埃克森美孚上游研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US