过程工业的培训:浸入式。你通过让员工沉浸在他们必须掌握的操作中来培训他们。早期的方法，如在职培训(OJT)和老派的方法——讲座和测试——已经有效了几个世纪。但OJT需要时间，除非理论和行动之间有直接联系，否则老派可能行不通。作为一种直接体验选择，模拟不仅提供了利用传统的重复学习方法，还提供了针对特定场景的丰富类型的行动训练。
简单来说，模拟就是演戏。在真实结果方面，例如了解什么行为会导致破坏或死亡，模拟的主要好处在于它不是现实。你可以让飞行模拟器坠毁一整天，而不会造成人员伤亡，也不会损失价值数百万美元的飞机。你可以关闭或打开阀门，触发模拟熔毁/失控/爆炸，而不必赔偿附近任何人的住院费用或窗户玻璃费用。
在最好的情况下，基于模拟的培训可以帮助受训者了解不愉快的结果是如何发生的，直接学习如何预防它们，并锁定如何解决它们。
在过程世界中，模拟首先证明了它的价值，而不是在培训中，而是在研究和开发中。新设备的设计得益于几十年的实验、科学的进步和越来越集中、越来越复杂的应用数学。过程的变量可以输入到快速模拟结果的系统中，将几个小时的活动压缩到几秒钟，将几天压缩到几分钟，将几周和几个月压缩到几个小时。其结果是:更快、更有针对性的设备和程序设计。
时间压缩是将模拟应用于训练的好处之一，任何节省时间的事情都是好的。“我们的行业正面临着前所未有的培训需求，”技术培训主管杰里·米尔海泽说，美国横河公司(www.yokogawa.com/us)。“过去，OJT培训效果很好，而且成本效益相当高。不幸的是，人们需要几年的时间才能理解OJT。我们现在没有足够的时间——许多有经验的员工将在近期退休，我们没有足够的时间让OJT发挥作用。我们需要更快地训练操作员。基于模拟的培训有助于克服这种时间紧张。”
模拟可以让玩家体验到自己想要的逼真度。在流程世界中，有两大类:2D和3D。2D模拟呈现了计算机和屏幕的世界(例如，控制室模型)，练习者的键盘或鼠标输入的结果可以以任何速度播放，从超慢动作到超快进。
更强的3D系统努力模仿实际操作过程设备的物理形式和属性。它允许受训者查看-甚至走动-物理工厂的图像，因为各种结构，设备部件，仪表/屏幕，噪音和警报反映了培训场景。这种类型的模拟可以从高分辨率屏幕表示到3D视频眼镜加运动手套，再到可以通过声音和运动反馈增强的全尺寸物理模型。
2D赢得比赛
目前，在流程工业的培训项目中，2D仿真的采用率大大超过了3D仿真。在过去的五年里，二维仿真技术的应用也远远超过了供应商的预测。“在上升
在过去的几年里，北美在石化领域的资本投资是惊人的，”Martin Berutti说八哥技术(www.mynah.com)。“石油、天然气、采矿业——都显示出巨大的增长。这种增长导致了对培训的需求增加，而这反过来又大大增加了对模拟的需求。”
UniSim运营公司的产品经理Martin Ross表示:“我们看到越来越多的人对基于2D模拟器的培训感兴趣霍尼韦尔(www.honeywellprocess.com)。“如果你想遵守行业和监管标准，模拟只是最低限度的——它已经成为一种工程最佳实践。”
一些用户已将基于模拟器的培训在全球标准化;2005年，埃克森美孚公司采用英维思Dynsim软件和项目服务来建立操作员培训系统。“他们将自己的培训策略与全球流程和业务策略结合起来，”公司高级系统副总裁托比亚斯·舍勒(Tobias Scheele)解释说英维思运营管理(IOM，iom.invensys.com)。IOM提供SimSci-Esscor系列仿真产品。
二维仿真的主要应用是控制室操作的培训。毕竟，大多数现实世界的行动都是在2D电脑屏幕上进行的。许多人认为，控制室操作员因此必须学会看到屏幕上显示的事件——换句话说，他们的培训应该集中在系统动力学上，就像房间里的人所经历的那样。
然而，控制室与一线采矿作业相去甚远。霍尼韦尔的罗斯说:“在那里，你会希望一个新操作员坐在一个模拟的驾驶室里，像飞行模拟器一样工作。”“经典的(2D)模拟是控制室的标准，因为它不参与机器的运动。另外请记住，我们所处的行业比较保守，3D模拟技术还很新。”
游戏玩的局限性
公平地说，3D模拟的支持者指出，一个高效的训练方案可以建立在控制室干预结果的戏剧性展示上。一个摇摇欲坠的工厂和设备的三维表现的直接性有助于把这一点带回家。
虽然这种方法通常被称为“沉浸式”(即沉浸越深，学习效果越好)，但这个术语并不是一个可靠的标签。沉浸在3D模拟中可能比沉浸在2D模拟中更有效。
通过控制室的电脑屏幕认真地、充满压力地尝试管理失控的过程，可能是比戴着眼镜和手套的旅行更有效的学习工具，因为后者在受训者看来不过是一场电脑游戏。请记住，我们谈论的是培养新一代的必要性，而这一代最有可能轻视电脑游戏。
当然，培训课程的强度是一个管理问题——一个好的领导者会让受训者沉浸其中，不管技术类型如何。公平地说，3D模拟提供了比2D更多的压力点和潜在触发点。那么，为什么在过程工业培训中采用3D模拟的比例如此之低(参见2013年3月1日的《自动化世界》)?“新训练方法的缓慢发展”)？
我们给出了控制室世界的一个原因:操作员在二维世界中工作。但是对于一线设备操作员来说，为什么3D模拟还没有起飞呢?
讽刺的是，现实是答案的一部分。一个主要的行业压力点是需要增加人员来操作新建设的设备，无论是绿地还是棕地。当真实的东西可以在建造过程中探索时，为什么要模拟呢?
“我们考虑了3D模拟，”迪伦·查尔斯(Dylan Charles)说，他是奥斯汀粉末公司U.S. Nitrogen的项目工程师。“但我们决定将人员招聘和培训与设备安装相结合。在工厂建设期间，我们的员工正在接受培训，因此，学员们看到的是整个工厂在他们面前组装起来。他们将在任何流体填充管道之前熟悉操作。”
当美国氮肥公司在田纳西州格林维尔建成新的高容量硝酸铵工厂时，查尔斯将成为该设施的电子和电气仪表控制主管。
当然，这需要精确的时间安排，但这并不比安装本身的时间安排更具挑战性。查尔斯说:“我们培训的实施和效率仍然是未知数。”“我们不会有经验丰富的工作人员，我们的劳动力主要集中在工厂周围的工业领域，主要是离散制造业。”
该公司拥有来自myna的2D模拟技术mimic，并结合了基于deltav的技术爱默生(www.emersonprocess.com)控制室周围的控制器。“我们正在用它来培训板操作员导航HMI，处理启动程序，以及板和现场操作员之间的沟通。我们能够将故障输入到模拟中，并查看操作人员如何解决故障，”Charles说。
资源问题
第二个原因是对3D模拟训练的缓慢接受——所需资源的水平——可能更多的是感知而不是现实。国际移民组织的舍勒说:“技术价格已经不像过去那样是个大问题了。”“与五年前相比，硬件成本下降了80%，而用于虚拟现实、多核处理和3D可视化的外设越来越非主流，而且成本效益也越来越高。我们看到了早期采用者的巨大兴趣，我相信3D将成为主流，但采用曲线仍处于早期阶段。”
霍尼韦尔的Ross对此表示赞同:“很多人在考虑3D技术时都会考虑成本，但成本可能不再是真正的障碍。我们已经看到3D模拟在平行行业中取得了很大的进步，从数据库挖掘到虚拟工厂的实地考察，这些行业和流程制造业一样注重成本。”
罗斯表示，霍尼韦尔正与3D模拟软件制造商Virthualis积极探索这项技术，“一些早期采用者已经取得了飞跃。我们认为它有很多适用性。例如，从模拟火灾辐射热对操作人员的影响的物理，到事件管理，重要的是要体验设备的物理可及性，爬梯子的感觉，诸如此类。”
横河的Milheiser提出了一个重要的观点:“(3D模拟)的隐性或持续成本会给预算带来压力——你一次只能培训几个人，培训的持续时间可能长达数周。仅仅是工厂培训周期的人力成本就可能成为阻碍。”
横河电机已经组装了一个多层程序，对于任何给定的最终用户，可能会也可能不会在3D模拟中达到高潮。该计划从工厂功能的通用低分辨率模块(“例如炼油厂的顶部，”Milheiser解释说)转移到工厂特定的，但仍然相对低分辨率的模块，提供自定进度的培训。最终用户的程序是否转向更高分辨率的模拟取决于需要。坦率地说，Milheiser说:“我们认为高保真度模拟的最佳用途是在工程中，测试工艺变化、成分反应、材料或供应变化，以及拟议资本支出的长期可行性。”
撇开所有的话题不谈，通过模拟进行的训练不仅会持续下去，而且已经成为一股不可阻挡的力量，无论是2D还是3D。英维思的舍勒说:“当知识消失的时候——记住，在三年内，一半的劳动力将退休——20多岁的年轻人将不得不立即成为专家。”“如果你想让下一个操作员知道某个泵的位置，模拟可以让你最快地把这个位置输入到人们的大脑中。”
舍勒补充说，这比找一位经验丰富的导师要快得多，假设你能找到一位，带着新员工在真正的工厂里一遍遍地参观。
