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新象新知

項目 特點 公司/研發機構 產品名稱

第一代(20世紀60年代) 不完善的數據庫，簡單的數學模型，以烴類加工為 Kellogg Flexible Flowsheet
主，物料及能量計算 University of Houston CHESS
第二代 (20世紀70年代) 較完善的數據庫，複雜而精確的數學模型，擴展至 Monsanto FLOWTRAN
氣－液兩相、物料平衡及熱平衡計算 Simulation Sciences PROCESS
第三代 (20世紀80年代) 擴展至氣液固三相製程，並新增經濟評價，工況分 Aspen Technology Aspen Plus
析 Hyprotech HYSIM

第四代 (20世紀90年代) 穩態和動態集成，從離線的單純穩態計算走向與工 Hyprotech HYSYS
業裝置緊密相連的動態資料交換模擬 Aspen Technology Aspen Custom Modeler, Aspen
SIMSCI Dynamics, Polymers
Plus ProVision
第五代 (21世紀10年代) 將動態模擬提升到即時反應的層次，並且開發了與 MYNAH Technologies Mimic Simulation
控制系統緊密集成的平台 Honeywell Unisim Suite
Invensys Dynsim Suite
Kongsberg K-SPICE ASSET
SIEMENS SIMIT

表 1、製程模擬技術的演進 [1]

什麼是動態製程
模擬系統 Mechanical Failure
Operator Error
Unknown
製 程模擬是綜合了熱力 Process Upset
學、化學工程、系統
Natural Hazard
工程、計算方法等學科，透
Design Error
過電腦軟硬體對系統的設
Sabotage/Arson
備、製程以及整個運作流程
進行描述的一項技術 [1][3] 。模 0 20 40 60 80 100
擬系統的架構主要分成兩部 AVERAGE DOLLAR LOSS BY CAUSE
(millions of dollars)
分 圖2 ，一是自動化控制端
的模擬，包含了虛擬控制器
圖 1、工廠營運虧損原因比例表
(Virtual Controller)、控制策略
(Control Strategy)及輸入輸出
(I/O)信號的規劃；二是製程
HMI Instructor
端的模擬，包含了製程模型
(Process Modeling)及I/O模型 VIRTUAL PLANT
Dynamic Simulation
(I/O Models)的建立。其他像 Operator/
是快照 [註1] 、模型提/降速、劇 Process Models Virtual Controller Engineer
Operator Training
本考核評分，指導者介面功能 Manager Control Strategies HMI
模組等附屬功能，亦包含在其 IO Models
HMI
中，可用以協助人員的訓練。
IO Bridges Real-Time IO Control System IO HMI
模擬器運作的基本原理，主要
是透過製程模型來模仿如馬
達、熱交換器設備和外在環境
的特性，取代它們在真實環境 圖 2、模擬系統架構
下運作所產生的結果，再透過
與控制系統連結進行資料交 設備或裝置的情況下，透過模擬器來模擬設備及偵測器的訊號，呈
換。簡單來說，就是可以使控 現真實工廠的運行狀況。而動態製程模擬不僅模擬了穩態點的狀
制系統在不連接任何實際硬體 態，還能模擬在達到穩態前後的動態改變過程，即時呈現擾動事件

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