Det tar lång tid att lära sig konsten att driva ett vattenverk. Från att en drifttekniker anställs tills han kan ansvara för all drift av vattenverket krävs år av erfarenhet, åtminstone om verket består av några mera komplexa reningssteg, som kemisk fällning, sedimentering, pelletsavhärdning eller motsvarande, där såväl uppehållstid, vattenkvalitetsvariationer, kemikaliedosering som störningar i driften påverkar vattenkvaliteten och driftsäkerheten. Snabbare än realtids-utbildning (faster than real time) används vid utbildning av militära piloter. Jämförelser mellan accelererad simulatorträning och simulatorträning i realtid visar på samma eller bättre resultat för den snabba simuleringen. Eleven kan öka inlärningskapaciteten, minns mera från simuleringen och behöver tillbringa kortare tid i simulatorn, vilket minskar stressen och ökar uppmärksamheten. En möjlig nackdel är att denna supersnabba inlärning ger ett mera aggressivt och rastlöst förhållningssätt till styrning av den långsammare verkliga processen.
Av: Kenneth M Persson
För att underlätta för nya driftoperatörer att komma in i driftfrågor snabbare har världens första vattenverkssimulator utvecklats i Nederländerna i projektet Waterspot. Waterspot används av Tekniska högskolan i Delft i undervisningen och av Amsterdams vattenbolag Waternet för utbildning av nya drifttekniker. I en rolig artikel av Worm och medarbetare (2012) har de försökt utvärdera om det går att påskynda inlärningsprocessen för drifttekniker genom att simulera en driftcykel i högre hastighet än normalhastigheten, så att 20 timmars drifthändelser simulerades att ske under en tjugo minuter lång simulering.
Man tog ut fyra grupper med vardera fyra personer, som fick ägna sig åt att driva vattenverkssimulatorn vid sammanlagt tre olika utbildningstillfällen. Tre av grupperna fick driva simulatorverket i forcerad hastighet, medan en fjärde grupp var referensgrupp och simulerade drift i vanlig hastighet, i realtid.
De tre grupperna med högre än normalhastighetsdrift var sammansatta av operatörer med olika erfarenhet. En grupp bestod av operatörer som hade lång erfarenhet att driva samma vattenverk i verkligheten som simulerades i datordrift (EO). En annan grupp bestod av nyanställda och oerfarna operatörer som skulle lära sig att driva vattenverket (OO). Två grupper bestod av lekmän, frivilliga studenter från Delfts tekniska högskola, som inte hade någon tidigare erfarenhet av att driva vattenverk. Den ena studentgruppen var referensgruppen (L1x), medan den andra fick simulera höghastighetdriften (L60x).
Det vattenverk som simulerades i Waterspotsimulatorn var en digital modell av Wim Mensikverket. I Wim Mensikverket behandlas konstgjort infiltrerat grundvatten från sanddyner genom kaskadluftning, snabbsandfiltrering, avhärdning i pelletsavhärdare och desinfektion med natriumhypoklorit. Dessutom finns en omvänd-osmosanläggning som kan totalavsalta vatten vilket kan shuntas med övrigt berett vatten för att upprätthålla vattenkvaliteten inom önskat intervall.
I försöket som Worm och medarbetare redogör för, fick deltagarna lära sig att förbättra vattenkvaliteten och upprätthålla den i simulatorn. Alla deltagare fick samma detaljerade skriftliga anvisningar före experimentet i vilket kontroll och programhantering för simulator förklarades. De fick också information om vilka uppgifter de hade att sköta i simulatorn och vilka störningar som infördes under träningen. Deltagarna instruerades att driva simulatorn så att vattenkvaliteten i det simulerade producerade dricksvattnet skulle vara mjukt och icke aggressivt, med en total hårdhet mellan 1,4 och 1,6 mmol / l, ett langlierindex mellan 0,2 och 0,4, och pH mellan 7,5 och 8,5. För att kunna verka inom dessa fönster kunde deltagarna ändra på tre variabler: (i) antalet aktiva reaktorer (0, 1, 2, 3, 4, 5 eller 6), (ii) dosering av lut, kaustiksoda (0-200 liter / h per reaktor), och (iii) doseringen av koldioxid (0-20 Nm3 / h) för pH neutralisation. De fick lära sig att använda simulatorn under tre tillfällen, varefter de fick hantera fel och driftstörningar vid två olika tillfällen. Varje simuleringstillfälle pågick 20 minuter.
Deltagarna utvärderas efter hur mycket avvikelser från önskad kvalitet deras simuleringar orsakade och felen summerades till en felvektor för varje operatör vid varje tillfälle. Dessa felvektorer kunde sedan utvärderas statistiskt för att visa inlärningseffekten av simuleringen med tiden respektive för att jämföra de olika försöksgruppernas resultat.
Alla grupper förbättrade sina resultat med tiden. Simuleringen gjorde alltså nytta för alla. Det gick inte att se någon skillnad i förmåga att driva och felsöka beredningsprocessen mellan EO och IO. Men de erfarna operatörerna förstod processen efter den första körningen och började styra också andra variabler utanför de av försöksledningen anvisade för att optimera processen. Antalet ingrepp var därför inte lägre utan högre per tidsenhet för de erfarna operatörerna jämfört med de oerfarna. Lekmännen, de helt oerfarna studenterna, hade betydligt större problem att hålla vattenkvaliteten än operatörerna EO och IO. Men vid jämförelse mellan den grupp som fick driva verket vid forcerad hastighet L60x och den som opererade vid normalhastighet L1x, fick den förra gruppen mindre felvektor än den senare. Också vattenverkssimulering kan ske i snabbare än realtid, vilket ökar inlärningen.
Artikeln är på sätt och vis självklar men också bestickande. Skall man lära sig något är det bra att träna på olika sätt. Ju mer man övar, desto duktigare blir man. Men att inlärning i superhastigheter kan vara ett sätt att snabbare lära sig en färdighet är i förstone kanske inte så uppenbart. Men vid höga hastigheter, snabba ryck, måste beslutstiden kortas och felavhjälpning ske resolut, för annars går processen överstyr. Inlärning med hjälp av processimulering kan öka förståelsen av komplexa verksamheter och ge operatörerna viktig hjälp i sitt arbete.
Källa: G.I.M. Worm, M. van der Wees, J.C.F. de Winter, L. de Graaf, P.A. Wieringa och L.C. RietveldTraining and assessment with a faster than real-time simulation of a drinking water treatment plantSimulation Modelling Practice and Theory 21 (2012) 52–64
Artikeln i Simulation Modelling Practice and Theory finns att köpa från utgivaren här.
