范鳳艷 黃艷 易飛 李晉（四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 瀘州 646005）

基于web的化工虛擬仿真平臺的構(gòu)建與應(yīng)用

范鳳艷 黃艷 易飛 李晉（四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 瀘州 646005）

從化工虛擬仿真平臺的構(gòu)建必要性出發(fā)，探討如何建設(shè)平臺運行環(huán)境及管理，結(jié)合教學(xué)資源，教學(xué)應(yīng)用，教學(xué)隊伍，體質(zhì)機(jī)制等方面。以四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，論證構(gòu)建化工虛擬仿真平臺具有必要意義。

化工；虛擬；仿真；平臺；中心

1 中心概況

本中心自2007年開始建設(shè)，秉承“資源節(jié)約、環(huán)境友好、本質(zhì)安全”的綠色化工理念進(jìn)行建設(shè)。投入820萬元，已建成具有58個化工虛擬仿真教學(xué)項目、11間仿真實訓(xùn)室、仿真實訓(xùn)機(jī)位550個、化工虛實結(jié)合實訓(xùn)設(shè)備62臺套，有管理規(guī)范的專兼職教師隊伍，有設(shè)備運行、維護(hù)、更新和管理的相關(guān)規(guī)范。獲全國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會和中國化工教育協(xié)會授予的“全國示范性實訓(xùn)基地”稱號。

2 建設(shè)必要性

2.1 化工人才培養(yǎng)的需要

化工特色“高溫高壓、有毒有害、易燃易爆”、“不可視、不可及、不可逆”、“高風(fēng)險、高消耗、高成本”致使化工人才采用常規(guī)方法培養(yǎng)困難。

2.2 政府化工安全生產(chǎn)的需要

2015年天津濱海新區(qū)爆炸事故發(fā)生后，習(xí)近平總書記做出重要指示：“我們要GDP，但我們不要帶血的GDP”，強(qiáng)調(diào)“安全生產(chǎn)第一意識”。教育部國家安全監(jiān)管總局聯(lián)合發(fā)布對加強(qiáng)化工安全人才培養(yǎng)九個方面意見，教高[2014]4號文，其中要求化工類高校建立虛擬仿真實驗教學(xué)中心。

2.3 服務(wù)社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要

《中國制造2025》提出，到2020年，制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化取得明顯進(jìn)展。四川油氣化工“十三五”發(fā)展規(guī)劃中指出大力改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，推動中小微企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展；化工虛擬仿真實訓(xùn)中心的建設(shè)，為人才培養(yǎng)服務(wù)，為安全生產(chǎn)服務(wù)，為社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，非常有必要。

3 平臺運行環(huán)境及管理

平臺包含管理維護(hù)、教務(wù)管理、考試管理、資源管理等子系統(tǒng)。平臺運行由電信公司瀘州分公司提供3G帶寬網(wǎng)絡(luò)，校園網(wǎng)覆蓋學(xué)院教學(xué)樓、辦公樓、圖書館、學(xué)生宿舍等建筑的比例達(dá)100%。由華為虛擬機(jī)系統(tǒng)提供100T的存儲空間。具有身份認(rèn)證、管理、權(quán)限控制等功能。擁有WEB防火墻、入侵防御系統(tǒng)、防病毒防火墻、安全審計等相關(guān)安全設(shè)備，并且通過了公安部門要求的二級等保要求。

4 教學(xué)資源

4.1 六大教學(xué)模塊豐富虛擬仿真資源

中心已建立了化工生產(chǎn)虛擬仿真教學(xué)模塊、化工安全虛擬仿真教學(xué)模塊、化工單元實驗實訓(xùn)教學(xué)模塊、化學(xué)實驗實訓(xùn)教學(xué)模塊、化工機(jī)電儀實驗實訓(xùn)教學(xué)模塊、工程設(shè)計仿真實訓(xùn)教學(xué)模塊等6大模塊、29套化工虛擬仿真實驗實訓(xùn)教學(xué)軟件、開設(shè)了58個教學(xué)實踐項目。

4.2 校企合作資源建設(shè)

引入天華公司、瀘天化等公司真實生產(chǎn)案例和數(shù)據(jù)，將化工操作過程以網(wǎng)絡(luò)游戲技術(shù)為基礎(chǔ)，營造虛擬工廠的操作環(huán)境，實現(xiàn)環(huán)境真實化，具有交互式操作、在線網(wǎng)絡(luò)開放、遠(yuǎn)程登錄、在線評分和成績記載等多種功能。虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)資源與企業(yè)實習(xí)的互補(bǔ)性強(qiáng)。大大降低學(xué)習(xí)難度。

4.3 資源共享現(xiàn)狀

中心全年對校內(nèi)外學(xué)生、教師開放，實現(xiàn)了開放式、分散式、預(yù)約式、自助式實訓(xùn)教學(xué)新模式。重慶化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院、西南科技大學(xué)等院校分別派師生到中心參加學(xué)習(xí)培訓(xùn)，每年校外師生教學(xué)培訓(xùn)超過2000人次。中心面向化工行業(yè)區(qū)域開展“科技和培訓(xùn)服務(wù)”。通過中心仿真模擬和工程設(shè)計資源，已完成13個項目的成果轉(zhuǎn)化。

4.4 進(jìn)一步共享計劃

創(chuàng)新共建、共管、共享合作模式；與協(xié)作單位共同開發(fā)化工特色3D生產(chǎn)場景、VR體感式互動操作場景、特色配套仿真教學(xué)教材、開放式網(wǎng)絡(luò)仿真教學(xué)平臺。不斷吸收培養(yǎng)青年教師，引進(jìn)企業(yè)工作經(jīng)歷人員，形成教育理念先進(jìn)，教學(xué)科研水平高，團(tuán)結(jié)協(xié)作、勇于創(chuàng)新的化工虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)研發(fā)團(tuán)隊。

建設(shè)多學(xué)科交叉融合的教科研平臺；融合化工、機(jī)械、儀表、電氣、安全、環(huán)保、網(wǎng)絡(luò)、軟件技術(shù)等多專業(yè)學(xué)科，將化工虛擬仿真實訓(xùn)中心打造為集教研、科研、教學(xué)、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)于一體的教科研綜合網(wǎng)絡(luò)共享平臺。

5 教學(xué)應(yīng)用

5.1 實踐教學(xué)

虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)操作手冊完備，中心教師為典型化工生產(chǎn)工藝編寫并出版了教材，實訓(xùn)指導(dǎo)書、報告等過程資料完整。近年來，中心指導(dǎo)參賽團(tuán)隊在全國化工生產(chǎn)技術(shù)大賽獲得優(yōu)異成績。成功舉辦了首屆四川省高職學(xué)生化工生產(chǎn)技術(shù)大賽，并取得一等獎。

5.2 社會服務(wù)

中心面向化工行業(yè)區(qū)域開展“科技和培訓(xùn)服務(wù)”，得到企業(yè)和行政主管部門好評。自2012年至2016年上半年，累計科技和培訓(xùn)服務(wù)到賬資金521萬元。

6 教學(xué)隊伍

中心擁有一支“觀念新、素質(zhì)高、能力強(qiáng)”的專兼職教師隊伍，83%的教師有下廠鍛煉經(jīng)歷。61%的教師來自企業(yè)，13%的為企業(yè)兼職教師。老中青搭配合理，35～50中年教師占50%。正高職稱占33%。

7 管理機(jī)制及資金保障

將“6S”管理理念引入教學(xué)現(xiàn)場管理，制訂了完善的安全規(guī)章制度和可行的應(yīng)急處理預(yù)案。中心安排專人負(fù)責(zé)實驗實訓(xùn)設(shè)備和相關(guān)器材、材料管理工作，目前中心的儀器設(shè)備使用率和設(shè)備完好率都保持在99%以上。系統(tǒng)制定并有效實施了中心教師工作績效考核、經(jīng)費使用管理、實驗教學(xué)設(shè)備維護(hù)與可持續(xù)發(fā)展等政策措施。

中心的建設(shè)和發(fā)展一直得到來自政、航、校、企的大力支持，其中四川天華股份有限公司、北京東方仿真軟件技術(shù)有限公司等企業(yè)通過校企合作共建方式，投入資金，另通過為企業(yè)提供服務(wù)，積極爭取行業(yè)、企業(yè)和社會投入，保障中心建設(shè)經(jīng)費多方投入。

制訂了《化工虛擬仿真實訓(xùn)中心項目專項資金管理辦法》等規(guī)章制度，按照“統(tǒng)一規(guī)劃、單獨核算、專款專用”的原則，加強(qiáng)經(jīng)費監(jiān)管，防范財務(wù)風(fēng)險。

8 特色創(chuàng)新

創(chuàng)新資源節(jié)約環(huán)境友好本質(zhì)安全的綠色化工理念，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式三段漸進(jìn)、虛實結(jié)合，創(chuàng)新中心建設(shè)原則五結(jié)合、五合一，充分體現(xiàn)化工特色教育“環(huán)境真實化、過程虛擬化、設(shè)備生產(chǎn)化”功能明顯。

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易飛，四川富順人，工程師，主要從事應(yīng)用化工專業(yè)教學(xué)與管理。

范鳳艷，四川瀘州人，實訓(xùn)教師，主要從事化工軟件教學(xué)和精細(xì)化工產(chǎn)品實驗研究。