熱帶生產虛擬仿真系統在高職教學中的應用

摘 ?要：由于軋鋼設備、場地等條件的限制，材料成型與控制技術專業學生的實訓不能落到實處。依托“熱連軋生產仿真實訓系統”的虛擬軋鋼系統有效地解決了軋鋼設備操作培訓的難題。通過我院近三年來對在校學生開展識崗實訓、生產性實訓以及項崗實習的實踐證明，在實訓教學中利用虛擬軋鋼系統進行教學、培訓、職業技能鑒定都能取得良好的效果，學生能切實領會軋鋼設備操作的要領，操作技能全面提升。

關鍵詞：熱連軋生產;軋鋼;仿真;職業技能

一、前言

材料成型與控制專業教學計劃中，識崗實訓、生產性實訓以及項崗實習等實踐教學約占總學時的24%。但由于軋鋼設備、場地等條件的限制，這些實訓在生產現場很難進行。作為生手，學生即使到了生產現場，動手操作的機會也很少。動手能力差一直是材料成型與控制專業畢業生的最大弱項，在工廠見習期長一直是用人單位很不滿意的地方。

為了提高學生的動手能力，2012年學院利用建設四川省示范高職院校的契機，引進了熱連軋生產虛擬仿真實訓系統，建成了仿真實訓室，開始采用“虛擬環境與真實環境相結合，教、學、做一體”的項目式教學，取得了良好的教學效果。

二、熱連軋生產仿真實訓室的配置和功能

熱連軋仿真實訓室配備有40臺學生機、2臺教師機、2套投影設備，能同時滿足20人實習、實訓之需。熱連軋生產虛擬仿真實訓系統是綜合利用計算機圖形學、光電成像技術、傳感技術、仿真技術、人工智能等多種技術，創建的一個逼真的虛擬環境下的虛擬軋鋼系統。借助各種交互設備置身于虛擬環境之中，與虛擬環境中的實體進行交互，產生等同于真實物理環境的體驗和感受，實現虛實結合、實時互動的新體驗。

熱連軋生產虛擬仿真實訓系統，包括鋼坯加熱、板坯粗軋、中間坯精軋、熱帶卷取等學習性工作任務。在加熱任務中，可進行加熱溫度設定、煤氣操作、電氣控制、裝鋼機、出鋼機、步進梁、輥道操作、爐門操作等訓練。粗軋任務中，可進行開軋前準備、立輥標定、平輥標定、側導板標定、開軋前準備等操作實訓以及異常工況的處置等。精軋任務中，可進行系統檢查、飛剪設置、輥縫設定、AGC模式設定、竄輥設定、軋機速度設定、彎輥設定、側導板設定、主速度控制、輥縫控制等操作訓練。卷取任務中，可進行卷取設定、夾送輥壓力修正、模式控制等操作實訓。

三、配套教學資源的開發和系統的有效利用

為發揮仿真軟件系統的功能和作用，編寫了任務書、指導書、技術操作規程、技能鑒定考試題庫。這樣，該系統不僅可用于學生、企業人員的短期單項和長期綜合訓練，也可用于中、高級軋鋼工職業技能鑒定。

近三年來，利用熱連軋仿真實訓系統先后完成了各年級學生的軋鋼工基本技能實訓265人次，校內頂崗實訓23人次，校內生產性實訓70人次，完成軋鋼工考證214人次。實訓時首先由教師下達實訓任務，并作適當的示范操作后，由學生單獨進行反復操作練習。實訓任務的安排也是按生產工藝流程和操作程序由易到難、由單一到連續，最后再進行全流程綜合實訓。實訓結束時，再根據需要安排學生進行上機操作考核或安排學生通過考試獲取軋鋼工職業資格證書。

2013年上半年，完成2011級材料成型與控制技術專業兩個班、84人次的軋鋼工基本技能實訓，合格率85.71%;完成2011級材料成型與控制技術專業兩個班及2010年部分學生中級軋鋼工考證訓練和職業技能鑒定86人次，合格率86.05%。

2014年上半年，完成2011年校內頂崗實訓及軋鋼考證23人次，合格率100%;完成2012級兩個班軋鋼工基本技能實訓70人次，合格率97.14%;完成2012級材料成型與控制技術專業兩個班及2011年部分學生軋鋼工職業技能鑒定69人次，合格率97.10%。

2014年下半年完成2013級軋鋼工基本技能實訓36人次，合格率97.22%;完成軋鋼工職業技能鑒定36人次，合格率100%;校內生產性實訓70人次，合格率97.14%。

2015年上半年，完成軋鋼工基本技能實訓75人次。

四、結語

在虛擬的工廠環境中進行逼真的設備設定和監控操作，激發了學生的興趣和求知欲;通過從正常工況到異常工況情境變化、同一情境反復多次的練習，學生很快從生手成為小專家，大大縮短了學生從學校到企業頂崗的適應期，為企業輸送了高技能人才，得到企業的高度認可。

虛擬仿真系統是長流程專業實施理論實踐一體化、做中學等先進教學模式的有效支撐，配套完善教學資源是提高教學效率的關鍵。

參考文獻：

[1]李登超、任漢恩、霍峰，大型熱連軋生產線虛擬仿真實訓系統的開發和項目化教學[J]，新經濟，2015（5），122.

（作者單位：四川機電職業技術學院）