基于web的化工虛擬仿真平臺的構建與應用

范鳳艷 黃艷 易飛 李晉（四川化工職業技術學院，四川 瀘州 646005）

基于web的化工虛擬仿真平臺的構建與應用

范鳳艷 黃艷 易飛 李晉（四川化工職業技術學院，四川 瀘州 646005）

從化工虛擬仿真平臺的構建必要性出發，探討如何建設平臺運行環境及管理，結合教學資源，教學應用，教學隊伍，體質機制等方面。以四川化工職業技術學院為例，論證構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，秉承“資源節約、環境友好、本質安全”的綠色化工理念進行建設。投入820萬元，已建成具有58個化工虛擬仿真教學項目、11間仿真實訓室、仿真實訓機位550個、化工虛實結合實訓設備62臺套，有管理規范的專兼職教師隊伍，有設備運行、維護、更新和管理的相關規范。獲全國石油和化學工業協會和中國化工教育協會授予的“全國示范性實訓基地”稱號。

2 建設必要性

2.1 化工人才培養的需要

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”、“高風險、高消耗、高成本”致使化工人才采用常規方法培養困難。

2.2 政府化工安全生產的需要

2015年天津濱海新區爆炸事故發生后，習近平總書記做出重要指示：“我們要GDP，但我們不要帶血的GDP”，強調“安全生產第一意識”。教育部國家安全監管總局聯合發布對加強化工安全人才培養九個方面意見，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中心。

2.3 服務社會和經濟發展的需要

《中國制造2025》提出，到2020年，制造業數字化、網絡化、智能化取得明顯進展。四川油氣化工“十三五”發展規劃中指出大力改造提升傳統產業，推動中小微企業創新發展；化工虛擬仿真實訓中心的建設，為人才培養服務，為安全生產服務，為社會和經濟發展服務，非常有必要。

3 平臺運行環境及管理

平臺包含管理維護、教務管理、考試管理、資源管理等子系統。平臺運行由電信公司瀘州分公司提供3G帶寬網絡，校園網覆蓋學院教學樓、辦公樓、圖書館、學生宿舍等建筑的比例達100%。由華為虛擬機系統提供100T的存儲空間。具有身份認證、管理、權限控制等功能。擁有WEB防火墻、入侵防御系統、防病毒防火墻、安全審計等相關安全設備，并且通過了公安部門要求的二級等保要求。

4 教學資源

4.1 六大教學模塊豐富虛擬仿真資源

中心已建立了化工生產虛擬仿真教學模塊、化工安全虛擬仿真教學模塊、化工單元實驗實訓教學模塊、化學實驗實訓教學模塊、化工機電儀實驗實訓教學模塊、工程設計仿真實訓教學模塊等6大模塊、29套化工虛擬仿真實驗實訓教學軟件、開設了58個教學實踐項目。

4.2 校企合作資源建設

引入天華公司、瀘天化等公司真實生產案例和數據，將化工操作過程以網絡游戲技術為基礎，營造虛擬工廠的操作環境，實現環境真實化，具有交互式操作、在線網絡開放、遠程登錄、在線評分和成績記載等多種功能。虛擬仿真實訓教學資源與企業實習的互補性強。大大降低學習難度。

4.3 資源共享現狀

中心全年對校內外學生、教師開放，實現了開放式、分散式、預約式、自助式實訓教學新模式。重慶化工職業技術學院、西南科技大學等院校分別派師生到中心參加學習培訓，每年校外師生教學培訓超過2000人次。中心面向化工行業區域開展“科技和培訓服務”。通過中心仿真模擬和工程設計資源，已完成13個項目的成果轉化。

4.4 進一步共享計劃

創新共建、共管、共享合作模式；與協作單位共同開發化工特色3D生產場景、VR體感式互動操作場景、特色配套仿真教學教材、開放式網絡仿真教學平臺。不斷吸收培養青年教師，引進企業工作經歷人員，形成教育理念先進，教學科研水平高，團結協作、勇于創新的化工虛擬仿真實訓教學研發團隊。

建設多學科交叉融合的教科研平臺；融合化工、機械、儀表、電氣、安全、環保、網絡、軟件技術等多專業學科，將化工虛擬仿真實訓中心打造為集教研、科研、教學、創新、創業于一體的教科研綜合網絡共享平臺。

5 教學應用

5.1 實踐教學

虛擬仿真實訓系統操作手冊完備，中心教師為典型化工生產工藝編寫并出版了教材，實訓指導書、報告等過程資料完整。近年來，中心指導參賽團隊在全國化工生產技術大賽獲得優異成績。成功舉辦了首屆四川省高職學生化工生產技術大賽，并取得一等獎。

5.2 社會服務

中心面向化工行業區域開展“科技和培訓服務”，得到企業和行政主管部門好評。自2012年至2016年上半年，累計科技和培訓服務到賬資金521萬元。

6 教學隊伍

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

7 管理機制及資金保障

將“6S”管理理念引入教學現場管理，制訂了完善的安全規章制度和可行的應急處理預案。中心安排專人負責實驗實訓設備和相關器材、材料管理工作，目前中心的儀器設備使用率和設備完好率都保持在99%以上。系統制定并有效實施了中心教師工作績效考核、經費使用管理、實驗教學設備維護與可持續發展等政策措施。

中心的建設和發展一直得到來自政、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有限公司等企業通過校企合作共建方式，投入資金，另通過為企業提供服務，積極爭取行業、企業和社會投入，保障中心建設經費多方投入。

制訂了《化工虛擬仿真實訓中心項目專項資金管理辦法》等規章制度，按照“統一規劃、單獨核算、專款專用”的原則，加強經費監管，防范財務風險。

8 特色創新

創新資源節約環境友好本質安全的綠色化工理念，創新人才培養模式三段漸進、虛實結合，創新中心建設原則五結合、五合一，充分體現化工特色教育“環境真實化、過程虛擬化、設備生產化”功能明顯。

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易飛，四川富順人，工程師，主要從事應用化工專業教學與管理。

范鳳艷，四川瀘州人，實訓教師，主要從事化工軟件教學和精細化工產品實驗研究。