基于虛擬仿真系統的準生產性實訓研究

謝新（武漢電力職業(yè)技術學院，湖北 武漢430079）

基于虛擬仿真系統的準生產性實訓研究

謝新
（武漢電力職業(yè)技術學院，湖北 武漢430079）

生產性實訓是高職院校專業(yè)內涵建設的核心，基于現代信息技術的虛擬仿真教學能有效促進專業(yè)教學與企業(yè)生產的對接。文章通過研究熱能與發(fā)電工程類專業(yè)生產性實訓的特點，總結了基于虛擬仿真系統的準生產性實訓基地的建設原則，探討基于準生產性實訓基地的頂崗實習管理方法，為專業(yè)群的特色建設及可持續(xù)發(fā)展指明了方向。

虛擬仿真系統；準生產性實訓；研究

生產性實訓作為高職院校教學體系的中心內容，是突出辦學特色、提升高技能人才培養(yǎng)質量的關鍵所在，生產性實訓是指通過產品生產、技術研發(fā)、社會服務等生產性過程，在實現經濟效益的同時培養(yǎng)學生實踐技能、提高學生的綜合職業(yè)能力的一種實踐性教學模式。通過生產性實訓，學生在真實的生產環(huán)境中完成生產與實訓任務，掌握綜合操作技能，使動手能力和創(chuàng)新精神得到鍛煉。生產性實訓教學的生產性主要體現在：（1）實訓的內容以企業(yè)生產任務為中心，將技能訓練融入生產，實現訓練、生產一體化，理論學習和實際應用一體化；（2）按照生產要求建立生產組織管理，改變傳統的專業(yè)和行政班級管理模式；（3）具有真實的生產環(huán)境、企業(yè)文化和職業(yè)體驗條件［1］。

一、熱能與發(fā)電工程類專業(yè)群生產性實訓的特點

熱能與發(fā)電工程類專業(yè)群（火電廠集控運行、電廠熱能動力裝置等）主要面向大中型火力發(fā)電企業(yè)及其他電能生產企業(yè)的一線運行值班員崗位，大型火電機組設備的高成本投入以及電能連續(xù)生產的重要性是電力企業(yè)的特點，同時機組運行事故導致的人身傷亡、設備損毀、經濟損失不可估量，因此本專業(yè)的生產性實訓教學與其他專業(yè)相比具有不可逆性，學生不可能在完全真實的生產工作環(huán)境中進行實訓。但是隨著火電機組的容量、參數的提高，火電機組運行參數變化快，控制日益復雜，對運行人員的操作調控水平要求也越來越高，只有高強度、高保真性的反復實操訓練才能提高運行值班員的專業(yè)素質和職業(yè)技能，才能保障機組運行的安全性、經濟型。

為提高運行人員的操作技能，火電機組仿真系統應運而生。火電廠實時仿真系統俗稱仿真機，通過虛擬仿真實訓可提高運行人員的操作水平與處理事故的能力，從而提高電力生產的安全性。由于信息技術的不斷發(fā)展，運行值班員逐步從以往的面向儀表、盤臺轉為面向計算機屏幕，仿真機也由原來的軟、硬件仿真過渡到了全軟件仿真，采用人機交互界面系統完全模擬現場操作（就地站）以及集控室遠程操控（OIS站），實現全過程、全范圍的仿真，覆蓋了火電機組啟動、變工況調節(jié)、事故處理、停機等全部典型的生產過程，包含火電機組轄內所有典型系統和設備的全部操作，具有經濟、可靠、實用、安全、靈活、可重復使用等優(yōu)點。

依托虛擬仿真系統的準生產性實訓基地除了生產環(huán)境非企業(yè)現場等要素不能滿足實訓的生產性，其他方面均可以實現生產性實訓基地的功能：（1）能按照課程教學標準的要求，能針對學生進行生產性實訓和頂崗實習等各種實踐教學；（2）能按國家職業(yè)標準的要求，針對學生、教師或社會人員進行相應職業(yè)技能和職業(yè)素質訓練和考核［1］。此外，還可以在科研、技術服務、國際交流合作、示范輻射等方面發(fā)揮作用。因此通過虛擬仿真系統開展準生產性實訓教學，提升職業(yè)技能成為本專業(yè)群的特色。

二、基于虛擬仿真系統的準生產性實訓基地的建設原則

火電機組仿真技術是一項成熟的技術，根據火電機組的運行參數（亞臨界、超臨界等）、裝機容量、主機型號（鍋爐、汽輪機、發(fā)電機三大主機）、熱力系統配置、控制系統型式、輔機系統等諸多因素，實際各仿真機都不相同。對于專業(yè)教學而言，囊括所有仿真機型是不可能也是不必要的。在有限的條件下，實訓基地的建設按照功能性進行歸并，盡可能做到相對集中、功能顯著，其建設設計思路主要以工業(yè)性、典型性、前瞻性為目標。

工業(yè)性主要體現在校企合作，實訓體系的訓練項目和電力運檢類專業(yè)的運行、維護項目一致，實訓基地的建設突出一個“實”字，即盡可能營造與行業(yè)、企業(yè)需要相一致的環(huán)境與氛圍，引入企業(yè)典型工作任務來構建實訓教學平臺，既滿足實訓教學功能需求，也符合現場工程規(guī)范準則，使學生能提高實戰(zhàn)能力，能提高技能水平，能提高職業(yè)素養(yǎng)，成為社會需要的高技能人才。

典型性主要體現在虛擬仿真系統，覆蓋絕大部分電能生產企業(yè)的火力發(fā)電機組型號，涵概了容量12MW、30MW、300MW、600MW、1000MW的各類機組，典型的循環(huán)流化床鍋爐、煤粉爐，參數有中壓/高壓/亞臨界汽包鍋爐、超臨界直流鍋爐等，學生職業(yè)技能的掌握是建立在真實崗位環(huán)境中的基于典型工作任務的反復訓練，為職業(yè)技能的拓展遷移奠定了堅實的基礎，保證了實訓基地在同類高校的特色及規(guī)模性的示范效應。

堅持項目建設的先進性和前瞻性，相比企業(yè)生產的同一性，實訓基地的仿真機堅持“一機多模”，考慮實訓基地建設的可擴展性，密切關注電力產業(yè)的最新技術發(fā)展和技能需求動態(tài)，突出專業(yè)領域的新知識、新設備、新技術和新方法的可應用性。在滿足掌握專業(yè)基本知識和基本技能的基礎上，及時提供運用本領域的最新技術及相關技能的條件，實現專業(yè)教學基礎性和先進性的統一。

三、基于準生產性實訓基地的頂崗實習管理

依托基于火電機組仿真系統的校內準生產性實訓基地可實現火電廠集控運行專業(yè)學生的生產性實訓——頂崗實習。頂崗實習是學校教學的重要組成部分，是學生將理論知識轉化為實際操作技能的重要環(huán)節(jié)。它有助于培養(yǎng)學生未來職業(yè)崗位上嚴謹的工作作風、良好的職業(yè)道德和素質。熱能與發(fā)電工程類專業(yè)群畢業(yè)生就業(yè)形勢良好，多數學生能應聘到大中型火電生產企業(yè)，但往往這些企業(yè)要求學生在拿到畢業(yè)證以后才能正式辦理入職手續(xù)，那么在近半年的時間內學生如何按照高職教育的要求完成頂崗實習呢？

頂崗實習，是指學生在基本上完成教學實習和學過大部分基礎技術課之后，到專業(yè)對口的現場直接參與生產過程，綜合運用本專業(yè)所學的知識和技能，以完成一定的生產任務，并進一步獲得感性認識，掌握操作技能，學習企業(yè)管理，養(yǎng)成正確勞動態(tài)度的一種實踐性教學形式［2］。如前所述，電力行業(yè)電能生產企業(yè)的生產是連續(xù)性的，一線生產人員要時刻保持高度的關注力、責任心，同時電能生產的質量與國民經濟生產、人民生活必需息息相關，因此熱能與發(fā)電工程類專業(yè)群的頂崗實習不同于其他專業(yè)普通實習實訓，如果按照要求必須完全進入生產現場、完全履行崗位全部職責、完全承擔生產任務是不現實的，也是不安全的。

按照生產性實訓教學特點，根據火電機組仿真系統的功能，可設計火電機組運行仿真頂崗實習的管理流程：

1.人員管理。將不符合專業(yè)對口原則、實習單位與就業(yè)單位一致原則的未辦理頂崗實習手續(xù)的學生進行集中管理，打破傳統的專業(yè)和行政班級，一般按4人組成團隊構成單元機組，根據火電機組的人員崗位編制和學生專業(yè)水平，設置機長1名、主操1名、副操2名，模擬履行火電機組運行人員的生產職責。

2.作息時間管理。根據火電機組連續(xù)生產的運行機制，考慮學生在校內準生產性實訓基地的作息時間，把學生分為若干值，模擬實施火電廠運行交接班制度，充分發(fā)揮仿真系統的工況存儲、調用功能，不同值的學生按照交接班制度接續(xù)操作，保證學生在實訓基地內有飽滿的工作任務和學習任務。

3.實訓任務管理。利用火電機組仿真系統的全過程、全范圍仿真功能，由指導教師模擬值長或調度發(fā)布指令，完成單元機組的啟動、變工況調節(jié)、事故處理、停機等全部典型的生產過程，完成火電機組轄內所有典型系統和設備的全部操作，實訓過程中學生必須填寫運行值班日志、運行交接班記錄。實訓過程實際就是火電機組的生產運行過程，實訓過程中學生將學會工作職責、職業(yè)素養(yǎng)，為真正進入職場夯實基礎。

四、結束語

基于火電機組仿真系統的準生產性實訓基地的建設，可以有效解決熱能與發(fā)電工程類專業(yè)群的生產性實訓教學環(huán)節(jié)的諸多不利因素，通過虛擬生產可以滿足生產性實訓的生產性特點，實訓情境、實訓任務、實訓操作內容等接近實際生產過程，實訓進程完全模擬火電廠的連續(xù)生產過程，實訓內容基于火電機組運行維護的典型生產任務。

未來新的虛擬現實技術及裝備的推廣，將促進虛擬漫游系統在專業(yè)教學中的應用，可實現專業(yè)群中運行維護人員的火電廠虛擬巡檢、設備虛擬檢修等功能。總之，除了未見真實的生產環(huán)境、不能有真實的產品以外，基于火電機組虛擬仿真系統的準生產性實訓在專業(yè)教學體系中將發(fā)揮重大作用，通過準生產性實訓可實現訓練、準生產一體化，理論學習和實際應用一體化，促進學生職業(yè)素質培養(yǎng)和專業(yè)技能培養(yǎng)一體化。

Productive training is the core construction in vocational colleges，virtual simulation based on the teaching of modern information technology can effectively promote the teaching and docking producer.By studying characteristics of productive training of the heat and power engineering majors，the paper summarized the principles of construction of production-based training base of virtual simulation system，explored internship management method based on production-training base，directing the characteristic construction and sustainable development of the professional group.

virtual simulation system；quasi-productive training；research

G642

A

2096-000X（2016）17-0160-02

謝新，武漢電力職業(yè)技術學院，副教授。

［1］http://blog.sina.com.cn/s/blog_5580365b0100zfxj.html［EB/OL］.

［2］http://baike.baidu.com/link？url=Y71hmR046MJj904zJkjllj0QIMz aXKUzO7_q_ajtu7wIu_eZnDsEj2RrYMEsRUhgko4-psdeEcNZf62 zyNzF7q［EB/OL］.