虛擬仿真技術下物流實訓室建設思考

基金項目：2020年中國物流學會、中國物流與采購聯合會研究課題 孫靜《虛擬仿真技術下物流實訓室建設思考》（編號：2020CSLKT3-247）

摘 要：為解決高校物流管理專業在實驗實訓教學面臨投入大、實施難、危險大、觀摩難的問題，進一步探究計算機虛擬仿真技術下的物流實訓室建設價值，本論文以高校計算機仿真技術下的物流實訓室構建為案例，提出計算機物流仿真實訓室的構建方案，規劃其基本構建框架，并分析計算機物流仿真實訓室的主要功能。計算機物流仿真實訓室的構建可有效實現生產物流、配送中心、港口物流以及供應鏈的仿真，在理實一體化教學、社會服務以及科研項目開發與服務中發揮著不可或缺的重要作用。

關鍵詞：虛擬仿真;物流實訓室;實訓教學

一、研究目的

現有的物流管理實驗教學體系、教學手段不能夠滿足高質量物流專業人才培養的需要，主要原因是有一些物流管理方向的實驗項目具有高危險性、高消耗性、高成本、極端環境下具有不可及、不可逆的操作特點，如庫存控制、運輸調度的仿真，分揀、倉儲和配送的仿真，堆存與船舶裝卸功能的仿真，由于高校受教學場地條件的限制，如果使用常規的實驗設備是無法進行實驗教學工作的，這樣學生就無法掌握物流管理專業相關的理論知識與操作的技術，而物流管理虛擬仿真實驗室系統，就可以完全實現上述實驗教學項目，進而拓展學生的知識面，大大提高學生的案例分析與動手操作能力。

二、研究的意義

（一）實驗教學改革與創新的需要

開放式虛擬仿真物流實驗室，采用多媒體技術電腦上創建虛擬實驗室環境，實驗室中可以提供虛擬實驗儀器，進行實驗的學生通過互聯網在接近真實的人機交互界面完成相關的實驗，同時實驗環境下還可以提供實驗教學的一體化管理功能。仿真實驗教學資源與真實實驗教學資源相結合，可以進一步完善實驗教學體系。

（二）實踐教學的需要

物流虛擬仿真教學，可以部分或全部替代高危險性、高消耗性、高成本的實踐操作環節，從而解決現實實踐教學資源不足的問題。高校建設虛擬仿真物流實驗室，在學生去企業實習之前，通過仿真教學軟件的演練，從理論上了解物流、供應鏈的具體流程，了解并掌握物流設備的操作方法，然后再去企業參觀學習，這樣就可以達到事半功倍的效果。

三、建設物流虛擬實訓室遵循的原則

建設物流管理虛擬仿真實驗教學中心，可達到資源共享、教學互動、不受時空限制、全天候的信息化實驗教學目的，對提高學校物流管理專業人才培養質量起到了很好的促進作用。

（一）經濟性

實驗室使用的設備都是虛擬設備，不存在破壞、磨損等問題，可反復實驗、使用，既滿足實踐教學的需要，又節省了實驗經費、進而提高辦學的效益。

（二）開放性

虛擬仿真實驗操作，可以徹底打破空間的限制，在任何時間、地點可以給任何實驗操作者提供學習、工作、研究的實驗場所，可以實現實驗教學與科學研究的同步進行。

（三）安全性

對一些高危險、高成本、破壞性或極端環境的實驗，可在虛擬實驗室完成。

（四）靈活性

虛擬實驗室盡量采用易維護、易擴充的器件。學生可根據自己設計的實驗報告設計、創建歸屬個人需求的實驗模塊、或在系統中已有的功能模塊的基礎上，通過改進、組合的方式建立新的模塊。

（五）交互性

在虛擬實驗中實驗人員，可依據自身的要求，使用虛擬實驗室提供的虛擬器件設計、搭建具體實驗模型，同時系統可以在實驗中提供實驗的過程控制功能，而且系統還具有將實驗者的操作進行信息的反饋功能。

（六）抗干擾性

可以避免硬件實驗帶來的實驗目的的無關的干擾，如：儀器故障等所造成的影響。

四、物流虛擬仿真實訓室設計方案

（一）實訓室硬件系統設計方案

物流虛擬仿真實訓室的硬件系統主要應由以下四部分組成：物流業務模擬實驗室、倉庫、控制室、多媒體機房。其中物流業務模擬實驗室應具備的基本硬件設備為：條碼打印機、POS機、手持終端、電子標簽、無線射頻采集器。倉庫應具備的基本硬件設備為：標準貨架、標準托盤、電瓶叉車等。多媒體機房應具備的基本硬件設備為：由服務器、學生機、掃描儀、打印機、數碼相機、刻錄機、投影儀、電子顯示屏等。

（二）實訓室軟件系統設計方案

物流仿真實訓室，以基礎認知-技術實驗-應用創新的方式，設計物流基礎認知平臺、智能物流全流程應用創新系統、物流信息技術實踐平臺三個層次環節，并以理論與實踐相結合，虛擬化方式實訓和實際物流系統相結合實訓，鞏固學生的物流專業知識。讓學生在實驗模擬演練和真實物流場景運營的過程中，掌握運營管理和技術操作開發等實用工作技能，掌握物流全流程的運作系統，從而為將來就業或創業打下良好的基礎。物流仿真實訓室建設的主要功能模塊包含：物流基礎學習認知平臺：物流電子沙盤系統、供應鏈實訓軟件。智能物流全流程應用創新系統：電子商務平臺實驗系統、物流倉儲實驗系統（含VR虛擬化倉儲系統與物流載體與貨物跟蹤系統）、生產物流平臺實驗系統、光指引輔助分揀系統、WEBGIS+運輸監控與路徑導航平臺系統、智能快遞柜系統。物流信息技術實踐平臺：物流信息技術實戰訓練包、物流信息技術創新應用平臺。

（三）ITMC物流電子沙盤軟件安裝環境要求

1.服務器配置

處理器：Intel i9 8核，硬盤總容量：4T，內存總容量：32G，硬盤類型：SAS，帶19寸液晶屏。

操作系統：windows server 2008/2012

數據庫：Sql Server 2008

2.學生機建議配置

CPU：Intel i5處理器/ i7處理器

內存：4G

操作系統：windows 7＼8＼10

3.Flexsim運行環境

操作系統：Windows2000/XP/Vista

編譯系統：Microsoft VC++ .NET 2005/2008

CPU：英特爾*奔騰R雙核處理器1.73GHz或同等配置以上

內存：最低配置：256M、建議配置：1G

硬盤：最低配置：40G、建議配置：80G

顯卡：最低配置：獨立顯卡NVIDIA GeForce系列、建議配置： 256M DDR2 NVIDIA GeForce 8300GS

擴展接口：USB端口2個以上

網絡環境：局域網允許訪問

4.Odoo企業信息管理系統

CPU：Intel處理器 4核 以上

內存：8G以上

硬盤：50G以上

操作系統：Windows/Linux

軟件環境支持： 該系統需要Python運行環境

（四）物流電子沙盤系統功能介紹

物流企業信息系統基本操作功能：模擬實現物流服務企業的基本業務操作，主要包含：倉庫標準資料管理、辦公標準資料管理、運輸工具資料管理、人事工資資料信息維護、運輸路徑地圖維護、運輸路徑規劃信息管理、運輸貨物的出入庫管理、貨物調撥調整信息管理、訂單資料維護、客戶資料維護等。

物流企業模擬運營功能：通過模擬數據及模擬客戶訂單等信息構建虛擬的市場環境，為學生提供模擬物流企業經營的操作界面和實時數據，讓學生通過平臺操作與互動體驗物流企業運營業務的相關操作環節，以多環節、多角色的切換，可以讓學生全面體驗物流企業日常業務的流程，提高物流知識教學和實訓效果。系統要能實現以小組為單位進行數據交互，同一小組內成員可扮演不相同的工作崗位展開并行作業，不同小組之間可以在同一市場環境中互相競爭，并能夠對物流企業運營效果進行分析。

學生學習功能：在實驗操作的過程中，學生既可以從戰略高度來觀察物流企業管理與運營的全貌，也可以親身體驗物流管理的主要環節，并學習如何解決實踐中將會遇到的各種典型問題。通過模擬實驗系統的演練，學生可以進行備貨、運輸、倉儲、物料搬運、配送、訂單履行、物流網絡設計、存貨管理、供應/需求計劃、外包管理以及客戶服務水平確定等戰略、戰術、運營層面的決策與實施。

教師管理功能：軟件設計要方便教師指導管理、方便學生成績評價，能夠體現評價的公平、公正。系統要能夠提供進度監控功能，方便教師掌握各組學生的經營狀態，并能夠根據學生的模擬操作效果評價學生的學習效果。同時，老師應該能夠通過把控系統的時間進度數據來把控整體教學過程。

（五）物流電子沙盤系統的使用方案

1.擬承擔實驗課程：《物流信息管理》（物流管理專業）

2.擬開設的實驗項目：物流沙盤基本操作實驗、運輸工具規劃模擬實驗、貨物入庫模擬實驗、貨物運輸模擬實驗、物流成本管理實驗、 物流服務企業初期建設運營實踐、 物流配送中心規劃與建設運營實踐、 物流服務營銷與客戶管理實踐。

3.年實驗人、時數測算：《物流信息管理》：32×150=4800人時

（六）物流電子沙盤系統預期使用效率

物流電子沙盤軟件能夠滿足物流管理專業的課程實踐教學需求。根據實驗室評價利用率計算標準，物流電子沙盤軟件年預期承擔教學任務能夠有效提升實驗室利用率。如果新的物流電子沙盤軟件能夠購買并及時投入使用，首先，能夠大大提高專業的實訓水平，學生通過物流電子沙盤軟件，能夠更好地掌握物流管理相關知識，提高動手操作能力;此外，該軟件有助于專業組織學生參加學科競賽并取得良好成績，為學院、專業評估評價添磚加瓦。

五、實施效果

（一）理論與實踐教學相統一

在物流管理專業課程講授的過程中，我們既需要學生掌握理論基礎知識，還需要學生掌握實踐操作技能。通過虛擬仿真物流實訓室，可以為學生提供優質、直觀的學習環境，學生通過虛擬仿真物流實驗項目的演練，實現了物流運營、操作等流程的仿真模擬，提高了學生對于物流知識的理解與掌握程度;同時虛擬仿真物流實驗項目的實施，學生可以直觀地了解物流行業的具體應用與實踐過程;實踐的過程中學生通過構建的物流仿真系統模型，可以很好地了解物流運行的流程;學生可以通過物流仿真項目參與到虛擬的港口物流服務、倉儲物流服務，極大地增強了學生學習的積極性，從而提高了學生對于教學知識的掌握程度，有效提升教師的教學效果。

（二）服務于科研項目

通過虛擬仿真物流實驗室的使用，師生通過仿真模型的建立，來評估、預測物流系統可行性，檢測實際應用物流系統的優勢、劣勢，通過劣勢分析進行研究改進。虛擬仿真物流實驗室可為物流專業的相關研究提供科學研究環境、幫助科研人員、師生對仿真技術的深化研究探討，推動物流專業向快速、智能化的方向發展;虛擬仿真物流實驗室可以輔助完成：配送中心物流、生產物流、港航物流、鐵路樞紐物流等物流系統科研項目的實施與開展。虛擬仿真物流實驗室可以模擬現代物流系統的法杖現狀，并為物流行業的發展與不斷完善提供依據，進而提升物流科研人員的研究能力、研究深度、廣度。

參考文獻：

[1]高紅.基于智慧物流的高校物流專業實踐策略研究[J].大眾投資指南，2019（15）.

[2]柴天姿，劉肇民，劉柳，王華.實用型物流實驗室建設研究[J].中國現代教育裝備，2018（09）.

作者簡介：孫靜（1976-），女，漢族，遼寧省新民人，遼寧對外經貿學院教授，系主任，系主任。研究方向：計算機及應用。