基于產教融合的化工物流虛擬仿真實訓項目開發及應用

吳珍珍

（上海石化工業學校，上海201512）

0 引言

物流業是融合運輸、倉儲、貨代、信息等產業的復合型服務業，是支撐國民經濟發展的基礎性、戰略性產業。2014年國務院發布的《物流業發展中長期規劃（2014—2020年）》已明確指出，物流行業發展的主要任務之一是進一步加強物流信息化建設，加強物聯網、云計算、大數據、移動互聯等先進信息技術在物流領域的應用[1]。上海職業教育率先以信息化引領構建職業教育實訓教學新模式，引導中職學校開發信息化環境下基于職場環境與工作過程的虛擬仿真實訓資源。本文以上海石化工業學校化工物流虛擬仿真實訓室的建設環境為依據，對化工物流虛擬仿真實訓項目開發及應用成果進行交流探討。

1 化工物流虛擬仿真實訓項目開發的基本思路

目前，國內中職院校物流專業實訓室已基本實現了以實物模擬為主體的物流仿真環境，直觀性、展示性效果較好，但同時也存在工位數有限、設備投資金額大等問題，對于特殊物流場景的實物模擬不夠，比如對實訓場地、安全要求較高的化工物流專業實訓。隨著國家對現代職業教育的新要求，教育方式、教育內容、教育途徑都朝著現代化的方向穩步邁進[2]，物流專業教學實訓資源也發生了重大轉變，智慧物流、大數據、物聯網、虛擬仿真技術不斷涌現[3-5]，但可供化工物流專業直接選用的虛擬仿真技術幾乎沒有。

基于“虛實結合、互相補充、能實不虛”的原則，項目建設初期，組織本校物流專業教學團隊重點調查化工物流典型的工作流程和崗位能力標準，以及目前化工物流企業主要物流設施設備、物流技術的應用、信息化管理的現狀，尤其是對化工物流安全管理內容進行調研，為我校化工物流虛擬實訓室建設提供現實依據和參考建議，切實提高我校虛擬仿真實訓項目開發的針對性和可行性?；の锪魈摂M仿真實訓項目緊貼專業特色，瞄準化工物流行業發展最新成果，原理準確、內容科學合理、難度時長適宜，重點解決涉及化工物流高危及特種崗位，高成本、高消耗、具有較大安全隱患且不可逆的綜合操作的虛實結合實訓問題。

2 化工物流虛擬仿真實訓項目開發的主要內容

化工物流虛擬仿真實訓項目的開發著重關注化工物流典型崗位，尤其是儲運崗位中直接或間接接觸化學品操作的典型任務，基于崗位能力和素質要求著力開發化工物流虛擬仿真實訓項目，進一步拓寬虛擬仿真實訓為化工物流專業學生實操能力和職業素養提升帶來的積極影響，如圖1所示。

圖1 化工物流虛擬仿真實訓與線下實操項目相互融通

綜合應用校企資源，聯合開發“化工品倉儲”“化工品運輸”兩大模塊虛擬仿真項目，包括“三維互動倉儲仿真系統”“虛擬倉儲中心運營系統”“化工品倉儲（罐區）維護虛擬仿真實訓”“?；愤\輸虛擬仿真實訓系統”“虛擬集裝箱港口運營仿真實訓系統”“LPG站場仿真實訓系統”六大化工物流特色虛擬仿真實訓資源，并與“化工品倉儲管理實訓”“化工物流設備操作實訓”“化工品運輸管理實訓”等線下實操實訓資源相融合，教學內容分布于《化工產品倉儲作業實務》《危險化學品儲運》《化工液體料收發作業實務》《化工物流設備使用與維護》等多門化工物流專業核心課程，線上、線下實訓資源相互促進、相互融通。

2.1 化工品倉儲模塊仿真

化工品倉儲模塊仿真以化學品整裝和散裝進行分類，分為倉庫作業和罐區作業兩大類見表1。倉庫作業主要以不同包裝形式的整裝化學品倉儲作業為主，包含入庫、出庫和在庫作業管理三大實訓；罐區作業主要以儲罐中的散裝化學品倉儲作業為主，包含小瓶灌裝、倒罐、管道進液工段仿真和輸油中間站工藝仿真四大實訓。

表1 化工品倉儲模塊虛擬仿真實訓項目及主要內容

2.2 化工品運輸模塊仿真

國內化工品運輸主要以公路運輸和船舶運輸為主，學生的就業崗位基本從事化學品運輸領域，但是根據危險化學品相關安全管理條例的要求，中職課堂不具備實地操作危險化學品儲運的教學條件，因此將企業真實工作場景轉化成教學模擬仿真場景，將化工物流企業員工必須掌握的操作技能整合提煉，開發出有壓罐車運輸、常壓罐車運輸、危化品公路運輸線路優化、?；犯劭谶\輸四大實訓項目見表2，著重培養學生掌握以罐車及船舶為主的危險化學品裝卸操作技能。

表2 化工品運輸模塊虛擬仿真實訓項目及主要內容

公路運輸選取典型化學品——液化石油氣、環氧乙烷、硫酸、乙二醇等為模擬介質，以化工物流企業裝卸車真實場景做三維處理增強操作真實感，分為常壓和有壓罐車裝卸車模擬仿真，主要對罐車發車前、在途中、到達后幾個時間節點內，押運員、駕駛員對裝卸危化品的流程、貨品狀態監測、運輸路線選擇、過卡檢查等環節進行培訓考核。應用虛擬仿真技術，改變現有枯燥理論講解，生動形象地向學生展示各環節的知識點，提高學生的學習興趣。

化工物流虛擬仿真實訓還包括評價考核系統，通過演示、訓練、考核三階段，幫助學生形象直觀地理解并掌握化工品倉儲及運輸崗位的典型任務和具體操作。所有仿真實訓可單獨學習,也可整合在一個完整的化工物流虛擬環境中進行模擬，基于教學管理的方便，軟件提供教師、學生、班級信息維護、任務管理、考試管理等功能，更好地幫助教師使用虛擬仿真系統完成化工物流教學任務。

3 化工物流虛擬仿真應用成效

3.1 真實企業為藍本，仿真化工物流典型工作流程

化工物流虛擬仿真教學項目的開發緊密貼合化工物流企業實際，可以部分或全部替代高危險、高污染以及高消耗、高成本的實踐環節，從而有效緩解現實中實踐教學資源不足的問題。通過仿真教學軟硬件的演示及操作，使學生從宏觀上了解大型化工物流倉儲、運輸裝卸的具體流程，掌握化工物流典型工作任務中涉及的重點設備及關鍵的工藝參數，為學生進入企業現場學習積累知識技能儲備，達到事半功倍的效果。同時，通過化工物流虛擬仿真實訓教學，讓學生在真實仿真的場景中安全高效地開展教、學、練、考，不僅可以節省大量時間和費用，避免了操作實際化工物流設備可能帶來的危險，還能有效提高學生的創新能力及實踐能力。

3.2 多崗位互動，凸顯真實物流協作效果

原有線下實物模擬實訓由于工位數有限，無法滿足多人協作、全流程分工操作的實訓要求，也不符合化工物流企業的工作實際。開發出的化工物流虛擬仿真教學項目，著重在虛擬物流場景中豐富用戶角色，模擬的崗位包括各類車輛司機、堆場指揮員、岸邊指揮員、檢查班長、檢查文員、現場控制班長、中控室文員、中控室班長以及?；饭捃囇b卸工、駕駛員、押運員等。通過設備管理、人員組織、作業計劃、運營決策等培養學生團隊合作意識和物流管理能力。

3.3 線上線下相結合，全面提升學生技能水平

化工物流虛擬仿真實訓室采用硬件與軟件結合的方式，線上虛擬仿真實訓與線下實物實訓相結合，校企聯合建設化工物流綜合實訓室，包括液態料收發、化工品倉儲、化工品運輸、HSE等九大實訓室，讓學生不出校門就有仿佛置身化工物流企業真實現場的體驗，在真實設備體驗和軟件操作過程中掌握化工物流崗位所必需的理論知識，全面提升技能水平，反復操作也節約了大量教學成本，同時還有效避免化工物流現場實訓危險性大的弊端。

最后，由于化工物流特別注重作業安全，在現有線下HSE實訓基礎上，下階段將拓寬仿真內容，開發消防系統工藝仿真、作業場所物料泄露應急處理、運輸過程中罐車泄露應急處理仿真實訓項目，模擬化學品儲運過程中容易發生的重大事故，如化學品泄露、罐車事故等，培養學生化學品儲運事故應急處理的能力，進一步提升化工物流虛擬仿真內容的全面性。