基于產(chǎn)教融合的化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)及應(yīng)用

吳珍珍

（上海石化工業(yè)學(xué)校，上海201512）

0 引言

物流業(yè)是融合運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、貨代、信息等產(chǎn)業(yè)的復(fù)合型服務(wù)業(yè)，是支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。2014年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《物流業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2014—2020年）》已明確指出，物流行業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)之一是進(jìn)一步加強(qiáng)物流信息化建設(shè)，加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等先進(jìn)信息技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用[1]。上海職業(yè)教育率先以信息化引領(lǐng)構(gòu)建職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)教學(xué)新模式，引導(dǎo)中職學(xué)校開發(fā)信息化環(huán)境下基于職場(chǎng)環(huán)境與工作過(guò)程的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源。本文以上海石化工業(yè)學(xué)校化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)環(huán)境為依據(jù)，對(duì)化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)及應(yīng)用成果進(jìn)行交流探討。

1 化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)的基本思路

目前，國(guó)內(nèi)中職院校物流專業(yè)實(shí)訓(xùn)室已基本實(shí)現(xiàn)了以實(shí)物模擬為主體的物流仿真環(huán)境，直觀性、展示性效果較好，但同時(shí)也存在工位數(shù)有限、設(shè)備投資金額大等問(wèn)題，對(duì)于特殊物流場(chǎng)景的實(shí)物模擬不夠，比如對(duì)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地、安全要求較高的化工物流專業(yè)實(shí)訓(xùn)。隨著國(guó)家對(duì)現(xiàn)代職業(yè)教育的新要求，教育方式、教育內(nèi)容、教育途徑都朝著現(xiàn)代化的方向穩(wěn)步邁進(jìn)[2]，物流專業(yè)教學(xué)實(shí)訓(xùn)資源也發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，智慧物流、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬仿真技術(shù)不斷涌現(xiàn)[3-5]，但可供化工物流專業(yè)直接選用的虛擬仿真技術(shù)幾乎沒有。

基于“虛實(shí)結(jié)合、互相補(bǔ)充、能實(shí)不虛”的原則，項(xiàng)目建設(shè)初期，組織本校物流專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)調(diào)查化工物流典型的工作流程和崗位能力標(biāo)準(zhǔn)，以及目前化工物流企業(yè)主要物流設(shè)施設(shè)備、物流技術(shù)的應(yīng)用、信息化管理的現(xiàn)狀，尤其是對(duì)化工物流安全管理內(nèi)容進(jìn)行調(diào)研，為我校化工物流虛擬實(shí)訓(xùn)室建設(shè)提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)和參考建議，切實(shí)提高我校虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)的針對(duì)性和可行性?；の锪魈摂M仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目緊貼專業(yè)特色，瞄準(zhǔn)化工物流行業(yè)發(fā)展最新成果，原理準(zhǔn)確、內(nèi)容科學(xué)合理、難度時(shí)長(zhǎng)適宜，重點(diǎn)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(shí)結(jié)合實(shí)訓(xùn)問(wèn)題。

2 化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)的主要內(nèi)容

化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開發(fā)著重關(guān)注化工物流典型崗位，尤其是儲(chǔ)運(yùn)崗位中直接或間接接觸化學(xué)品操作的典型任務(wù)，基于崗位能力和素質(zhì)要求著力開發(fā)化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，進(jìn)一步拓寬虛擬仿真實(shí)訓(xùn)為化工物流專業(yè)學(xué)生實(shí)操能力和職業(yè)素養(yǎng)提升帶來(lái)的積極影響，如圖1所示。

圖1 化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)與線下實(shí)操項(xiàng)目相互融通

綜合應(yīng)用校企資源，聯(lián)合開發(fā)“化工品倉(cāng)儲(chǔ)”“化工品運(yùn)輸”兩大模塊虛擬仿真項(xiàng)目，包括“三維互動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)仿真系統(tǒng)”“虛擬倉(cāng)儲(chǔ)中心運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)”“化工品倉(cāng)儲(chǔ)（罐區(qū)）維護(hù)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)”“?；愤\(yùn)輸虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”“虛擬集裝箱港口運(yùn)營(yíng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”“LPG站場(chǎng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”六大化工物流特色虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源，并與“化工品倉(cāng)儲(chǔ)管理實(shí)訓(xùn)”“化工物流設(shè)備操作實(shí)訓(xùn)”“化工品運(yùn)輸管理實(shí)訓(xùn)”等線下實(shí)操實(shí)訓(xùn)資源相融合，教學(xué)內(nèi)容分布于《化工產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)實(shí)務(wù)》《危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)》《化工液體料收發(fā)作業(yè)實(shí)務(wù)》《化工物流設(shè)備使用與維護(hù)》等多門化工物流專業(yè)核心課程，線上、線下實(shí)訓(xùn)資源相互促進(jìn)、相互融通。

2.1 化工品倉(cāng)儲(chǔ)模塊仿真

化工品倉(cāng)儲(chǔ)模塊仿真以化學(xué)品整裝和散裝進(jìn)行分類，分為倉(cāng)庫(kù)作業(yè)和罐區(qū)作業(yè)兩大類見表1。倉(cāng)庫(kù)作業(yè)主要以不同包裝形式的整裝化學(xué)品倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)為主，包含入庫(kù)、出庫(kù)和在庫(kù)作業(yè)管理三大實(shí)訓(xùn)；罐區(qū)作業(yè)主要以儲(chǔ)罐中的散裝化學(xué)品倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)為主，包含小瓶灌裝、倒罐、管道進(jìn)液工段仿真和輸油中間站工藝仿真四大實(shí)訓(xùn)。

表1 化工品倉(cāng)儲(chǔ)模塊虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及主要內(nèi)容

2.2 化工品運(yùn)輸模塊仿真

國(guó)內(nèi)化工品運(yùn)輸主要以公路運(yùn)輸和船舶運(yùn)輸為主，學(xué)生的就業(yè)崗位基本從事化學(xué)品運(yùn)輸領(lǐng)域，但是根據(jù)危險(xiǎn)化學(xué)品相關(guān)安全管理?xiàng)l例的要求，中職課堂不具備實(shí)地操作危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)的教學(xué)條件，因此將企業(yè)真實(shí)工作場(chǎng)景轉(zhuǎn)化成教學(xué)模擬仿真場(chǎng)景，將化工物流企業(yè)員工必須掌握的操作技能整合提煉，開發(fā)出有壓罐車運(yùn)輸、常壓罐車運(yùn)輸、危化品公路運(yùn)輸線路優(yōu)化、危化品港口運(yùn)輸四大實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目見表2，著重培養(yǎng)學(xué)生掌握以罐車及船舶為主的危險(xiǎn)化學(xué)品裝卸操作技能。

表2 化工品運(yùn)輸模塊虛擬仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目及主要內(nèi)容

公路運(yùn)輸選取典型化學(xué)品——液化石油氣、環(huán)氧乙烷、硫酸、乙二醇等為模擬介質(zhì)，以化工物流企業(yè)裝卸車真實(shí)場(chǎng)景做三維處理增強(qiáng)操作真實(shí)感，分為常壓和有壓罐車裝卸車模擬仿真，主要對(duì)罐車發(fā)車前、在途中、到達(dá)后幾個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)，押運(yùn)員、駕駛員對(duì)裝卸?；返牧鞒?、貨品狀態(tài)監(jiān)測(cè)、運(yùn)輸路線選擇、過(guò)卡檢查等環(huán)節(jié)進(jìn)行培訓(xùn)考核。應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，改變現(xiàn)有枯燥理論講解，生動(dòng)形象地向?qū)W生展示各環(huán)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)還包括評(píng)價(jià)考核系統(tǒng)，通過(guò)演示、訓(xùn)練、考核三階段，幫助學(xué)生形象直觀地理解并掌握化工品倉(cāng)儲(chǔ)及運(yùn)輸崗位的典型任務(wù)和具體操作。所有仿真實(shí)訓(xùn)可單獨(dú)學(xué)習(xí),也可整合在一個(gè)完整的化工物流虛擬環(huán)境中進(jìn)行模擬，基于教學(xué)管理的方便，軟件提供教師、學(xué)生、班級(jí)信息維護(hù)、任務(wù)管理、考試管理等功能，更好地幫助教師使用虛擬仿真系統(tǒng)完成化工物流教學(xué)任務(wù)。

3 化工物流虛擬仿真應(yīng)用成效

3.1 真實(shí)企業(yè)為藍(lán)本，仿真化工物流典型工作流程

化工物流虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)緊密貼合化工物流企業(yè)實(shí)際，可以部分或全部替代高危險(xiǎn)、高污染以及高消耗、高成本的實(shí)踐環(huán)節(jié)，從而有效緩解現(xiàn)實(shí)中實(shí)踐教學(xué)資源不足的問(wèn)題。通過(guò)仿真教學(xué)軟硬件的演示及操作，使學(xué)生從宏觀上了解大型化工物流倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸裝卸的具體流程，掌握化工物流典型工作任務(wù)中涉及的重點(diǎn)設(shè)備及關(guān)鍵的工藝參數(shù)，為學(xué)生進(jìn)入企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)積累知識(shí)技能儲(chǔ)備，達(dá)到事半功倍的效果。同時(shí)，通過(guò)化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)，讓學(xué)生在真實(shí)仿真的場(chǎng)景中安全高效地開展教、學(xué)、練、考，不僅可以節(jié)省大量時(shí)間和費(fèi)用，避免了操作實(shí)際化工物流設(shè)備可能帶來(lái)的危險(xiǎn)，還能有效提高學(xué)生的創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力。

3.2 多崗位互動(dòng)，凸顯真實(shí)物流協(xié)作效果

原有線下實(shí)物模擬實(shí)訓(xùn)由于工位數(shù)有限，無(wú)法滿足多人協(xié)作、全流程分工操作的實(shí)訓(xùn)要求，也不符合化工物流企業(yè)的工作實(shí)際。開發(fā)出的化工物流虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目，著重在虛擬物流場(chǎng)景中豐富用戶角色，模擬的崗位包括各類車輛司機(jī)、堆場(chǎng)指揮員、岸邊指揮員、檢查班長(zhǎng)、檢查文員、現(xiàn)場(chǎng)控制班長(zhǎng)、中控室文員、中控室班長(zhǎng)以及?；饭捃囇b卸工、駕駛員、押運(yùn)員等。通過(guò)設(shè)備管理、人員組織、作業(yè)計(jì)劃、運(yùn)營(yíng)決策等培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和物流管理能力。

3.3 線上線下相結(jié)合，全面提升學(xué)生技能水平

化工物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室采用硬件與軟件結(jié)合的方式，線上虛擬仿真實(shí)訓(xùn)與線下實(shí)物實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，校企聯(lián)合建設(shè)化工物流綜合實(shí)訓(xùn)室，包括液態(tài)料收發(fā)、化工品倉(cāng)儲(chǔ)、化工品運(yùn)輸、HSE等九大實(shí)訓(xùn)室，讓學(xué)生不出校門就有仿佛置身化工物流企業(yè)真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)的體驗(yàn)，在真實(shí)設(shè)備體驗(yàn)和軟件操作過(guò)程中掌握化工物流崗位所必需的理論知識(shí)，全面提升技能水平，反復(fù)操作也節(jié)約了大量教學(xué)成本，同時(shí)還有效避免化工物流現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)危險(xiǎn)性大的弊端。

最后，由于化工物流特別注重作業(yè)安全，在現(xiàn)有線下HSE實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)上，下階段將拓寬仿真內(nèi)容，開發(fā)消防系統(tǒng)工藝仿真、作業(yè)場(chǎng)所物料泄露應(yīng)急處理、運(yùn)輸過(guò)程中罐車泄露應(yīng)急處理仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，模擬化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中容易發(fā)生的重大事故，如化學(xué)品泄露、罐車事故等，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)事故應(yīng)急處理的能力，進(jìn)一步提升化工物流虛擬仿真內(nèi)容的全面性。