熱帶生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)在高職教學(xué)中的應(yīng)用

摘 ?要：由于軋鋼設(shè)備、場地等條件的限制，材料成型與控制技術(shù)專業(yè)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)不能落到實(shí)處。依托“熱連軋生產(chǎn)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)”的虛擬軋鋼系統(tǒng)有效地解決了軋鋼設(shè)備操作培訓(xùn)的難題。通過我院近三年來對(duì)在校學(xué)生開展識(shí)崗實(shí)訓(xùn)、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)以及項(xiàng)崗實(shí)習(xí)的實(shí)踐證明，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中利用虛擬軋鋼系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)、培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定都能取得良好的效果，學(xué)生能切實(shí)領(lǐng)會(huì)軋鋼設(shè)備操作的要領(lǐng)，操作技能全面提升。

關(guān)鍵詞：熱連軋生產(chǎn);軋鋼;仿真;職業(yè)技能

一、前言

材料成型與控制專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中，識(shí)崗實(shí)訓(xùn)、生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)以及項(xiàng)崗實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)約占總學(xué)時(shí)的24%。但由于軋鋼設(shè)備、場地等條件的限制，這些實(shí)訓(xùn)在生產(chǎn)現(xiàn)場很難進(jìn)行。作為生手，學(xué)生即使到了生產(chǎn)現(xiàn)場，動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)也很少。動(dòng)手能力差一直是材料成型與控制專業(yè)畢業(yè)生的最大弱項(xiàng)，在工廠見習(xí)期長一直是用人單位很不滿意的地方。

為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力，2012年學(xué)院利用建設(shè)四川省示范高職院校的契機(jī)，引進(jìn)了熱連軋生產(chǎn)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，建成了仿真實(shí)訓(xùn)室，開始采用“虛擬環(huán)境與真實(shí)環(huán)境相結(jié)合，教、學(xué)、做一體”的項(xiàng)目式教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。

二、熱連軋生產(chǎn)仿真實(shí)訓(xùn)室的配置和功能

熱連軋仿真實(shí)訓(xùn)室配備有40臺(tái)學(xué)生機(jī)、2臺(tái)教師機(jī)、2套投影設(shè)備，能同時(shí)滿足20人實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)之需。熱連軋生產(chǎn)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是綜合利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、光電成像技術(shù)、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能等多種技術(shù)，創(chuàng)建的一個(gè)逼真的虛擬環(huán)境下的虛擬軋鋼系統(tǒng)。借助各種交互設(shè)備置身于虛擬環(huán)境之中，與虛擬環(huán)境中的實(shí)體進(jìn)行交互，產(chǎn)生等同于真實(shí)物理環(huán)境的體驗(yàn)和感受，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)互動(dòng)的新體驗(yàn)。

熱連軋生產(chǎn)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括鋼坯加熱、板坯粗軋、中間坯精軋、熱帶卷取等學(xué)習(xí)性工作任務(wù)。在加熱任務(wù)中，可進(jìn)行加熱溫度設(shè)定、煤氣操作、電氣控制、裝鋼機(jī)、出鋼機(jī)、步進(jìn)梁、輥道操作、爐門操作等訓(xùn)練。粗軋任務(wù)中，可進(jìn)行開軋前準(zhǔn)備、立輥標(biāo)定、平輥標(biāo)定、側(cè)導(dǎo)板標(biāo)定、開軋前準(zhǔn)備等操作實(shí)訓(xùn)以及異常工況的處置等。精軋任務(wù)中，可進(jìn)行系統(tǒng)檢查、飛剪設(shè)置、輥縫設(shè)定、AGC模式設(shè)定、竄輥設(shè)定、軋機(jī)速度設(shè)定、彎輥設(shè)定、側(cè)導(dǎo)板設(shè)定、主速度控制、輥縫控制等操作訓(xùn)練。卷取任務(wù)中，可進(jìn)行卷取設(shè)定、夾送輥壓力修正、模式控制等操作實(shí)訓(xùn)。

三、配套教學(xué)資源的開發(fā)和系統(tǒng)的有效利用

為發(fā)揮仿真軟件系統(tǒng)的功能和作用，編寫了任務(wù)書、指導(dǎo)書、技術(shù)操作規(guī)程、技能鑒定考試題庫。這樣，該系統(tǒng)不僅可用于學(xué)生、企業(yè)人員的短期單項(xiàng)和長期綜合訓(xùn)練，也可用于中、高級(jí)軋鋼工職業(yè)技能鑒定。

近三年來，利用熱連軋仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)先后完成了各年級(jí)學(xué)生的軋鋼工基本技能實(shí)訓(xùn)265人次，校內(nèi)頂崗實(shí)訓(xùn)23人次，校內(nèi)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)70人次，完成軋鋼工考證214人次。實(shí)訓(xùn)時(shí)首先由教師下達(dá)實(shí)訓(xùn)任務(wù)，并作適當(dāng)?shù)氖痉恫僮骱?，由學(xué)生單獨(dú)進(jìn)行反復(fù)操作練習(xí)。實(shí)訓(xùn)任務(wù)的安排也是按生產(chǎn)工藝流程和操作程序由易到難、由單一到連續(xù)，最后再進(jìn)行全流程綜合實(shí)訓(xùn)。實(shí)訓(xùn)結(jié)束時(shí)，再根據(jù)需要安排學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作考核或安排學(xué)生通過考試獲取軋鋼工職業(yè)資格證書。

2013年上半年，完成2011級(jí)材料成型與控制技術(shù)專業(yè)兩個(gè)班、84人次的軋鋼工基本技能實(shí)訓(xùn)，合格率85.71%;完成2011級(jí)材料成型與控制技術(shù)專業(yè)兩個(gè)班及2010年部分學(xué)生中級(jí)軋鋼工考證訓(xùn)練和職業(yè)技能鑒定86人次，合格率86.05%。

2014年上半年，完成2011年校內(nèi)頂崗實(shí)訓(xùn)及軋鋼考證23人次，合格率100%;完成2012級(jí)兩個(gè)班軋鋼工基本技能實(shí)訓(xùn)70人次，合格率97.14%;完成2012級(jí)材料成型與控制技術(shù)專業(yè)兩個(gè)班及2011年部分學(xué)生軋鋼工職業(yè)技能鑒定69人次，合格率97.10%。

2014年下半年完成2013級(jí)軋鋼工基本技能實(shí)訓(xùn)36人次，合格率97.22%;完成軋鋼工職業(yè)技能鑒定36人次，合格率100%;校內(nèi)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)70人次，合格率97.14%。

2015年上半年，完成軋鋼工基本技能實(shí)訓(xùn)75人次。

四、結(jié)語

在虛擬的工廠環(huán)境中進(jìn)行逼真的設(shè)備設(shè)定和監(jiān)控操作，激發(fā)了學(xué)生的興趣和求知欲;通過從正常工況到異常工況情境變化、同一情境反復(fù)多次的練習(xí)，學(xué)生很快從生手成為小專家，大大縮短了學(xué)生從學(xué)校到企業(yè)頂崗的適應(yīng)期，為企業(yè)輸送了高技能人才，得到企業(yè)的高度認(rèn)可。

虛擬仿真系統(tǒng)是長流程專業(yè)實(shí)施理論實(shí)踐一體化、做中學(xué)等先進(jìn)教學(xué)模式的有效支撐，配套完善教學(xué)資源是提高教學(xué)效率的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]李登超、任漢恩、霍峰，大型熱連軋生產(chǎn)線虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā)和項(xiàng)目化教學(xué)[J]，新經(jīng)濟(jì)，2015（5），122.

（作者單位：四川機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院）