VR技術(shù)在物流管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究

[摘 要] 以現(xiàn)代物流實(shí)踐教學(xué)存在的問題為切入點(diǎn)，引入VR技術(shù)，分析了VR技術(shù)的概念、基本特征和分類。著重研究了VR技術(shù)在物流教學(xué)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、物流設(shè)施設(shè)備、運(yùn)輸、倉儲實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，并與傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式進(jìn)行比較，總結(jié)VR技術(shù)在物流實(shí)踐教學(xué)中的特點(diǎn)。VR技術(shù)的有效應(yīng)用創(chuàng)新了物流實(shí)踐教學(xué)模式并提高了物流實(shí)踐教學(xué)水平。

[關(guān) 鍵 詞] VR技術(shù)；物流管理；實(shí)踐教學(xué)

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）36-0190-02

當(dāng)前的職業(yè)教育要求學(xué)生除了具備一定的理論知識之外，還應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力，以適應(yīng)企業(yè)多方面、多層次的需求。對物流專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)來說，熟練的物流設(shè)備操作和完善的物流計(jì)劃統(tǒng)籌是關(guān)鍵所在，而職業(yè)學(xué)校受到資金和場地等因素的制約，較難提供系統(tǒng)和真實(shí)的實(shí)踐環(huán)境，限制了學(xué)生的實(shí)踐操作機(jī)會。

一、物流實(shí)踐教學(xué)存在的問題

（一）物流實(shí)訓(xùn)室建設(shè)不完善，教學(xué)設(shè)施匱乏

物流實(shí)踐教學(xué)要求諸多物流軟件及物流設(shè)備的支持，如物流設(shè)施設(shè)備操作、物流中心作業(yè)、倉儲與配送等課程。這類課程要求學(xué)校進(jìn)行大量的資金投入，一次性資金投入后也需要較高的后期維護(hù)成本，且隨著技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)訓(xùn)實(shí)踐設(shè)施也需要適時(shí)更新?lián)Q代，而學(xué)校往往很難做到及時(shí)更新，導(dǎo)致在校實(shí)踐與企業(yè)實(shí)際操作的脫軌。

（二）校企合作顧慮多，校外實(shí)踐效果有限

學(xué)生進(jìn)行企業(yè)實(shí)踐時(shí)，企業(yè)從自身利益或安全角度出發(fā)，往往不安排或較少安排核心崗位并限制危險(xiǎn)設(shè)施設(shè)備的使用，如叉車、各類專用運(yùn)輸車等，因而學(xué)生的實(shí)踐操作能力很難得到提升。此外，企業(yè)實(shí)踐與學(xué)校教學(xué)有時(shí)也存在時(shí)間安排的沖突，這也導(dǎo)致了實(shí)踐教學(xué)的不便。

以上問題反映出物流專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的實(shí)際困難，VR技術(shù)的虛擬仿真特性可有效創(chuàng)建逼真的物流環(huán)境，并可根據(jù)企業(yè)實(shí)際要求及時(shí)更新，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，使學(xué)校實(shí)踐教學(xué)更好地適應(yīng)企業(yè)需求。

二、VR技術(shù)概述

（一）概念

VR（Virtual Reality）技術(shù)，即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，該技術(shù)借助計(jì)算機(jī)平臺，結(jié)合多媒體、傳感和仿真科技，利用虛擬現(xiàn)實(shí)硬件和軟件資源實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)間的有效交互和溝通。利用VR技術(shù)創(chuàng)建的虛擬空間，憑借視覺、聽覺、觸覺等的感官體驗(yàn)讓使用者產(chǎn)生身臨其境的感受。

（二）基本特征

在諸多關(guān)于VR技術(shù)的研究總結(jié)中，VR技術(shù)“3I”特性最為顯著，即沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想象性（Imagination）。沉浸性指使用者借助外界交互設(shè)備，通過自身感知系統(tǒng)對虛擬環(huán)境的投入程度。交互性是指使用者操作交互設(shè)備控制虛擬物體的難易程度和得到反饋的自然程度。想象性是指使用者通過與虛擬環(huán)境的不斷交互從而得到感性和理性的深化，萌發(fā)出更強(qiáng)的創(chuàng)造力。

（三）分類

根據(jù)構(gòu)造VR系統(tǒng)所傾向的不同交互程度，VR系統(tǒng)一般可分類為桌面VR系統(tǒng)、沉浸式VR系統(tǒng)和分布式VR系統(tǒng)。

1.桌面VR系統(tǒng)通過低級工作站和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)仿真并借助計(jì)算機(jī)顯示屏完成觀察，設(shè)備要求低，沉浸感較差，但運(yùn)作成本低也易于普及，主要用于教學(xué)演示。

2.沉浸式VR系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)手套、頭盔顯示器、VR眼鏡、操縱手柄等交互設(shè)備，使參與者暫時(shí)隔離于真實(shí)環(huán)境，產(chǎn)生身臨其境之感，但該系統(tǒng)設(shè)備昂貴，不易推廣。

3.分布式VR系統(tǒng)在沉浸式VR系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各地用戶聯(lián)結(jié)起來，共享同一個虛擬環(huán)境，即實(shí)現(xiàn)同時(shí)間多用戶異地協(xié)同交互作業(yè)。

三、VR技術(shù)在物流管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

VR技術(shù)的多樣性和操控性可綜合融通現(xiàn)代物流教學(xué)所涉及的管理、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、自動化等多個學(xué)科，具有較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用意義。

（一）VR技術(shù)在物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

物流作為一門綜合應(yīng)用學(xué)科，物流系統(tǒng)布局規(guī)劃設(shè)計(jì)需要在掌握物流設(shè)施設(shè)備操作、業(yè)務(wù)流程運(yùn)作及運(yùn)營管理的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效統(tǒng)籌規(guī)劃。例如，在物流園區(qū)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，學(xué)生需要考慮物流中心、配送中心、運(yùn)輸樞紐、物流信息中心、管理中心、物流基礎(chǔ)設(shè)施等的設(shè)置，相關(guān)規(guī)劃直接影響園區(qū)企業(yè)的物流效率和運(yùn)營成本，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)繁雜，運(yùn)作難度大。傳統(tǒng)的沙盤模擬操作雖然可以達(dá)到一定的設(shè)計(jì)效果，但是原始投資大，場地要求高，粗放式的模擬操作難以顧及所有細(xì)節(jié)，整體設(shè)計(jì)缺乏動態(tài)變化，難以做到細(xì)節(jié)修改的實(shí)時(shí)優(yōu)化。

VR技術(shù)采用三維建模技術(shù)，構(gòu)建物流園區(qū)的三維場景并通過配套硬件和專業(yè)軟件加以驅(qū)動。目前，AutoMod、Flexsim、RaLC等仿真軟件均可用于建立可視化的三維模型物流仿真系統(tǒng)。借助3D動畫仿真模塊，學(xué)生可自行設(shè)計(jì)、規(guī)劃和分析物流設(shè)備、人員配備、園區(qū)布局及數(shù)據(jù)處理等信息，并可充分調(diào)動各種物流設(shè)施、設(shè)備，其中不僅涉及常規(guī)儲運(yùn)設(shè)備（如貨架、叉車、手推車等），更涵蓋了多種先進(jìn)的自動智能設(shè)備（如AGV無人搬運(yùn)車、升降機(jī)、旋轉(zhuǎn)貨架、自動立體倉庫等）。利用VR技術(shù)的綜合虛擬模擬特性，教師及學(xué)生可自由設(shè)計(jì)園區(qū)方案，在任意修改各種數(shù)據(jù)的同時(shí)進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案自由切換，并比較各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣勢。

（二）VR技術(shù)在物流設(shè)施設(shè)備實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的基礎(chǔ)，物流設(shè)施設(shè)備種類繁多、價(jià)格昂貴，且更新速度較快。在傳統(tǒng)教學(xué)中，老師多采用圖片、視頻展示的形式向?qū)W生介紹各類設(shè)施設(shè)備，刻板的教學(xué)模式限制了學(xué)生的認(rèn)知度。部分學(xué)校即便采購了物流設(shè)備，又會面臨設(shè)備不全面或更新?lián)Q代問題，且設(shè)備少、學(xué)生多的現(xiàn)狀也限制了學(xué)生的實(shí)操機(jī)會。

應(yīng)用VR技術(shù)在電腦上創(chuàng)建各種物流設(shè)施設(shè)備模型，讓學(xué)生通過鼠標(biāo)、鍵盤、VR眼鏡或操縱手柄等外部設(shè)施操作虛擬設(shè)備，達(dá)到清晰、直觀的操控體驗(yàn)。學(xué)生也無需受到時(shí)間、空間的限制，利用自身閑暇時(shí)間多次練習(xí)設(shè)備操作，更有針對性地提升設(shè)備操控能力。此外，即便外部設(shè)備不斷更新，VR技術(shù)支持重新建模便可大大減少資源浪費(fèi)并節(jié)省資金成本。以港口物流中經(jīng)常用到的龍門鋼吊為例，此類起重機(jī)多設(shè)在電站、港口、露天貯料場、港口和鐵路貨站等地并進(jìn)行搬運(yùn)和安裝作業(yè)，價(jià)格昂貴占地面積大且危險(xiǎn)系數(shù)大。VR技術(shù)可以解決此類設(shè)備存在于教學(xué)中的現(xiàn)實(shí)問題，通過建模，學(xué)生不僅可以全方位地觀察起重機(jī)，而且可以更全面地了解起重機(jī)的特性功能，更可以對其進(jìn)行拆裝，在一個絕對安全的環(huán)境下提升實(shí)踐技能并提高實(shí)操能力。

（三）VR技術(shù)在運(yùn)輸實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，物流需求量顯著增加，尋求合理優(yōu)化的物流運(yùn)輸環(huán)境和制訂切實(shí)可行的交通路線綜合方案成為教學(xué)必然需求。借助Vissim、TransCAD、Anylogic、Arena等主流仿真軟件，VR技術(shù)在采集并完善網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和運(yùn)輸路線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，為物流運(yùn)輸實(shí)踐教學(xué)提供直觀的操作平臺。

在公路運(yùn)輸實(shí)踐教學(xué)方面，VR技術(shù)以三維虛擬圖像準(zhǔn)確描述物流運(yùn)輸路線狀態(tài)，真實(shí)反映車流、人流及其他交通運(yùn)輸元素（如路線等級、停車場、交通標(biāo)識、標(biāo)線、信號燈、車站、交通樞紐等），并能針對物流時(shí)間和空間的變化情況準(zhǔn)確分析物流關(guān)鍵因素以及不同因素間的關(guān)聯(lián)性，分析道路情況并進(jìn)行有效運(yùn)輸計(jì)劃優(yōu)選、調(diào)度指揮、作業(yè)流程優(yōu)化、交通安全評估等，以此完成整體編制計(jì)劃。在鐵路、航空和海洋運(yùn)輸實(shí)踐教學(xué)方面，VR技術(shù)憑借綜合交通數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行交通設(shè)備適用性分析和有效客貨流組織分析。在學(xué)生充分了解各類運(yùn)輸方式的優(yōu)缺點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)特性的情況下，針對不同商品選定適用的運(yùn)輸設(shè)備并進(jìn)行跨國或長途運(yùn)輸客貨運(yùn)輸計(jì)劃及方案編制，具體包括客貨流運(yùn)輸線路設(shè)定、交通運(yùn)輸站址選定、運(yùn)輸客貨流預(yù)測分析等，最終通過VR系統(tǒng)進(jìn)行各種方案評估和選擇。

（四）VR技術(shù)在倉儲實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用

倉儲作為物流的主要功能之一，倉儲系統(tǒng)的完善設(shè)計(jì)對整體物流系統(tǒng)的運(yùn)作效率起著決定性的作用。目前，倉儲課程的教學(xué)多采用WMS倉管系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過入庫、出庫、倉庫調(diào)撥、庫存調(diào)撥等完成對批次管理、庫存盤點(diǎn)、虛倉管理、物料對應(yīng)等方面的運(yùn)用管理。雖然該系統(tǒng)讓學(xué)生多層面地了解了倉儲流程，但無法培養(yǎng)學(xué)生對倉儲整體運(yùn)作的操控能力以及發(fā)生變化時(shí)的應(yīng)對處理能力。

VR環(huán)境下，系統(tǒng)中涉及的貨架、堆垛機(jī)械、分揀機(jī)、托盤、搬運(yùn)車、傳輸機(jī)等以及倉庫輔助設(shè)施（如溫度監(jiān)視器、防火防盜警報(bào)器、監(jiān)視器等）均可通過VR仿真系統(tǒng)虛擬呈現(xiàn)。學(xué)生在倉庫模擬系統(tǒng)中可全方位觀察倉庫的整體情況，并以角色扮演的形式參與各個環(huán)節(jié)的實(shí)際操作。從入庫作業(yè)（入庫訂單處理、入庫驗(yàn)收、理貨、搬運(yùn)、入庫上架）到移庫作業(yè)，再到出庫作業(yè)（出庫訂單處理、出庫、揀選、發(fā)貨），程序頗多，環(huán)節(jié)繁雜。學(xué)生可根據(jù)系統(tǒng)指令分別擔(dān)任信息員和倉管員，反復(fù)練習(xí)并掌握不同角色下的工作職責(zé)和操作任務(wù)。此外，學(xué)生可以以競賽的形式鞏固學(xué)習(xí)成果，更加深刻地理解倉儲系統(tǒng)下的作業(yè)流程。

四、VR技術(shù)在物流管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用的特點(diǎn)

（一）沉浸性式教學(xué)帶入強(qiáng)烈真實(shí)感

VR技術(shù)下構(gòu)建的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生直觀地觀察物流事件的變化并操作物流虛擬設(shè)備，使學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐的過程中產(chǎn)生與真實(shí)環(huán)境相同的感受，從而使學(xué)習(xí)過程變得形象、生動，易于理解和操作，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也提高了學(xué)生的操作能力。

（二）資源有效共享提升實(shí)踐課效率

在VR技術(shù)下，實(shí)訓(xùn)室采用軟件和硬件結(jié)合教學(xué)的模式，其中涉及的數(shù)據(jù)采集與處理、實(shí)訓(xùn)設(shè)備、實(shí)訓(xùn)環(huán)境全都借助計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，使用者可不受次數(shù)、時(shí)間、人數(shù)的限制反復(fù)練習(xí)，極大地提升了實(shí)訓(xùn)設(shè)施和設(shè)備的利用率以及實(shí)踐課效率。

（三）新型互動模式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性

VR環(huán)境下的新形態(tài)教學(xué)，師生共同參與下有了更多交流和互動的機(jī)會。教師由以往圖表或圖片的傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)容新穎應(yīng)用性強(qiáng)的新型實(shí)踐教學(xué)，而學(xué)生由以往的被動灌輸式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N參與形態(tài)的主動式學(xué)習(xí)。師生互動增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

VR技術(shù)為物流實(shí)踐教學(xué)提供了現(xiàn)代化的教學(xué)方式，教學(xué)任務(wù)驅(qū)動下的虛擬系統(tǒng)、虛擬設(shè)備、虛擬沙盤對物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、物流設(shè)施設(shè)備、運(yùn)輸、倉儲方面的實(shí)踐教學(xué)產(chǎn)生了積極、正面的影響。不僅避免了以往實(shí)踐教學(xué)中的危險(xiǎn)，節(jié)約了大量成本，而且創(chuàng)新了教學(xué)模式并激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，極大地提高了物流實(shí)踐教學(xué)效率并提升了物流實(shí)踐教學(xué)水平。

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