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(lián)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(yè)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(guī)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(xiàn)生產(chǎn)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(fā)與服務中發(fā)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(xiàn)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(yè)人才培養(yǎng)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(huán)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(guī)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(yè)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(tǒng)，就可以完全實現(xiàn)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(chuàng)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(chuàng)建虛擬實驗室環(huán)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(lián)網(wǎng)在接近真實的人機交互界面完成相關的實驗，同時實驗環(huán)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(huán)節(jié)，從而解決現(xiàn)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(yè)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(yè)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(yè)人才培養(yǎng)質量起到了很好的促進作用。

（一）經(jīng)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(jié)省了實驗經(jīng)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(xiàn)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(huán)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(jù)自己設計的實驗報告設計、創(chuàng)建歸屬個人需求的實驗模塊、或在系統(tǒng)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(jù)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(tǒng)可以在實驗中提供實驗的過程控制功能，而且系統(tǒng)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(tǒng)設計方案

物流虛擬仿真實訓室的硬件系統(tǒng)主要應由以下四部分組成：物流業(yè)務模擬實驗室、倉庫、控制室、多媒體機房。其中物流業(yè)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(shù)碼相機、刻錄機、投影儀、電子顯示屏等。

（二）實訓室軟件系統(tǒng)設計方案

物流仿真實訓室，以基礎認知-技術實驗-應用創(chuàng)新的方式，設計物流基礎認知平臺、智能物流全流程應用創(chuàng)新系統(tǒng)、物流信息技術實踐平臺三個層次環(huán)節(jié)，并以理論與實踐相結合，虛擬化方式實訓和實際物流系統(tǒng)相結合實訓，鞏固學生的物流專業(yè)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(fā)等實用工作技能，掌握物流全流程的運作系統(tǒng)，從而為將來就業(yè)或創(chuàng)業(yè)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(tǒng)、供應鏈實訓軟件。智能物流全流程應用創(chuàng)新系統(tǒng)：電子商務平臺實驗系統(tǒng)、物流倉儲實驗系統(tǒng)（含VR虛擬化倉儲系統(tǒng)與物流載體與貨物跟蹤系統(tǒng)）、生產(chǎn)物流平臺實驗系統(tǒng)、光指引輔助分揀系統(tǒng)、WEBGIS+運輸監(jiān)控與路徑導航平臺系統(tǒng)、智能快遞柜系統(tǒng)。物流信息技術實踐平臺：物流信息技術實戰(zhàn)訓練包、物流信息技術創(chuàng)新應用平臺。

（三）ITMC物流電子沙盤軟件安裝環(huán)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(tǒng)：windows server 2008/2012

數(shù)據(jù)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(tǒng)：windows 7＼8＼10

3.Flexsim運行環(huán)境

操作系統(tǒng)：Windows2000/XP/Vista

編譯系統(tǒng)：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(wǎng)絡環(huán)境：局域網(wǎng)允許訪問

4.Odoo企業(yè)信息管理系統(tǒng)

CPU：Intel處理器 4核 以上

內存：8G以上

硬盤：50G以上

操作系統(tǒng)：Windows/Linux

軟件環(huán)境支持： 該系統(tǒng)需要Python運行環(huán)境

（四）物流電子沙盤系統(tǒng)功能介紹

物流企業(yè)信息系統(tǒng)基本操作功能：模擬實現(xiàn)物流服務企業(yè)的基本業(yè)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(guī)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(yè)模擬運營功能：通過模擬數(shù)據(jù)及模擬客戶訂單等信息構建虛擬的市場環(huán)境，為學生提供模擬物流企業(yè)經(jīng)營的操作界面和實時數(shù)據(jù)，讓學生通過平臺操作與互動體驗物流企業(yè)運營業(yè)務的相關操作環(huán)節(jié)，以多環(huán)節(jié)、多角色的切換，可以讓學生全面體驗物流企業(yè)日常業(yè)務的流程，提高物流知識教學和實訓效果。系統(tǒng)要能實現(xiàn)以小組為單位進行數(shù)據(jù)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(yè)，不同小組之間可以在同一市場環(huán)境中互相競爭，并能夠對物流企業(yè)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(zhàn)略高度來觀察物流企業(yè)管理與運營的全貌，也可以親身體驗物流管理的主要環(huán)節(jié)，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(tǒng)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(wǎng)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(zhàn)略、戰(zhàn)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(xiàn)評價的公平、公正。系統(tǒng)要能夠提供進度監(jiān)控功能，方便教師掌握各組學生的經(jīng)營狀態(tài)，并能夠根據(jù)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(tǒng)的時間進度數(shù)據(jù)來把控整體教學過程。

（五）物流電子沙盤系統(tǒng)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(yè)）

2.擬開設的實驗項目：物流沙盤基本操作實驗、運輸工具規(guī)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(yè)初期建設運營實踐、 物流配送中心規(guī)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(shù)測算：《物流信息管理》：32×150=4800人時

（六）物流電子沙盤系統(tǒng)預期使用效率

物流電子沙盤軟件能夠滿足物流管理專業(yè)的課程實踐教學需求。根據(jù)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(yè)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(yè)組織學生參加學科競賽并取得良好成績，為學院、專業(yè)評估評價添磚加瓦。

五、實施效果

（一）理論與實踐教學相統(tǒng)一

在物流管理專業(yè)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(yōu)質、直觀的學習環(huán)境，學生通過虛擬仿真物流實驗項目的演練，實現(xiàn)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(yè)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(tǒng)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(tǒng)可行性，檢測實際應用物流系統(tǒng)的優(yōu)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(yè)的相關研究提供科學研究環(huán)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(yè)向快速、智能化的方向發(fā)展;虛擬仿真物流實驗室可以輔助完成：配送中心物流、生產(chǎn)物流、港航物流、鐵路樞紐物流等物流系統(tǒng)科研項目的實施與開展。虛擬仿真物流實驗室可以模擬現(xiàn)代物流系統(tǒng)的法杖現(xiàn)狀，并為物流行業(yè)的發(fā)展與不斷完善提供依據(jù)，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(yè)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(xiàn)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(jīng)貿學院教授，系主任，系主任。研究方向：計算機及應用。