热带生产虚拟仿真系统在高职教学中的应用

摘  要：由于轧钢设备、场地等条件的限制，材料成型与控制技术专业学生的实训不能落到实处。依托“热连轧生产仿真实训系统”的虚拟轧钢系统有效地解决了轧钢设备操作培训的难题。通过我院近三年来对在校学生开展识岗实训、生产性实训以及项岗实习的实践证明，在实训教学中利用虚拟轧钢系统进行教学、培训、职业技能鉴定都能取得良好的效果，学生能切实领会轧钢设备操作的要领，操作技能全面提升。

关键词：热连轧生产;轧钢;仿真;职业技能

一、前言

材料成型与控制专业教学计划中，识岗实训、生产性实训以及项岗实习等实践教学约占总学时的24%。但由于轧钢设备、场地等条件的限制，这些实训在生产现场很难进行。作为生手，学生即使到了生产现场，动手操作的机会也很少。动手能力差一直是材料成型与控制专业毕业生的最大弱项，在工厂见习期长一直是用人单位很不满意的地方。

为了提高学生的动手能力，2012年学院利用建设四川省示范高职院校的契机，引进了热连轧生产虚拟仿真实训系统，建成了仿真实训室，开始采用“虚拟环境与真实环境相结合，教、学、做一体”的项目式教学，取得了良好的教学效果。

二、热连轧生产仿真实训室的配置和功能

热连轧仿真实训室配备有40台学生机、2台教师机、2套投影设备，能同时满足20人实习、实训之需。热连轧生产虚拟仿真实训系统是综合利用计算机图形学、光电成像技术、传感技术、仿真技术、人工智能等多种技术，创建的一个逼真的虚拟环境下的虚拟轧钢系统。借助各种交互设备置身于虚拟环境之中，与虚拟环境中的实体进行交互，产生等同于真实物理环境的体验和感受，实现虚实结合、实时互动的新体验。

热连轧生产虚拟仿真实训系统，包括钢坯加热、板坯粗軋、中间坯精轧、热带卷取等学习性工作任务。在加热任务中，可进行加热温度设定、煤气操作、电气控制、装钢机、出钢机、步进梁、辊道操作、炉门操作等训练。粗轧任务中，可进行开轧前准备、立辊标定、平辊标定、侧导板标定、开轧前准备等操作实训以及异常工况的处置等。精轧任务中，可进行系统检查、飞剪设置、辊缝设定、AGC模式设定、窜辊设定、轧机速度设定、弯辊设定、侧导板设定、主速度控制、辊缝控制等操作训练。卷取任务中，可进行卷取设定、夹送辊压力修正、模式控制等操作实训。

三、配套教学资源的开发和系统的有效利用

为发挥仿真软件系统的功能和作用，编写了任务书、指导书、技术操作规程、技能鉴定考试题库。这样，该系统不仅可用于学生、企业人员的短期单项和长期综合训练，也可用于中、高级轧钢工职业技能鉴定。

近三年来，利用热连轧仿真实训系统先后完成了各年级学生的轧钢工基本技能实训265人次，校内顶岗实训23人次，校内生产性实训70人次，完成轧钢工考证214人次。实训时首先由教师下达实训任务，并作适当的示范操作后，由学生单独进行反复操作练习。实训任务的安排也是按生产工艺流程和操作程序由易到难、由单一到连续，最后再进行全流程综合实训。实训结束时，再根据需要安排学生进行上机操作考核或安排学生通过考试获取轧钢工职业资格证书。

2013年上半年，完成2011级材料成型与控制技术专业两个班、84人次的轧钢工基本技能实训，合格率85.71%;完成2011级材料成型与控制技术专业两个班及2010年部分学生中级轧钢工考证训练和职业技能鉴定86人次，合格率86.05%。

2014年上半年，完成2011年校内顶岗实训及轧钢考证23人次，合格率100%;完成2012级两个班轧钢工基本技能实训70人次，合格率97.14%;完成2012级材料成型与控制技术专业两个班及2011年部分学生轧钢工职业技能鉴定69人次，合格率97.10%。

2014年下半年完成2013级轧钢工基本技能实训36人次，合格率97.22%;完成轧钢工职业技能鉴定36人次，合格率100%;校内生产性实训70人次，合格率97.14%。

2015年上半年，完成轧钢工基本技能实训75人次。

四、结语

在虚拟的工厂环境中进行逼真的设备设定和监控操作，激发了学生的兴趣和求知欲;通过从正常工况到异常工况情境变化、同一情境反复多次的练习，学生很快从生手成为小专家，大大缩短了学生从学校到企业顶岗的适应期，为企业输送了高技能人才，得到企业的高度认可。

虚拟仿真系统是长流程专业实施理论实践一体化、做中学等先进教学模式的有效支撑，配套完善教学资源是提高教学效率的关键。

参考文献：

[1]李登超、任汉恩、霍峰，大型热连轧生产线虚拟仿真实训系统的开发和项目化教学[J]，新经济，2015（5），122.

（作者单位：四川机电职业技术学院）