基于产教融合的化工物流虚拟仿真实训项目开发及应用

吴珍珍

（上海石化工业学校，上海201512）

0 引言

物流业是融合运输、仓储、货代、信息等产业的复合型服务业，是支撑国民经济发展的基础性、战略性产业。2014年国务院发布的《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》已明确指出，物流行业发展的主要任务之一是进一步加强物流信息化建设，加强物联网、云计算、大数据、移动互联等先进信息技术在物流领域的应用[1]。上海职业教育率先以信息化引领构建职业教育实训教学新模式，引导中职学校开发信息化环境下基于职场环境与工作过程的虚拟仿真实训资源。本文以上海石化工业学校化工物流虚拟仿真实训室的建设环境为依据，对化工物流虚拟仿真实训项目开发及应用成果进行交流探讨。

1 化工物流虚拟仿真实训项目开发的基本思路

目前，国内中职院校物流专业实训室已基本实现了以实物模拟为主体的物流仿真环境，直观性、展示性效果较好，但同时也存在工位数有限、设备投资金额大等问题，对于特殊物流场景的实物模拟不够，比如对实训场地、安全要求较高的化工物流专业实训。随着国家对现代职业教育的新要求，教育方式、教育内容、教育途径都朝着现代化的方向稳步迈进[2]，物流专业教学实训资源也发生了重大转变，智慧物流、大数据、物联网、虚拟仿真技术不断涌现[3-5]，但可供化工物流专业直接选用的虚拟仿真技术几乎没有。

基于“虚实结合、互相补充、能实不虚”的原则，项目建设初期，组织本校物流专业教学团队重点调查化工物流典型的工作流程和岗位能力标准，以及目前化工物流企业主要物流设施设备、物流技术的应用、信息化管理的现状，尤其是对化工物流安全管理内容进行调研，为我校化工物流虚拟实训室建设提供现实依据和参考建议，切实提高我校虚拟仿真实训项目开发的针对性和可行性。化工物流虚拟仿真实训项目紧贴专业特色，瞄准化工物流行业发展最新成果，原理准确、内容科学合理、难度时长适宜，重点解决涉及化工物流高危及特种岗位，高成本、高消耗、具有较大安全隐患且不可逆的综合操作的虚实结合实训问题。

2 化工物流虚拟仿真实训项目开发的主要内容

化工物流虚拟仿真实训项目的开发着重关注化工物流典型岗位，尤其是储运岗位中直接或间接接触化学品操作的典型任务，基于岗位能力和素质要求着力开发化工物流虚拟仿真实训项目，进一步拓宽虚拟仿真实训为化工物流专业学生实操能力和职业素养提升带来的积极影响，如图1所示。

图1 化工物流虚拟仿真实训与线下实操项目相互融通

综合应用校企资源，联合开发“化工品仓储”“化工品运输”两大模块虚拟仿真项目，包括“三维互动仓储仿真系统”“虚拟仓储中心运营系统”“化工品仓储（罐区）维护虚拟仿真实训”“危化品运输虚拟仿真实训系统”“虚拟集装箱港口运营仿真实训系统”“LPG站场仿真实训系统”六大化工物流特色虚拟仿真实训资源，并与“化工品仓储管理实训”“化工物流设备操作实训”“化工品运输管理实训”等线下实操实训资源相融合，教学内容分布于《化工产品仓储作业实务》《危险化学品储运》《化工液体料收发作业实务》《化工物流设备使用与维护》等多门化工物流专业核心课程，线上、线下实训资源相互促进、相互融通。

2.1 化工品仓储模块仿真

化工品仓储模块仿真以化学品整装和散装进行分类，分为仓库作业和罐区作业两大类见表1。仓库作业主要以不同包装形式的整装化学品仓储作业为主，包含入库、出库和在库作业管理三大实训；罐区作业主要以储罐中的散装化学品仓储作业为主，包含小瓶灌装、倒罐、管道进液工段仿真和输油中间站工艺仿真四大实训。

表1 化工品仓储模块虚拟仿真实训项目及主要内容

2.2 化工品运输模块仿真

国内化工品运输主要以公路运输和船舶运输为主，学生的就业岗位基本从事化学品运输领域，但是根据危险化学品相关安全管理条例的要求，中职课堂不具备实地操作危险化学品储运的教学条件，因此将企业真实工作场景转化成教学模拟仿真场景，将化工物流企业员工必须掌握的操作技能整合提炼，开发出有压罐车运输、常压罐车运输、危化品公路运输线路优化、危化品港口运输四大实训项目见表2，着重培养学生掌握以罐车及船舶为主的危险化学品装卸操作技能。

表2 化工品运输模块虚拟仿真实训项目及主要内容

公路运输选取典型化学品——液化石油气、环氧乙烷、硫酸、乙二醇等为模拟介质，以化工物流企业装卸车真实场景做三维处理增强操作真实感，分为常压和有压罐车装卸车模拟仿真，主要对罐车发车前、在途中、到达后几个时间节点内，押运员、驾驶员对装卸危化品的流程、货品状态监测、运输路线选择、过卡检查等环节进行培训考核。应用虚拟仿真技术，改变现有枯燥理论讲解，生动形象地向学生展示各环节的知识点，提高学生的学习兴趣。

化工物流虚拟仿真实训还包括评价考核系统，通过演示、训练、考核三阶段，帮助学生形象直观地理解并掌握化工品仓储及运输岗位的典型任务和具体操作。所有仿真实训可单独学习,也可整合在一个完整的化工物流虚拟环境中进行模拟，基于教学管理的方便，软件提供教师、学生、班级信息维护、任务管理、考试管理等功能，更好地帮助教师使用虚拟仿真系统完成化工物流教学任务。

3 化工物流虚拟仿真应用成效

3.1 真实企业为蓝本，仿真化工物流典型工作流程

化工物流虚拟仿真教学项目的开发紧密贴合化工物流企业实际，可以部分或全部替代高危险、高污染以及高消耗、高成本的实践环节，从而有效缓解现实中实践教学资源不足的问题。通过仿真教学软硬件的演示及操作，使学生从宏观上了解大型化工物流仓储、运输装卸的具体流程，掌握化工物流典型工作任务中涉及的重点设备及关键的工艺参数，为学生进入企业现场学习积累知识技能储备，达到事半功倍的效果。同时，通过化工物流虚拟仿真实训教学，让学生在真实仿真的场景中安全高效地开展教、学、练、考，不仅可以节省大量时间和费用，避免了操作实际化工物流设备可能带来的危险，还能有效提高学生的创新能力及实践能力。

3.2 多岗位互动，凸显真实物流协作效果

原有线下实物模拟实训由于工位数有限，无法满足多人协作、全流程分工操作的实训要求，也不符合化工物流企业的工作实际。开发出的化工物流虚拟仿真教学项目，着重在虚拟物流场景中丰富用户角色，模拟的岗位包括各类车辆司机、堆场指挥员、岸边指挥员、检查班长、检查文员、现场控制班长、中控室文员、中控室班长以及危化品罐车装卸工、驾驶员、押运员等。通过设备管理、人员组织、作业计划、运营决策等培养学生团队合作意识和物流管理能力。

3.3 线上线下相结合，全面提升学生技能水平

化工物流虚拟仿真实训室采用硬件与软件结合的方式，线上虚拟仿真实训与线下实物实训相结合，校企联合建设化工物流综合实训室，包括液态料收发、化工品仓储、化工品运输、HSE等九大实训室，让学生不出校门就有仿佛置身化工物流企业真实现场的体验，在真实设备体验和软件操作过程中掌握化工物流岗位所必需的理论知识，全面提升技能水平，反复操作也节约了大量教学成本，同时还有效避免化工物流现场实训危险性大的弊端。

最后，由于化工物流特别注重作业安全，在现有线下HSE实训基础上，下阶段将拓宽仿真内容，开发消防系统工艺仿真、作业场所物料泄露应急处理、运输过程中罐车泄露应急处理仿真实训项目，模拟化学品储运过程中容易发生的重大事故，如化学品泄露、罐车事故等，培养学生化学品储运事故应急处理的能力，进一步提升化工物流虚拟仿真内容的全面性。