導(dǎo)語

成立于2008年的金恒博遠(yuǎn)科技，秉承著“讓工業(yè)更智慧，讓教育更精彩”的企業(yè)愿景，致力于為鋼鐵冶金、電力、軌道交通等行業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型和高技能人才培養(yǎng)提供具有國際先進(jìn)水平的產(chǎn)品與服務(wù)，服務(wù)客戶已近百家。

為了便于更多用戶了解金恒博遠(yuǎn)產(chǎn)品應(yīng)用形態(tài)和效果，我們推出了《金恒博遠(yuǎn)案例集錦》專欄。后續(xù)我們將在該專欄連載展示金恒博遠(yuǎn)在本科教育、職業(yè)教育、企業(yè)人才培養(yǎng)、職業(yè)技能大賽、數(shù)字孿生工廠、生產(chǎn)安全、運維管理等方面的應(yīng)用實例，歡迎您關(guān)注、訂閱。

金恒博遠(yuǎn)案例集錦（一）:新工科背景下的本科院校虛擬仿真實踐教學(xué)

加快深化工程教育改革、建設(shè)“新工科”，作為立足我國戰(zhàn)略發(fā)展需求、國際競爭趨勢和立德樹人時代要求而提出的重要命題，正在倒逼本科院校工程學(xué)科人才培養(yǎng)思路、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案與培養(yǎng)手段的轉(zhuǎn)變與改革。

近年來，我國本科教育信息化建設(shè)已取得顯著成就。在自動化、鋼鐵、材料、電力等工科專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)過程中，虛擬仿真等信息技術(shù)的成功應(yīng)用，助力構(gòu)建了更多類型、多維度、多樣化的實踐課程體系，實現(xiàn)了全面培養(yǎng)、提升學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計思維和解決復(fù)雜工程問題的能力。

1、冶金工程與材料成型專業(yè)虛擬仿真實踐教學(xué)平臺

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程復(fù)雜，具有高溫、高危等特點。傳統(tǒng)教學(xué)模式和教學(xué)手段比較單一，學(xué)生難以靠近生產(chǎn)線深入了解生產(chǎn)過程、不能進(jìn)行生產(chǎn)操作深入學(xué)習(xí)、無法進(jìn)行研究和仿真驗證，不利于全面認(rèn)識和解決實際可能遇到的工程問題?；诖吮尘埃鸷悴┻h(yuǎn)研發(fā)了煉鐵、煉鋼、軋鋼全流程鋼鐵生產(chǎn)虛擬仿真實踐教學(xué)平臺。平臺以鋼鐵生產(chǎn)過程為對象，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實等多元化仿真技術(shù)開發(fā)，平臺具備準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型、嚴(yán)密的操作邏輯、全面的知識體系以及一體化的考核功能，讓本科院校學(xué)生在平臺學(xué)習(xí)后能夠快速掌握生產(chǎn)工藝、裝備、操作等相關(guān)知識、技能。

本科院校以培養(yǎng)高水平工程實踐型人才為目標(biāo)，結(jié)合本科院校新工科建設(shè)需求，平臺專項研發(fā)的實踐創(chuàng)新和設(shè)計教學(xué)功能為國內(nèi)首創(chuàng)。平臺設(shè)置了開放的模型接口和仿真設(shè)計接口，具有較強的研究性教學(xué)、訓(xùn)練功能，學(xué)生通過該模塊可學(xué)習(xí)工藝流程與工藝結(jié)果的相關(guān)性，深挖工程應(yīng)用和基礎(chǔ)理論創(chuàng)新研發(fā)潛力，考察學(xué)生的實踐能力，激發(fā)學(xué)生系統(tǒng)創(chuàng)新思維。平臺投入應(yīng)用以來多次榮獲相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业母叨仍u價，并榮獲“冶金科學(xué)技術(shù)獎”。

應(yīng)用案例1：北京科技大學(xué)

應(yīng)用產(chǎn)品：鋼鐵生產(chǎn)全流程虛擬仿真實踐教學(xué)系統(tǒng)

應(yīng)用場景：

應(yīng)用效果：北京科技大學(xué)鋼鐵生產(chǎn)全流程虛擬仿真實驗教學(xué)中心，教學(xué)面積400平米，應(yīng)用虛擬仿真實踐教學(xué)系統(tǒng)10套，形成了一個由軟件、硬件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成的虛擬仿真實踐教學(xué)環(huán)境，具有認(rèn)知學(xué)習(xí)、仿真操作、考核鑒定、設(shè)計教學(xué)、創(chuàng)新實踐、教學(xué)資源管理等功能。中心投入應(yīng)用以來不僅有效支撐了學(xué)校冶金、機械、自動化等專業(yè)工程實踐教學(xué)，也為經(jīng)濟、管理、外語等其他專業(yè)科普教育提供了優(yōu)質(zhì)資源。中心于2016年獲批教育部“國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心”。

應(yīng)用案例2：遼寧科技大學(xué)虛擬智慧工廠

應(yīng)用產(chǎn)品：高爐實體模擬工廠、轉(zhuǎn)爐煉鋼實物模擬系統(tǒng)、連鑄實物模擬系統(tǒng)、鋼鐵廠生產(chǎn)控制模擬系統(tǒng)、冷軋酸洗生產(chǎn)虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)等

應(yīng)用場景：

應(yīng)用效果：項目以智能模型為基礎(chǔ)，參照現(xiàn)代化工業(yè)體系，建立煉鐵—煉鋼—軋制流程生產(chǎn)線，生產(chǎn)線基本涵蓋了鋼鐵生產(chǎn)的主要流程，可以完成各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)操作和工藝模擬，同時通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)將設(shè)備信息，工藝信息，物料信息等有效融合，實現(xiàn)互聯(lián)互通。

學(xué)生通過智慧工廠進(jìn)行企業(yè)資源計劃管理模擬、生產(chǎn)制造執(zhí)行管理模擬、生產(chǎn)過程控制模擬、生產(chǎn)裝備操作模擬等多維度、全方位的實踐活動，快速培養(yǎng)其工程實踐能力、工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，為學(xué)校實現(xiàn)建立工程型人才卓越工程師培養(yǎng)體系的目標(biāo)提供了基礎(chǔ)。

應(yīng)用案例3：安徽工業(yè)大學(xué)

應(yīng)用產(chǎn)品：冶金過程仿真實踐與工藝實訓(xùn)平臺

應(yīng)用場景：

2、自動化專業(yè)虛擬仿真實踐

自動化專業(yè)實踐、實驗環(huán)境受各方面影響較大，學(xué)校難以完整呈現(xiàn)被控對象設(shè)備及其生產(chǎn)應(yīng)用場景，無法滿足工業(yè)過程控制等復(fù)雜工程化、多樣化教學(xué)需求。

為解決問題，金恒博遠(yuǎn)基于工業(yè)級組態(tài)軟件、虛擬PLC系統(tǒng)架構(gòu)和虛擬仿真技術(shù)，通過再現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)控制界面、將3D虛擬場景與實時仿真對象相融合、仿真時間與生產(chǎn)實際運行時間同步，實現(xiàn)了現(xiàn)場多種工況下的邏輯控制仿真模擬。學(xué)生通過控制操作并觀察場景變化，實現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的認(rèn)知、設(shè)計、開發(fā)和調(diào)試等學(xué)習(xí)和實踐。

應(yīng)用案例1：北京科技大學(xué)

應(yīng)用產(chǎn)品：鋼鐵流程自動化控制仿真系統(tǒng)

應(yīng)用場景：

應(yīng)用效果：系統(tǒng)覆蓋了鋼鐵生產(chǎn)中典型的自動化控制環(huán)節(jié)，通過認(rèn)知實習(xí)、仿真操作、考核鑒定、設(shè)計教學(xué)、實踐創(chuàng)新、教學(xué)資源庫6大教學(xué)功能模塊進(jìn)行鋼鐵流程自動化控制仿真實踐，全面培養(yǎng)、考核學(xué)生調(diào)控系統(tǒng)控制精度的能力和實踐創(chuàng)新能力。

應(yīng)用案例2：華北理工大學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品：流程工業(yè)綜合自動化實時仿真系統(tǒng)

應(yīng)用場景：

應(yīng)用效果：系統(tǒng)以國內(nèi)主流的1580mm熱連軋生產(chǎn)線為對象，通過對象實時仿真、三維虛擬場景、基礎(chǔ)自動化控制、過程自動化控制和數(shù)據(jù)采集與分析，創(chuàng)新性地將實際生產(chǎn)線映射為全數(shù)字工廠，模擬再現(xiàn)了整條生產(chǎn)線的運行參數(shù)和質(zhì)量控制效果。

系統(tǒng)過程自動化控制的數(shù)學(xué)模型和仿真對象模型均來自與國內(nèi)熱連軋控制頂級專家合作，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)實時驅(qū)動虛擬場景進(jìn)行動作，精度高、運算速度快，與現(xiàn)場設(shè)備控制環(huán)節(jié)高度吻合，具有強大的實踐指導(dǎo)作用。通過該系統(tǒng)不僅可以開展自動化專業(yè)高年級本科生、研究生的熱連軋生產(chǎn)流程、工藝原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)、自動化控制等認(rèn)識實習(xí)與熱連軋生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)制定、生產(chǎn)過程組織、關(guān)鍵質(zhì)量控制等生產(chǎn)實習(xí)，還為教師和工程技術(shù)人員提供了新產(chǎn)品、新工藝的研究與開發(fā)平臺。

小結(jié)

教育部高等教育司日前印發(fā)的《教育部高等教育司2022年工作要點》中提出，要全面推進(jìn)高等教育教學(xué)數(shù)字化，包括開發(fā)建設(shè)一批多介質(zhì)、數(shù)字化、智能化、快速迭代的新形態(tài)教材，推進(jìn)“虛擬仿真實驗教學(xué)2.0”建設(shè)等，深化工科人才培養(yǎng)組織模式創(chuàng)新。

金恒博遠(yuǎn)虛擬仿真實踐系列產(chǎn)品和解決方案是融合行業(yè)知名專家、教授團隊教學(xué)成果，基于長期積累的行業(yè)經(jīng)驗和智慧而形成的信息化實踐教學(xué)資源，具有運行穩(wěn)定、虛擬場景真實、仿真計算結(jié)果準(zhǔn)確性高等優(yōu)勢，已成功應(yīng)用于眾多本科院校工科專業(yè)，在提升學(xué)校實踐教學(xué)水平、激發(fā)學(xué)生系統(tǒng)創(chuàng)新思維等方面效果顯著。

《金恒博遠(yuǎn)案例集錦》專欄第二期將展示我們在職業(yè)教育方面的應(yīng)用案例和探索成果，歡迎您繼續(xù)關(guān)注！