内容摘要：学生在真实生产环境下的实习实训往往只能放在学生毕业顶岗实习中进行，日常实践大多是在实验实训室完成或到企业参观见习。本文通过随州职院专用汽车生产装配仿真实训系统的开发和应用分析，解决日常教学实践不能完整的了解生产装配工艺的问题，达到生产实践的实习实训目的。对解决日常教学中学生下厂实习困难大，学校建设真实生产车间投资大的矛盾和学生日常的教学实习实训能在真实生产环境进行的教学模式改革提供一些参考。
关键词：仿真系统 实习实训 真实生产环境 教学实验
一、系统开发的背景
为了满足汽车类学生日常教学实习实训需要，最大程度接近真实生产环境，努力提高学生实践动手能力，针对专用汽车生产装配流程复杂,机电连接苛刻,包含众多单元操作,同时，由于专用汽车生产装配过程设备投入成本大、专用工具繁多等，日常教学实习不能完整的了解生产装配工艺的科学合理设计，很难达到实习目的等问题，随州职院在教学模式上进行了改革尝试。结合随州专用汽车之都的优势，和随州部分专用汽车企业通力合作，在引进第三方软件开发公司研发的基础上，建设基于真实生产环境的专用汽车装配仿真实训系统，让学生在虚拟仿真环境中完成专用汽车装配实践。
二、系统开发的基本要求
（一）系统开发的主要思路
依托随州汽车职业教育联盟，选取具有代表性的专用汽车企业参与系统开发，共同商讨确定系统开发的标准、功能和应用方式等，确定系统开发以第三方软件开发公司开发一种经典车型（罐式车）装配仿真为基础，学院派教师全程参与，共同完成数据建模、程序编辑、软件开发、系统平台搭建等工作，第三方软件公司同时对专业教师进行系统开发全过程培训，后期由学院组建专业教师团队在先期系统平台基础上自行拓展其它车型装配仿真软件的开发和应用。
专用汽车装配仿真实训系统通过建设，要求建成专用汽车装配仿真环境，达到专用汽车完整虚拟装配与生产企业完整一致的目的。系统包含装配4大要素：环境、产品、工具、人。要求本系统具有较强的交互操作仿真功能，支持一般的鼠标＋键盘交互，支持数据手套＋运动捕捉设备，支持“人－>工具－>零部件”交互操作方式，可处理较大规模的3D场景，支持多种3D模型格式，支持纹理贴图，具有较为完备的装配模型定义。
（二）系统具备的基本功能
专用汽车装配仿真实训系统通过对特定专用汽车车型（罐式车）进行装配仿真，通过将底盘装配、机电控制系统布置数字仿真技术结合,高仿真地模拟工厂装配罐体、电控、正常运行和各种故障状态,并具有可全工况操作、真实感强、节省培训费用和培训效率高等特点。
系统平台建立后，可以以此平台拓展进行其它车型虚拟装配，可较好的解决教学过程中讲解总装技术、分装技术等相关问题时无对应教学设施设备的问题。后期拓展应用时也将积极对校外开放，对外校师生来中心实习或培训企业装配员工，也可以针对企业新车型进行虚拟装配，从而减少生产环境中的装调时间，提高生产效率，缩短生产周期，降低生产成本。
（三）系统应用的主要内容
二、系统在教学实践中的主要应用
专用汽车装配仿真实训系统主要用于学生自己动手进行实习实训性教学实践过程，打造一个能够让学生自己动手进行操作，对系统中各种配置元素进行合理分配、组合、调节、测试和使用的综合实训平台。
这一综合平台由仿真数据准备（由CAD模型或其他几何模型生成产品、零件、环境、工具等模型文件）、装配环境准备（导入汽车装配环境模型、工具与设备模型，布置装配环境、产品、零件、工具模型导入）、操作仿真与分析（汽车装配规划与仿真、装配工艺过程仿真、装配环境模型操作）、查询与分析（生成装配分析报告、动画文件）等组件组成。根据系统资源中提供的虚拟器材进行自由组合，构建科学合理的经典教学实践环节，或者对案例进行系统分析，还可以对自行设计的教学实践内容并进行有效性检测，同时满足学生自主构建教学实践模块的要求，学生既可以自己动手操作完成教师给出的实践内容，也可以自己设计并进行验证。具体的实践项目、功能及效果如下：
（一）知识点认知。确认某一知识点实践现象，通过现象进一步理解知识点内容，以最直接的方式认识 “是”和“不是”。主要借助于学生一定程度参与的演示性实验和模拟性实验来完成认知过程，典型模块即驾驶室各部分功能结构以及系统工作仿真。
（二）知识点验证。通过改变一些变量数值和实验环境，得出不同实验结果进行观察和分析，运用实验结果，对知识点尤其是规律和原理性较强的知识进行验证，达到加深理解知识的目的。典型模块即底盘和上装部分连接虚拟装配。
（三）知识点应用。将所学的知识或理论，在某些技术目标、系统设计目标和局部性的设计和制作等虚拟装配活动进行应用，进行装配测试分析。典型模块即专用汽车满载罐体应力云图及侧翻趋势分析。
（四）综合运用训练。学生应用所学专业知识，自主地完成与专用车装配有关的虚拟生产活动，例如液压结构的设计与布置。针对观察到的新现象，提出的新的设计思路和方法，或者在分析现有专用车结构的基础上，提出新的设计思想并进行装配模拟。在创新设计的基础上，系统的完善专用汽车结构设计、合理规划生产工艺和后期技术验证。典型模块即新型专用车模拟装配。
由于专用汽车装配综合训练规模较大，也为了更好的训练学生的实操能力，该训练特别强调学生的自主的练习和以团队方式来进行训练。
三、系统推广应用的社会效应
以专用汽车装配仿真实训系统平台为基础，创建一个开放性仿真教学平台转化成一种先进教学手段，利用先进的教学手段和工具，将专用汽车装配的各个环节，从车间环境、零部件组装到装配合理分段优化，建模成型，从而将现实的生产在时间和空间进行数字化，形成一个虚拟仿真车间。通过专用汽车装配仿真实训系统的建设，打造一支精通现代教育技术、持续提升科研水平的的教师队伍，实现仿真技术与生产应用深度融合，全面提升职业教育质量。
专用汽车装配仿真实训系统在实践教学中的应用，大大缩短了学生到员工角色转换的过渡时间，同时在对学生创新思维形成、信息技术能力提高、实操技能锻炼等方面起到了非常大的促进作用。可增强学院专业服务地方经济建设、服务行业发展能力，进一步实现教学资源共享，继续拓展应用到本院汽车专业群多层次内容丰富的实验实践教学和平台建设；利用虚拟仿真系统良好的开放条件，进一步支持随州专用汽车之都建设，通过丰富完善的专用汽车仿真装配实训系统，开展更高层次和更深入的专用汽车科研实验探索。
参考文献：
[1] 李娟.虚拟仿真技术在高职实践教学中的应用及发展策略探讨[J] 科技创新导报，2017（18）：240-242
[2] 周鹏，潘燕.虚拟仿真技术在高职教学中的应用[J].安徽 电子信息职业技术学院学报，2015（05）：43-45
[3] 林春蕾.虚拟仿真技术在高职践教学中的应用研究[J].中小企业管理与科技,2014(1):314-315
作者简介
汪勇
（随州职业技术学院，湖北随州，441300）
作者信息:汪勇，男（1979.3—），汉族，湖北随县人，硕士，讲师，研究方向：教育管理、体育教育训练
叶春娟
随州技师学院 湖北随州 441300
作者信息：叶春娟 女（1979.4--），汉族 湖北随县人 本科 中学一级教师 研究方向：技工学校教育 语文教学