智能制造教育革新：虚拟仿真赋能自动化人才培养的四维突破

摘要：在工业自动化转型的浪潮中，传统教育模式正遭遇三大瓶颈：理论灌输与产业实践的断层、高危实验场景的复现难题、复杂系统认知的维度局限。北京欧倍尔智能制造虚拟仿真教学平台，以"认知-原理-操作-创新"四阶能力模型为框架，构建覆盖智能制造全链条的沉浸式培养体系，为自动化

在工业自动化转型的浪潮中，传统教育模式正遭遇三大瓶颈：理论灌输与产业实践的断层、高危实验场景的复现难题、复杂系统认知的维度局限。北京欧倍尔智能制造虚拟仿真教学平台，以"认知-原理-操作-创新"四阶能力模型为框架，构建覆盖智能制造全链条的沉浸式培养体系，为自动化教育提供革命性解决方案。

一、智慧工厂机器视觉感知与控制虚拟仿真实验

软件以自动化香烟分拣线为背景，以图像识别香烟种类的操作进行模拟；涵盖生产线构建知识、机器视觉识别原理、分拣线设备学习等模块。通过引导学习、任务系统及丰富的帮助指导，快速掌握卷烟分选加工知识、安全规范及生产操作流程。附带答题测试与模拟练习，助力学生高效学习，熟悉软件操作与工厂生产流程，提升专业技能。本软件除了模拟设备操作，还配有采用 FLASH 动画展示的理论知识，使操作者全面深入地进行学习。此软件与山东大学合作开发，于2022年入选国家级一流本科课程。

二、高速列车智能感知与健康评估虚拟仿真实验软件

软件以高速列车转向架轴箱轴承智能监测技术、损伤诊断与寿命预测方法和实现过程设计实验内容，选取轴箱轴承结构与损伤成因、光纤光栅和超声导波检测原理、监测系统构建与调试、损伤诊断与寿命预测为实验步骤，采用3D建模、数字孪生、动画、人机交互等技术，设计高速列车高维感知与数字孪生虚拟仿真实验教学项目。

三、无人机危情巡检虚拟仿真软件

系统通过图文结合的方式介绍无人机危情巡检的实验背景与实验目的，同时介绍了无人机的飞行原理和视觉感知与识别的原理，并通过三维结构认知的方式，展现无人机各个结构的外形与功能。用户可通过键盘控制无人机在森林火灾场景中飞行，手动操作完成危情巡检任务；系统支持用户设定无人机相关控制参数，系统根据参数模拟出控制效果，用户可通过模拟的控制效果选择合适的参数；系统通过森林火灾识别实验来模拟视觉识别感知深度学习的各流程，系统可根据实验各环节操作给出相应分数和最终评价。

四、医工融合虚拟仿真实验建设项目

软件基于数字仿真运行平台开发，以3D形式模拟数据采集、数据预处理、特征提取以及数据分类流程。在虚拟系统里学员自主进行系统参数设置，根据得到的数据可进行机器模型训练和深度模型训练，直至得到最优结果。培训的同时能进一步提高学生对惯性传感器和光学传感器的认识与理解，巩固所学的理论知识，加强了学员动手操作能力。