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高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台建设方案

发布时间:2023-05-10

编辑人:灵图互动

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虚拟仿真实训平台因其交互性强、参与性好、易提升学生兴趣,对提升实践教学效果显著等优势,已成为职业院校信息化教学实训的首选。同时因汽车制造与装配技术专业实训投资大、场地不足、现有设备功能不全等因素,无法完成相关专业教学实训,导致培养出来的人才无法与市场相匹配。虚拟仿真实训平台的引入完美的解决了以上困境。

高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台建设方案利用虚拟仿真技术,基于真实汽车生产四大工艺(汽车冲压、汽车焊接、汽车涂装、汽车装配),构建1:1高度仿真模型,模拟实际的工作环境和场景,让学生在虚拟环境中通过游戏式的教学方式根据实训任务进行沉浸式实训学习,不仅参与性强,学习兴趣足,同时可提高学生的实践能力和创新能力。最后待学习完成后平台自动提交学习成绩及学习轨迹到云端,并将自动统计汇总的结果显示到教师端,这样可以完整地实现学生学习的闭环控制,提高教学传授能力和监控能力。

高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台建设方案

1. 高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台结构

1.1 通用功能

汽车专业虚拟仿真实训平台基于国际先进的开发平台,界面设计符合面向对象的设计原则,整个设计需要包含登陆界面、主界面及各个子界面,各界面风格与学校主题风格保持一致。界面的交互设计能够充分体现易用性和合理性,易用性体现为界面布局和使用方式符合师生的使用习惯,合理性体现为软件操作不会出现误操作。

1.2 教学功能

以汽车冲压技术课程为例。在构设的虚拟仿真汽车冲压车间中,教师选取典型冲压工作任务(如发动机盖冲压等,从坯料剪切冲压前处理,到冲压加工(拉深、冲孔、弯曲、修边、翻边等或其一,到模具处理,再到废料处理,整个工作流程进行教学,并进行三维演示。

1.3 实训功能

汽车专业虚拟仿真实训平台的实训功能,以汽车冲压技术课程为例。可选择不同的实训项目,一步步演示虚拟冲压机的操作过程,并同步伴随操作说明。具体过程如下。

1.3.1 压力机选择。通过菜单、参数、图文等选择方式对汽车典型覆盖件需要使用压力机进行匹配选择,实现交互学习。

1.3.2 冲压过程。冲压过程的真实模拟仿真,针对典型冲压工艺-拉延,进行工艺分析,植入冲压仿真分析软件,以及逼真的冲压模型模拟真实的冲压过程并显示处理结果,并且添加完整的送料及取料机构的运动,完善整个冲压工艺。学生可以自由选择冲压模型的材料及各种参数等,自主操作,并可以分析出冲压缺陷,修正再冲。

1.3.3 后处理显示。能够对仿真分析结果进行显示,包括缺陷显示、应力显示等。

1.4 评估功能

汽车专业虚拟仿真实训平台的评估功能,采用游戏通关的方式考核,具有智能性和防作弊功能。通过游戏闯关的模型,评估学生对不同覆盖件类型选用压力机是否正确、压力机参数是否合适等。对学生的每一步操作的正确性、规范性、安全性进行自动记录、评估、计分,并输出和提交详细的考核记录单。考核过程中遇到难点可跳过当前步骤,但扣除相应分数。自动输出考核记录表,自动加密。

1.5 辅助功能

汽车专业虚拟仿真实训平台的辅助功能可以对软件一些参数进行配置,例如可通过系统配置功能开关语音提示。软件可在实训全程自动实施监控,及时发现、提醒和制止不良操作行为,培养良好的操作规范和安全意识,技能训练与养成教育并重,有效保障实训安全。

高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台建设方案建设内容

2. 高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台建设内容

2.1 建设内容

2.1.1 内容要求

高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台应符合现代汽车制造模式理论,能够表达现代汽车制造模式下冲压、焊接、涂装、一体化和设计、生产、管理一体化的总装生产全过程。该系统应能够演示汽车厂区布置及内部设施,完整地显示典型汽车结构及汽车内部系统、设备等的布置,详细演示汽车制造的工艺流程。并能够进行汽车发动机零件加工与装配、汽车冲压、汽车焊接、汽车涂装、汽车装配等工艺确定。学生可以通过人机互动,模拟汽车发动机零件加工与装配、汽车冲压、汽车焊接、汽车涂装、汽车装配过程操作,并能进行仿真模拟演示。

2.1.2 具体内容

高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台建设方案建设内容来自于专业课程体系。对高职生而言,在汽车产业链中,汽车制造环节是其主要用武之地,汽车四大工艺是制造环节的核心。从职业情景的角度讲,汽车制造以野四大工艺冶为主要情景,即汽车冲压、汽车焊接、汽车涂装、汽车装配。转换为学习情景以后,也应以四大工艺为情景开展学习。从课程体系的角度来讲,汽车冲压技术、汽车焊接技术、汽车涂装技术、汽车装配技术是高职汽车制造与装配技术专业的核心课程,主要培养学生的汽车四大工艺(冲压、焊接、涂装、装配工艺设计与实操能力。

高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台各仿真子模块对应于专业相应的核心技能。因此,汽车制造与装配技术专业共建设以下子模块院汽车冲压虚拟仿真交互子模块、汽车焊接虚拟仿真交互子模块、汽车涂装虚拟仿真交互子模块、汽车装配虚拟仿真交互子模块、发动机制造虚拟仿真交互子模块、发动机装配虚拟仿真交互子模块。其中汽车冲压虚拟仿真交互子模块模拟汽车冲压车间生产环境。主要包括翼子板、发动机罩、侧围、地板、门板、后备厢盖等的冲压工艺方案制订、压力机选择、冲压过程人机交互模拟等操作。

高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台实训内容

2.2 内容表现形式

在表现形式上,主要有以下三种。

2.2.1 三维软件为主交互形式

以汽车冲压虚拟仿真交互子模块为例。在虚拟的冲压车间中,操作者通过鼠标点击,完成汽车车身典型覆盖件的冲压过程。

2.2.2 援三维软件为主沉浸式交互形式

以汽车冲压虚拟仿真交互子模块为例。在虚拟的冲压车间中,操作者头戴虚拟现实头盔,进入冲压车间,通过传感器手柄操作各种按键,完成汽车车身典型覆盖件的冲压过程。

2.2.3 三维软件、硬件结合沉浸式交互形式

以汽车焊接虚拟仿真交互子模块为例。在虚拟的焊接车间中,操作者头戴虚拟现实头盔,进入冲压车间,手握虚拟焊枪,进行各种焊接,完成汽车车身各板件的焊接过程。

高职院校汽车专业虚拟仿真实训平台建设方案通过完善的平台功能,辅助院校做好教学实训,同时实训内容来自于专业课程体系,不仅丰富教学手段,同时还可以提升教学质量。

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