把生产车间搬进电脑——记济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队

2010-05-18 16:21:11   作者:记者 潘庆照 通讯员 牛辉亮   来源:www.cxsdw.com   点击:
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周以齐:
    山东大学教授、中国机械工程学会高级会员、中国电子学会高级会员
    长期从事机电产品控制系统设计、虚拟环境与虚拟现实仿真系统研究。先后主持完成国家自然科学基金“空间弧面凸轮机构机电耦合动力学特性虚拟设计”、微机控制轴承滚道位置及曲率半径检查仪、智能伺服控制器、虚拟数字化城市等国家、山东省和济南市的科技项目,多次获得科技进步奖。

   “钢铁大国→手动轧钢……
    操作技能产量差→800吨/月……
    传统轧钢操作训练→传、帮、带→5年时间→成本高……”

    这应该算是一张决策图,它摆在济南星科经贸有限公司董事长王继的面前,“我国是钢铁大国,轧钢操作以手动为主,操作工的技术水平至关重要,用传统方法培养一个熟练操作工却费时费钱。”王继看到了轧钢培训领域研究的意义所在,于是,济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队应运而生。

  
把生产车间搬进电脑


   据了解,济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队基于“产学研”合作的形式运行,通过山东大学与星科公司的全面合作共建,实现科学研究、生产实践、市场需求的资源共享、配置优化和互补整合。“校企合作是我们解决研发过程中关键技术问题和提高研发效率、研发水准的重要途径。”山东大学教授周以齐作为该创新团队的领军人物,一句话点明了产学研合作在创新团队运作中的重要作用。
    据周教授介绍,济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队的主要研究领域是应用信息技术,解决实际生产中需要解决的复杂生产系统的仿真问题,以便更好地完成人员培训、设备运行管理、设备故障诊断与排除、重大安全保障的预案分析与演练指挥。目前,该团队已经启动的工作主要围绕轧钢生产技能虚拟训练与仿真考核和一些具体的军事训练系统展开。
    济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队将解决轧钢生产技能训练手段,特别是解决快速培养优秀轧钢操作人员这一冶金行业多年未解决的难题作为主要研究方向,在仿真训练系统中突出体现“基于工作过程”的思路,将生产车间完全仿真搬进程序内,让培训在电脑前就能完成,整个训练在数据、步骤等各个方面与实际操作完全一致。据周以齐教授介绍,这种“基于工作过程的培训课程体系设计方法”是德国不莱梅大学技术与教育研究所于上世纪80年代首先推出,本世纪初在全德推广使用,并由欧盟“亚洲联系”项目带入中国,它代表了当今最先进的培训理念。“这正是我多年想看到的,这就是中国职业教育发展的方向。”
    王继对这种仿真培训形式充满了信心,目前,济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队将进一步开发出热连轧、小棒材轧制、高炉炼铁和烧结虚拟仿真等四个工艺过程的虚拟仿真科研成果,力求在该领域的研究水平达到国际先进、国内领先。


推进信息化与工业化融合


  在十一届全国人大一次会议上,温家宝总理在政府工作报告中指出“要坚持走中国特色新型工业化的道路,推进信息化与工业化融合。”信息化如何与工业化融合?王继认为虚拟仿真技术正是推进二者融合的重要践行,据介绍,虚拟仿真技术是科研人员从事产品设计与技术创新的重要手段,被称之为信息时代人们认识世界的第三种方法,被广泛应用于工业设计、技术研发以及虚拟实验中,并在逐渐应用于国防、汽车、船舶、航天航空、工业制造、电力、石油化工、交通、教育、娱乐、建筑、体育等广泛领域。
  济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队研究项目的实施,可以通过模拟操作训练提高技能工的操作水平,降低废次品率和烧损率,提高产量,降低燃料、电能的消耗。而且,虚拟仿真训练只消耗一部分电能,大大减少了技能工真实操作训练所消耗的燃料和电能。


技术为魂打造国字号团队


  据了解,2010年和2011年,根据济南市创新团队建设的标准,济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队将加快产学研合作的步伐,团队建设、工作的中心任务围绕资源整合,形成高效运行机制展开,以拓展轧钢训练系统为主,加快虚拟现实技术与工程实践的结合。2012年和2013年在已经成熟运行的创新团队的工作机制基础上,制定向省级创新团队标准靠拢的赶超目标,以推进科研深度和虚拟培训软件的行业延伸为主线,针对性的完善队伍建设和条件建设,争取到2013年达到省级创新团队的标准。结合生产工艺建模与现场经验完成符合生产实际的虚拟仿真系统的研发,通过创新团队建设结合行业工艺专家,打造一只复杂生产系统虚拟仿真方向的高素质研发队伍,以核心技术为魂,成为国内一流的创新团队。
  济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队将构建囊括企业、高校、专职技术人员的综合型团队,保证团队高效率工作。形成有效的研发流程,技术分解清晰、职责分工明确、工作量分配合理,保证产品研发效率和降低研发成本。根据不同的市场导向,系统分析行业特点,形成符合市场需求的产品研发标准,保证一次开发多方受益,形成行业内各层面市场的全面开花。“我们既有钢铁行业背景,又掌握了虚拟仿真技术,相比国内其他同行,我们有极大的竞争优势。”王继对复杂生产系统虚拟仿真创新团队的发展前景充满了信心。
  目前,济南市复杂生产系统虚拟仿真创新团队正在加快对加热炉燃烧、转炉炼钢、连铸配水等工艺仿真模型进行技术突破,在“基于工作过程”虚拟训练体系设计方法方面,形成企业软件标准文档体系,并结合工程实践发现问题、提出结合中国国情的基于虚拟现实系统的工业培训软件系统设计模式。一个志在打造国内一流水平的创新团队正在逐步成长。