三维互动体验式培训平台物流解决方案

物流实验实训解决方案三维互动体验式培训平台上海百蝶计算机信息有限公司[2011年10月18日])目的性原则；...........................................................................................................72)趣味性原则；...........................................................................................................73)参与性原则；...........................................................................................................74)层攻性原则；...........................................................................................................75.三维互动体验式培训平台功能...........................................................................................81)系统功能特点...........................................................................................................82)系统的运行模式.......................................................................................................86.教学的组织与实施...............................................................................................................97.软件截图.............................................................................................................................11三维互动体验式培训平台解决方案31.前言三维互动体验式培训平台采用虚拟现实（VR-virtualreality）技术，它是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。与传统平面软件实训技术相比，其主要特征是：操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，启发参与者的思维，以全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。从而激发学习者的创造力和创新意识。同时还能帮助学习者培养战略和协作技能。虚拟现实用在教育培训上也有称之为“教育游戏”，2004年教育游戏产业研究报告的发布将“教育游戏”明确定义为“能够培养游戏使用者知识、技能、智力、情感、态度、价值观，并具有一定教育意义的计算机游戏类软件。”这种游戏不以娱乐为主要目的，而是采用寓教于乐的游戏形式，让学习者在游戏过程中接受信息，并获得个性化、互动性和娱乐性极强的全新学习体验，从而激发学习者的创造力和创新意识。此类软件还能帮助他们培养战略和协作技能。它们广泛存在于科学、健康、防御、教育、公共政策和社会变化中。这些游戏已成为了公司办公室、学校教室、医生诊所、码头和工厂的一部分。这种以游戏为手段的学习方式正在越来越多的行业领域中显现，展现高速发展趋势。在美国严肃游戏的最大买家是美国军方，每年投入3000多亿美金。物流管理课程属于实践性较强的课程，采用3D虚拟仿真的方式既仿真了物流企业的硬件环境，又仿真了物流企业各种工作岗位；既仿真了物流企业真实的业务流程，又仿真了物流企业各种的工作位协作；既训练了物流企业岗位的操作技能，又训练了物流企业岗位的职业素养。本软件不是物流业务流程的动画或FIASH演示，而是基于工作过程的各节点及岗位训练。不仅为物流管理专业学生提供了一个认识和感知物流业务，而且，更为关键的是其信息管理与虚拟环境相结合的巧妙设计，以及网络通信技术的应用，使得整个虚拟世界也都变得可操控了：运行流程是可设定的、作业岗位是可安排的、人员是可组织和调动的、设备是可操作和控制的、所有单证是需要缮制的、过程是可监控的等等。总之，它通过强大的仿真虚拟场景和运作流程揭开了复杂物流系统运作的面纱，使每个用户能够在宏观和微观两个层面上直观、深刻理解物流管理的内容。三维互动体验式培训平台解决方案42.开发背景与需求物流实验室的发展大致经历了三个阶段，从开始的软件操作训练；再到单体硬件设备操作训练；目前发展成软硬件结合的实验室系统。显而易见，不管是传统软硬件系统还是软硬件结合系统都存在了明显的缺陷，软件实验室无法为物流教学中基础的技能操作提供平台，更不能模拟真实的物流运作系统，实验中缺乏趣味性和真实感。硬件系统更是只能局限于单体的设备，整个实验室无系统性可言，无法满足更高层次的物流实验需要。所以目前虽然全国建设物流实验室方兴未艾，但实验室的使用率一直不高，只停留在机房进行简单软件流程的模拟，学生兴趣只流于形式。接下来我们作予比较：比较内容传统软件纯硬件软硬件结合三维互动培训系统学生的体验有一定的流程性，但内容单一；对于数据没有概念，随意填写；很难理解与掌握刚开始兴趣深厚，但只能做一些“体力活”，大部分设备台套有限只能观看老师演示无法按角色展开实验，不能真正实际操练；硬件停留在老师按软件流程演示硬件运行；大部分流程只能看老师讲解演示。学生感叹“原来学习也可以与游戏结合啊！”很高的热情参与，掌握流程思想与职业技能提高相当快；在虚拟环境中还可以自己作主来检测自己的学习成果。教师的体验对教学有一定的辅助作用，学生兴趣不大，学生乱填数据，但又没有办法评价实验结果。学生人数众多难以管理，开设项目不多，无法保证学生兴趣持续性，备课困难受场地资金的约束无法保证每个学生的参与；备课相当困难，上课需要的知识面太大，还需要整理实验对象，做点体力活；系统维护困难大，有机、电、控制等设备；流程死板没有柔性备课简单，只需要点鼠标就可备好实验对象；仿真度高，与实际企业操作基本一致，还有三种高中低层次物流模式方便教学，不受时间空间限制；学生积极性高涨，按角色实操，可进行对抗比赛；对自己的职业理解能力有了很大的提高。专家领导评价只是安装在计算机里，效果难评价设备琳琅满目；投入大；使用率不佳使用率与效果不佳；投入大；老师叫苦，难以上课使用率与效果极高，画面逼真，专业度高，性价比更高表1四种模式实验效果评价表由上表可以看出四种模式实验效果的情况，我们暂且把四种模式称之为四代三维互动体验式培训平台解决方案5实验室模式。第1、2代明显存在不足，而第3代发展到了软硬件结合具有系统性的物流实验室，模拟真实的物流企业运行过程。然而这类实验室在实际的使用过程中也暴露出自身的问题，比如没有解决学生参与度的问题，堆垛机每个学校由于经费与场地原因只能购买1台，一个班学生35-60人无法让学生参与，手持终端等信息设备台套数很有限；第3代产品备课着实让老师头痛的问题，虽然模拟了部份现实环境但因没有实训的生产营运，要展开真正的实验对象无法解决，无法真正按角色展开实验；再次这样的实验室对实验管理老师的综合素质要求较高，要懂机械知识、电器知识、自动控制、物流管理、物流工程等综合知识，这给实验室维护带来很大的困难；还有一点实验室受空间及资金投入等因素约束，实验室的内容不够全面不够丰富。以上等诸多因素使得第3代实验室与前面2代产品一样效果难保证，使用率低。为了解决上述物流实验室软件中存在的问题，我们也进行了积极探索和论证分析，确定了以当下流行的3D技术为手段的模拟仿真实验系统，在充分吸收了上述各种实训模式的精华、并结合国外先进的实训模式而设计的国内先进的实训手段。整个系统提供几乎包括现实中各类物流企业的真实运作环境，覆盖了与现实物流相关的绝大部分场景。还按各种企业类型做了各种模式管理流程进行了分别模拟，其核心是让学生在虚拟现实的环境中按角色按流程的综合训练，达到实验的目的。通过虚拟操作模拟仿真软件，让物流专业的学生在学校，通过模拟现实的环境中反复实验，对现实企业的各种类型，以角色扮演的方式，对系统进行仿真操作，达到互动体验式的实验目的。最重要的是可以通过虚拟世界模拟各个角色岗位的异常情况，学生通过对各种异常不同的反应来更深入的掌握该岗位的技能。如下图1所示虚拟仿真物流场景。三维互动体验式培训平台解决方案6图1虚拟仿真的物流场景3.优势与特色1)3D虚拟仿真技术为您真实再现一个现代化的大型物流企业；三维互动体验式培训平台抽象于真实世界，它来源于对现实生活的抽象与艺术化加工后得到的一个具体化的社会模型。软件的真实性使得我们对软件的画面或是内容产生一种信任感，这种信任感维持着我们能够继续在游戏中实现各种任务及关卡。同时，这种真实性也满足了学习中需要的直观性，在知识的传授中有些真实性我们是没有办法去实现的。如我们仓储配送软件中模拟了1万平方的大型现代配送中心，模拟的设备立库、高速分拣线、电子标签等50多种物流设备。2)虚拟的物流企业为每一个参与的学生设立了一个又一个现实的管理和作业岗位；三维互动体验式培训平台采取学生模拟企业角色的方式，使得每个学生充分参与企业的经营与实践中。模拟的岗位既有像仓储经理、配送经理、市场经理等这样的管理岗位，还有理货员、上架员、拣货员这样的操作岗位，共计18个工种。同时在设计时充分吸取游戏的娱乐成分，把原本枯燥、呆板的学习内容变成生动、具体、互动的游戏，加以丰富的图像、声音等特效，让学习者能够沉浸其中，乐而忘返。3)具有典型背景意义的物流任务引导，岗位与岗位、虚拟与现实之间，在信息管理软件作用下人人与人机互动；三维互动体验式培训平台设计采用任务引导的模式，任务的设计都是来源于真实企业的典型业务，学生不出校门并且学校投入低廉就能达到企业实习的目的。同时本软件还是一个网络互动的系统，学生以角色身份登陆后变身为同事关系，每个人的作业数据可进行数据交换、相互之间有流程关系，并且可进行聊天三维互动体验式培训平台解决方案7工作交流。4)全程跟踪、监控和记录各岗位工作进展，及时引导、修正工作进程，可对每个岗位作业效率进行评价；三维互动体验