物流实验室

物流实验室是以物流管理软件为基础辅以简单的物流设备，满足简单物流设备认知和物流软件操作的教学需求，主要进行物流作业数据的程式化操作的实验室。

前言

随着物流教学改革的不断深入，高校对物流实验教学也提出了新需求，单纯以操作和简单流程训练为主的实验内容已经很难适应教学的要求。过去十年，物流实验教学更多地依靠硬件的设备操作和软件的数据处理，而忽略了对其整体运作管理的关注。越来越多的反馈信息表明，物流实验教学只有从以认识和操作为主走向以经营管理为本，才能有效地实现物流人才的培养目标。

让我们回顾一下物流实验实训教学的发展过程，从出现的时间与功能我们把他分为三阶段：

第一代 流程式软件实验室

以物流管理软件为基础辅以简单的物流设备，满足简单物流设备认知和物流软件操作的教学需求，主要进行物流作业数据的程式化操作。

特点：

 易操作、能够展现物流运作的数据环境；

 设备简单、功能单一、可开展的实验很有限。

第二代 离散式硬件实验室

将工业设备进行改造引入到实验室中，基本涵盖了物流活动所需的设备（以仓储设备为主），营造出真实的物流作业的硬件场景。

特点：

 设备丰富、效果直观、可操作内容多；

 简单的设备堆积、没有形成相互关联的系统，实验体系不够明确。

第三代 集中式综合实验室

在前两代的基础上将软、硬件集成应用，构建出物流作业的实际框架，注重一体化的运作。实验体系逐步建立，配套教程和学习资料逐渐增多。

特点：

 系统成熟度高、运作环境贴近现实；

 流程性强，柔性差，实验内容的拓展和提高的空间有限。

随着物流学科的发展和课程改革的不断深入，在更高实验教学需求下，传统方式已显得力不从心，包括设备操作与维护困难、学生的参与度、实验过程的管理和评价、管理过程如何进行、实验过程中的安全隐患等诸多因素，使得实验室的使用率成为讨论的焦点。

物流实验室未来的发展方向在哪里？

作为物流数字化教学领域的领导厂商，百蝶始终高度关注教学改革的新趋势和用户的实际需求。结合自身在物流实验教学领域深耕多年的丰富经验，在过往物流实验教学解决方案的基础上，提出了以体验式教学理论为根基，虚拟现实技术为手段的第四代物流实验室解决方案——三维互动体验式培训平台（SimLab）。强调物流各要素内部联系和系统化运作；物流运营的有效化管理，我们相信这将是未来物流实验教学的发展趋势。

计算机虚拟现实技术的发展为我们提供了最佳的机遇，我们以此为契机为您提供更加便捷、智慧的实验解决方案，共同推动物流教学的创新与发展。

第四代物流实验室简介

第四代物流实验室以三维互动体验式仿真系统为核心，配合计算机及网络、3D显示系统，虚拟现实操作平台等硬件设备以及实验教学体系、教学资源、企业案例数据等内容，共同搭建出第四代物流实验室的总体架构

实验室建设平面布置图如下图所示，包括了虚拟现实操作体验区、3D投影显示区、VR操作体验区。

实验室布局图

建设效果

1、真实再现物流企业运作环境

模拟真实物流企业的硬件环境，如仓储仿真中模拟了50余种物流设备；港口仿真中模拟了20多种码头相关设备；运输仿真中模拟了30多种运输相关设备。在此基础上系统还仿真了真实物流企业的管理流程。

2、逼真的设备操作体验

系统中的模型通过高精度的实物建模、通过强大的图形渲染引擎、逼真的物理碰撞，真实的模拟各种物流仓储配送设备的运作，给用户来带更真实的操作体验。结合各种设备的操作规范，操作方式，提示检测等，让学生掌握每一种设备的功能和必要的操作技术。

3、人机互动与人人互动

互动性作为虚拟现实的重要特点之一在我们系统中得到了很好的体现，从设备的操控性体现了人机之间的互动，学生实训过程中以角色扮演的方式参与了物流企业的运营，学生在虚拟环境中化身为同事关系进行互动共同完成物流任务。

4、精确数据仿真

数据仿真主要体现在两方面，其一在虚拟环境中的所有库位、箱位、车辆以及货物都与现实一样用相关编码在管理系统中管理起来；其二在货物的流转过程中都有条码、GPS以及条据等手段在管理系统中管理起来。

5、实验过程灵活可控

三维互动体验式培训平台实验管理系统是实验课管理的核心模块，具备实验课程体系建立、上课过程管理、实验指导和在线交流等功能。教师可根据实验教学计划在系统中自主创建实验课程和实验项目，可控制上课内容、上课时间、实验人数、实验分组等，方便教师对实验过程进行指导、监控，把握学生的实验过程，减轻实验备课负担，方便教学。

6、科学的实验评价体系和自动评分系统

三维互动仿真软件评分系统具备智能操作指导、诊断和评测，通过对用户的操作过程进行跟踪，根据评分体系对学生实验过程进行自动打分。自动评分机制能使学生规范操作过程，培养严谨的实验态度；同时自动打分和操作日志能为学生指出知识的薄弱点，使学生能有针对性地在反复的实验中提高自己的专业知识。

课程体系

三维互动体验式培训平台实验课程体系以培养学生实际动手能力和运作管理为实验教学总体目标，通过平台的系统化训练，使学生成为具有较高综合素质的专业人才。

SimLab系统面向主要面向物流管理专业同时辐射物流工程、交通运输等专业的。设置了52个实验项目基本覆盖了物流管理专业各门课程。形成了仓储管理、运输管理、集装箱港口管理三个实验平台，构建了基础验证性、综合性及设计性三个层次的实验项目体系

核心系统与设备介绍

系统介绍

三维互动体验式培训平台采用虚拟现实（VR—Virtual Reality）技术、人工智能（AI—Artificial Intelligence）技术、多媒体技术共同构建出一个逼真的三维环境，用户通过计算机输入输出设备、VR仿真模拟器等跟虚拟世界中的实体进行信息交换，产生仿真的结果。让学生熟悉作业环境、体验岗位操作、验证设计方案、执行管理活动、仿真策略执行结果，同时避免误操作引起的人身安全隐患。系统涵盖的知识面广、实验内容丰富、实验模式多样、表现形式生动，具有很强的实验性。

①在虚拟的环境中体验真实物流世界

真实再现一个现代化的大型物流企业，模拟内容覆盖企业常用设备与工作环境，包括健全的物流企业岗位。真实的物流管理系统与虚拟物流设备与货物无缝联接，使虚拟环境与真实物流企业流程与操作环境相一致的效果。

②真实的设备操作体验

系统中的模型通过高精度的实物建模、通过强大的图形渲染引擎、逼真的物理碰撞，真实的模拟各种物流仓储配送设备的运作，给用户来带更真实的操作体验。

③任务驱动案例教学

系统将以往以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念；将再现式教学转变为探究式学习，使学生处于积极的学习状态。学生在项目操作过程中，理解和把握教学要求，体验实践的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。

④科学的培训体系

根据学生掌握知识的一般规律把实验分为二个层次，单人仿真主要针对岗位与操作环节以及完整流程的熟练掌握。在学生熟练掌握岗位技能与流程基础上，多名学生相互配合进行多人互动仿真体验，开展物流企业综合运营管理实验实训。

⑤科学的评价体系

培训过程全程监控，培训进程引导，对培训结果进行科学统计与评价。

⑥小组对抗自主快乐学习

引入小组竞争机制，寓教于乐，学生自主、快乐地学习。

⑦轻松备课方便教学

系统提供案例数据，老师可利用系统自有案例数据下达任务，也可按所提供界面编辑数据，对学生实验的过程进行监控统计，对学生实验结果系统自动评分。

SimLab系统构成

①实验管理系统模块

可对实验课程、实验项目、打分评价、上课过程进行统一管理，是三个仿真模块的基础管理平台。

上课管理：对实验课统一管理，有开课、下课等功能；

学生、班级管理: 管理学生、班级的基础信息;

实验管理：对系统中的实验内容进行管理，可自建实验项目；

课程管理: 挑选实验项目建立特色的课程体系，并可管理课程进度；

成绩管理: 系统对学生的操作过程与内容进行成绩评定；

在线交流: 提供教师和学生课堂在线交流功能；

实验帮助: 系统在实验过程可随时查看帮助文件.

②仓储模拟仿真模块：

WMS

①采用.net框架，前端使用Extjs技术。系统包括：基础设置、仓库设置、客户管理、入库管理、库内管理、出库管理、报表管理等一般WMS所具备的功能；

②本系统与仓储虚拟现实系统无缝连接，可对虚拟场景中的所有库位、货物、岗位、托盘以及周转箱等进行信息管理；系统与虚拟手持终端、虚拟电子标签拣货、虚拟自动化立库、虚拟自动分拣线以及无人小车等自动化设备拥有接口，可以系统中直接下达作业指令。

③支持在虚拟场景中的电脑上以浏览器方式打开，无需跳出虚拟现实系统，使用户体验性更强。

仓储虚拟现实系统

①仿真场景基于.NET的API 64BIT色彩HDR渲染；ATI显卡使用Fetch4技术,Nvidia显卡使用Hardware Shadows技术，使虚拟场景具有即时阴影效果，产生更加逼真的效果；

②使用目前世界上最高级的NVIDIA PhysX物理引擎，产生逼真的物理碰撞，真实的设备操作体验；

③虚拟系统内嵌webkit浏览器引擎内核，直接可在虚拟电脑中打开WMS。

③港口模拟仿真模块：

TOS

①采用.NET框架，前端使用Extjs技术。系统包括：进口提箱、出口进重、场箱位管理、进口卸船、出口装船、中控监控、单据打印管理等一般TOS所基本的功能；

②本系统可对虚拟场景中的所有箱位、箱号、贝位以及装卸设备等进行信息管理；系统可自动生成订单信息；系统与虚拟手持终端、虚拟岸边起重机、虚拟门式起重机设备拥有接口，可以系统中直接下达作业指令。

港口虚拟现实系统

①仿真场景基于.NET的API 64BIT色彩HDR渲染；ATI显卡使用Fetch4技术,Nvidia显卡使用Hardware Shadows技术，使虚拟场景具有即时阴影效果，产生更加逼真的效果；

②使用目前世界上最高级的NVIDIA PhysX物理引擎，产生逼真的物理碰撞，真实的设备操作体验；

③虚拟系统内嵌webkit浏览器引擎内核，直接可在虚拟电脑中打开TOS。

④运输模拟仿真模块：

TMS

①采用.NET框架，前端使用Extjs技术。系统主要包括：车辆调度、路径寻优、在途跟踪、货运配载、GPS/GIS、单据管理等一般TMS所基本的功能。

②本系统可对虚拟场景中的所有车辆、货物、岗位、托盘以及装箱信息等进行信息管理；系统与虚拟手持终端、虚拟GPS终端、虚拟车辆等设备拥有接口，可以系统中直接下达作业指令。

③支持在虚拟场景中的电脑上以浏览器方式打开，无需跳出虚拟现实系统，使用户体验性更强。

运输虚拟现实系统

①仿真场景基于.NET的API 64BIT色彩HDR渲染；ATI显卡使用Fetch4技术,Nvidia显卡使用Hardware Shadows技术，使虚拟场景具有即时阴影效果，产生更加逼真的效果。

②使用目前世界上最高级的NVIDIA PhysX物理引擎，产生逼真的物理碰撞，真实的设备操作体验。

③虚拟系统内嵌webkit浏览器引擎内核，直接可在虚拟电脑中打开TMS。

VR交互模拟器

实时交互模拟是虚拟现实技术重要的特征和要求之一，离开实时交互，虚拟现实应用将失去其价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根本的区别。在虚拟现实交互应用中通常会借助于一些特定应用的外设，我们根据物流作业的操作需求开发相应的交互仿真模拟器与三维互动仿真软件系统相连接，与真实设备操作方式基本一致，可模拟叉车，汽车，龙门吊司机室，岸桥司机室的操作过程；多台VR操作模拟器可组成分布交互式络系统，各部分由局域网络联接为一个实时控制的大型动态VR操作模拟系统。VR交互模拟器

3D立体显示系统

效果图

虚拟三维投影显示系统是整个虚拟现实系统中最重要的3D图形显示输出系统，其核心部分是3D立体高亮度投影机及相关组件，它将三维互动仿真系统中产生的图像信息以立体投影的方式显示出来，让可交互的三维虚拟世界高度逼真地浮现于参与者的眼前，从而为用户提供一个具有高度临场感的虚拟现实环境，并结合仿真外设在三维虚拟世界中实时进行交互仿真。

3D立体显示系统包括专业的3D投影仪、3D投影幕布和其他悬挂装置等，结合三维互动体验式培训平台使其发挥最大的使用价值，对于实验教学、参观和形象展示均能起到良好的效果。