智慧工厂是指利用物联网、大数据、人工智能等技术手段，将传统生产制造业转型升级为智能化的生产模式。随着智能制造产业的快速发展，智慧工厂成为当前制造业改革的热点之一。然而，高校在传统的实践教学模式下，存在教学与实际生产脱节等问题。通过采用虚拟仿真技术构建虚拟仿真智慧工厂，学生可以在一个仿真的环境中进行实验操作和工艺流程调整，不仅降低了实践成本和学生安全风险，还提供了更多的重复实践机会。学生可以通过虚拟仿真进行预习和实验，掌握基础知识和技能，然后在真实的生产环境中进行实践操作和应用，巩固和提升所学内容。
一、建设虚拟仿真智慧工厂的必要性
制造专业培训教学和现代智能化工厂脱节问题严重，实训开展受到诸多限制。
1.实体实训设备投入高
现代智能制造工厂占地面积大，全智能化设备的购买和维护成本高昂。在实际教学中，学校往往难以满足真实现代化工业实训环境。虚拟仿真智慧工厂依托虚拟仿真技术，通过电脑、VR眼镜等终端设备即可开展实训，反复利用的维护成本低，可有效解决实训的成本投入问题。
2.实体实验动手机会少
现代化智能制造已经逐渐走向无人化，通过PLC控制系统进行全局控制。实际工厂的准入制度严格，即时获得进入工厂见学的机会，学生也没有机会动手实践。虚拟仿真智慧工厂以真实工厂为对象设计，学生可以随时随地开展虚拟实训，有更多机会进行动手学习。
3.实体实验安全系数低
智能制造工厂生产线复杂，大型设备多、载荷大、运动部件重量大，学生操作有较高的安全风险。虚拟仿真智慧工厂利用虚拟仿真技术将工厂的实物对象虚拟化，既能够让学生获得沉浸式的体验效果，又可以很好地解决学生的安全问题。
二、虚拟仿真实训室建设方案
虚拟仿真实训室建设以实际操作为核心，以理论教学为基础，以虚拟仿真为辅助，实现三者有机融合。通过该体系，学生可以在掌握理论知识的同时，提高实际操作能力和解决问题的能力，更好地适应企业的实际需求。因此，虚拟仿真智慧工厂主要有以下板块构成：
1.生产工艺流程展示
智慧工厂以现代化工厂的智能制造体系为蓝本，用三维模型动画展示从生产项目管理、工艺过程设计到检验检测结果等全部生产过程。学生可以通过这一板块了解智慧工厂的整体生产工艺流程和工作原理，打好坚实的理论基础。
2.工业控制技术掌握
虚拟仿真实训工厂通过虚拟仿真技术，围绕机电一体化、传感与检测等工业控制技术打造专属互动实训课程。通过任务式的引导，让学生亲自参与不同类型的传感器的安装和实验，对机电控制系统进行调试和测试，切实理解组件原理，掌握相关动手技能。
3.自动化生产线操作
智慧工厂虚拟仿真实训室涵盖了自动化生产线的工业组态、安装与调试等操作过程。学生可以在虚拟环境中了解PLC编程技术并尝试下达指令、进行实操，感受不同指令给自动化生产线带来的变化。通过通过触摸屏与组态软件设计技能的实训，提高对自动化生产线信息交换的理解和实际应用能力。
实践教学在教育过程中具有极其重要的作用，它不仅可以提高学生对知识的掌握程度与应用实践能力，更能培养其独立思考能力和创新意识。虚拟仿真智慧工厂实践教学能够有效地提升学生的工程实践能力和项目研发能力，为培养现代化智能制造优秀人才提供了一条更加便捷的路径。
