传统实验课的三张老照片——教师反复示范、学生排队操作、报告手工誊写——在“AI+虚拟仿真课程”里被一键刷新:高温高压的化工反应在云服务器里爆炸,昂贵的高分子材料在GPU内存中挤出,致命的毒气泄漏只发生在像素级别,而真实世界的试剂柜却毫发无损。山东满天星信息科技有限公司用“AI智能体+数字孪生+数据回流”三板斧,把“高危、高耗、高重复”的三高实验搬进云端,让课程从“看会”直接跃迁到“创会”。
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一、课程诞生:把真实工艺拆成“AI语料”
课前,企业工程师、校内教师与AI训练师三方共拆岗位任务流,将纳滤反渗透、高温挤出、灭菌灌装等工艺切割成2000+标准动作元,每个动作元附带传感器阈值、风险权重与评分要点,形成机器可读的“AI课本”。这些语料既是虚拟场景的地基,也是后续智能体训练的“题库”,让课程第一次拥有了可计算、可预测、可进化的基因。
二、课堂现场:100个智能体当“隐形助教”
进入虚拟空间,学生戴上VR头显,左手握力反馈手柄,右手拖拽参数面板。100个云端智能体实时在线:安全哨兵10 ms扫描护目镜、手套、面风速;工艺教练比对温度-压力曲线,偏离0.1 MPa即刻弹出3D拆解动画;设备医生预测轴承寿命,提醒“剩余可用时间18 h”;报告导师30秒生成含误差分析、图表、公式排版的电子实验记录,评分准确率98%。教师从“盯现场”解放为“盯数据”,把课堂时间用于创新追问,学生提问深度提升2.5倍。
三、云端试错:把“爆炸”当日常练习
数字孪生引擎1∶1复刻真实设备,支持30余种极端场景:反应釜超压、萃取塔液泛、挤出机熔体破裂。学生可在云端把温度推高到“爆炸边界”,观察压力曲线冲破安全阀,再一键“时光倒流”回到事故前30秒,重新选择冷却策略。
四、数据回流:课堂与产线同频共振
课程与头部企业建立加密隧道,真实DCS数据按30%密度脱敏后回灌云端,成为动态更新的“活教材”;学生研发的优化参数经AI验证后,又可反向写入企业生产系统。某企业把合成氨工段数据接入课堂后,学生通过云端寻优发现“低温催化剂层间温度提升2 ℃即可节电1.8%”,方案上线首月为企业节省电费90万元,实现“教学—产业”双向增值。
三年之内,满天星计划在全国部署100间AI+虚拟仿真课程节点,形成“云端一张网、边缘多节点、校企双流动”的新基建。届时,课程不再是一份PPT,而是一段可远程热更新的“服务”——企业工艺升级,课堂场景次日刷新;学生创新验证,产线参数当周迭代。AI+虚拟仿真课程最终让“高危高耗”永远留在云端,让“创新试错”成为每名学生抬手即可触达的标配能力。
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