2025年8月,由中国化工教育协会主办的第八届全国大学生化工实验大赛总决赛在华南理工大学圆满落幕。来自华东、中南、西北、华北、东北、西南六大分赛区的84支队伍、252名参赛学生晋级决赛,在化工原理理论、化工单元仿真操作与分析、化工原理实验三个环节展开激烈角逐。作为大赛的支持单位,北京欧倍尔为总决赛及六大分赛区提供仿真软件和全程技术支持,保障了本届大赛的顺利进行。
这一标志性赛事,与此前八部门联合印发的《“人工智能+制造”专项行动实施意见》形成呼应。政策的连续加码,不仅为化工行业描绘了智能化升级的清晰蓝图,更对化工人才的培养提出了前所未有的高要求。传统化工教学长期面临进不去、看不见、动不了、难再现的核心困境,学生难以在进入产业前系统掌握从单元操作到全厂流程的核心技能。
在此背景下,北京欧倍尔推出的化工仿真软件,正是精准回应这一时代需求的数字化解决方案。该平台以3D虚拟现实、动态建模、智能评分等技术为核心,构建了一个覆盖化工单元、化工工艺、化工安全、设备拆装等全场景的虚拟仿真实训生态,为培养面向未来的“新工科”化工人才提供了关键支撑。
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一、全场景覆盖的产品矩阵:适配多元教学需求
北京欧倍尔构建了覆盖化工教学全流程的虚拟仿真软件体系,精准匹配不同教学阶段与专业方向的需求。
化工单元3D虚拟现实仿真软件涵盖典型化工单元过程:精馏塔、加热炉、流化床反应器、离心泵、吸收解吸、换热器、固定床反应器、间歇釜反应器等。所有单元学生均可进行开停车操作,并且软件设置了多种典型事故,可培养学生对突发事故的处理能力。
化工工艺仿真实验室软件采用3D虚拟现实技术,依据实验室实际布局搭建模型,按实际实验和生产过程设计,并集“教-学-练-考”于一身。软件列表涵盖多釜串联反应器返混测定、反应精馏法制甲缩醛、气液相平衡数据测定、固定流化床反应器、生物质热解工艺、萃取精馏制备无水乙醇等20余款软件。
面向专业细分领域,北京欧倍尔打造了石油化工3D工厂、煤化工、高分子化工、精细化工、磷化工、化工新能源等专项仿真实习软件,还原不同化工领域的生产全流程。同时,化工仿真软件兼顾实践操作与安全培训,包含设备拆装虚拟仿真培训系统、化工安全应急演练软件、受限空间作业等安全系列仿真软件。
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二、核心技术功能:沉浸式实训与智能教学的深度融合
北京欧倍尔化工仿真软件的强大之处,在于其通过一系列核心技术功能,构建了深度沉浸、可交互、智能反馈的完整教学闭环。
高保真3D虚拟现场与仿DCS中控系统
软件采用3D虚拟现实技术构建与真实工厂一致的虚拟现场,搭配仿DCS中控室系统,支持行走、奔跑、飞行多模式切换,帮助学生直观理解工艺流程与设备布局。以换热器装置区、聚氯乙烯厂区等真实场景为蓝本,学生可在虚拟环境中完成流程导料、设备调试、参数优化等操作,弥补了传统教学中实验装置昂贵、操作风险高、实训场景有限的短板。
两种教学模式,满足差异化需求
软件内置演示模式和操作模式。演示模式下,系统会正确模拟实验每一步的操作,学员只需点击步骤进行学习;操作模式下,系统会给出具体实验步骤,学员需要点击相应部件或仪器进行操作,评分机制采用扣分制,操作错误时会被扣分。
智能评分与教学辅助体系
软件内置知识点库,通过文字、视频等形式详解设备原理与操作规范;智能评分系统可实时评判操作步骤、实验数据,自动识别数据误差与单位错误,大幅减轻教师批改负担。在第八届全国大学生化工实验大赛中应用的化工单元仿真操作与分析赛项,正是依托这一智能评分体系,实现了对252名参赛选手操作过程的精准评判。
灵活培训模式配置
支持单机单角色、分组多角色等多种培训模式,适配课堂教学、分组实训、技能竞赛等不同教学场景,满足高校规模化教学与个性化培养需求。
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三、创新功能亮点:流程图自由绘制开启自主设计新维度
北京欧倍尔化工总控工系列虚拟仿真软件最新上线的流程图绘制功能,为化工教学带来了全新变革。
传统的化工总控工教学软件,其在流程图绘制功能上存在明显短板。多数软件仅停留在简单的“识读”“辨别”层面,学员只能被动地观看流程图,无法亲自动手绘制,这与职业技能标准中的绘制要求相差甚远。
为打破这一困境,北京欧倍尔专门研发了流程图绘制功能:
覆盖全面的绘图类型:该绘图工具充分考虑到不同等级化工总控工的技能需求,全面覆盖了各类流程图绘制。
便捷高效的操作体验:界面设计简洁明了,布局合理,各类绘图工具和功能按钮易于查找和操作,即使是初次使用的学员也能快速上手。
丰富的配置功能:提供管线粗细、颜色、样式类型等配置功能,可自由进行文本编写、标注,为用户提供便捷及更多的自由绘制功能。
精准智能的判定评分:绘制完成后,软件强大的判定评分机制严格依据《化工总控工国家职业技能标准》以及行业通行的制图规范,对学员绘制的流程图进行全方位、细致的评估。
这一创新功能将化工总控工的教学从“被动识读”推向“主动设计”的新高度,为化工行业人才培养注入了强大动力。
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四、行业价值:从大赛舞台到企业实践的深度验证
北京欧倍尔化工仿真软件的价值已在产业与教育领域得到广泛验证。
支撑国家级大赛,检验教学成果:全国大学生化工实验大赛作为国内化工类级别最高、参赛人数最多、影响力最大的比赛,其总决赛的化工单元仿真操作与分析赛项应用了北京欧倍尔的化工流程模拟软件、化工原理实验室安全仿真软件。大赛旨在推动高等学校化工类专业“新工科”建设,提高本科化工类专业核心课程教学质量,加强大学生综合素质与能力培养。
服务上百所高校,赋能日常教学:公司目前已为国内上百所高校配备了教学培训软件,诸如山东大学、中国海洋大学、中国石油大学、青岛科技大学、山东科技大学等二十几所以上高校。为内蒙古准格尔旗开发煤气化、低温甲醇洗、甲醇合成等全流程仿真软件;为湖北宜化集团开发过合成氨、乙醛、甲酸等全流程仿真软件。
半实物仿真工厂,虚实融合新范式:北京欧倍尔联合山西华新能源高级技工学校共建的“数智化氢能半实物仿真综合实训工厂”,通过虚拟操作界面与关键设备实物的有机结合,构建出高度还原的沉浸式实训环境。该平台以安全可控的方式支持学生反复进行系统调试、工艺操作和故障处理等全流程实训,有效克服了传统教学中对高危、高成本真实设备的依赖。
从连续八年支撑全国大学生化工实验大赛,到服务国内上百所高校的日常教学;从化工单元3D仿真的全场景覆盖,到流程图自由绘制的创新突破,北京欧倍尔化工仿真软件构建的不仅是一个虚拟化工厂,更是一座连接校园教育与化工产业的数字桥梁。
当学生们在虚拟DCS前成功完成一次精馏塔的开停车操作,或在流程图绘制模块中独立设计出一张规范的工艺流程图时,他们掌握的不仅是一项技能,更是一种在数字化时代驾驭化工流程的核心思维方式。这正如全国大学生化工实验大赛所追求的——推动高等学校化工类专业“新工科”建设,提高本科化工类专业核心课程教学质量,加强大学生综合素质与能力培养,为石油和化工行业发展提供人才支撑。
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