VR技術在物流管理專業實踐教學中的應用研究

[摘 要] 以現代物流實踐教學存在的問題為切入點，引入VR技術，分析了VR技術的概念、基本特征和分類。著重研究了VR技術在物流教學系統規劃設計、物流設施設備、運輸、倉儲實踐教學中的應用，并與傳統的實踐教學模式進行比較，總結VR技術在物流實踐教學中的特點。VR技術的有效應用創新了物流實踐教學模式并提高了物流實踐教學水平。

[關 鍵 詞] VR技術；物流管理；實踐教學

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）36-0190-02

當前的職業教育要求學生除了具備一定的理論知識之外，還應具備較強的實踐操作能力，以適應企業多方面、多層次的需求。對物流專業的實踐教學來說，熟練的物流設備操作和完善的物流計劃統籌是關鍵所在，而職業學校受到資金和場地等因素的制約，較難提供系統和真實的實踐環境，限制了學生的實踐操作機會。

一、物流實踐教學存在的問題

（一）物流實訓室建設不完善，教學設施匱乏

物流實踐教學要求諸多物流軟件及物流設備的支持，如物流設施設備操作、物流中心作業、倉儲與配送等課程。這類課程要求學校進行大量的資金投入，一次性資金投入后也需要較高的后期維護成本，且隨著技術的進步，實訓實踐設施也需要適時更新換代，而學校往往很難做到及時更新，導致在校實踐與企業實際操作的脫軌。

（二）校企合作顧慮多，校外實踐效果有限

學生進行企業實踐時，企業從自身利益或安全角度出發，往往不安排或較少安排核心崗位并限制危險設施設備的使用，如叉車、各類專用運輸車等，因而學生的實踐操作能力很難得到提升。此外，企業實踐與學校教學有時也存在時間安排的沖突，這也導致了實踐教學的不便。

以上問題反映出物流專業實踐教學的實際困難，VR技術的虛擬仿真特性可有效創建逼真的物流環境，并可根據企業實際要求及時更新，提高學生學習興趣的同時，也增強了學生的實踐能力，使學校實踐教學更好地適應企業需求。

二、VR技術概述

（一）概念

VR（Virtual Reality）技術，即虛擬現實技術，該技術借助計算機平臺，結合多媒體、傳感和仿真科技，利用虛擬現實硬件和軟件資源實現人與計算機間的有效交互和溝通。利用VR技術創建的虛擬空間，憑借視覺、聽覺、觸覺等的感官體驗讓使用者產生身臨其境的感受。

（二）基本特征

在諸多關于VR技術的研究總結中，VR技術“3I”特性最為顯著，即沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想象性（Imagination）。沉浸性指使用者借助外界交互設備，通過自身感知系統對虛擬環境的投入程度。交互性是指使用者操作交互設備控制虛擬物體的難易程度和得到反饋的自然程度。想象性是指使用者通過與虛擬環境的不斷交互從而得到感性和理性的深化，萌發出更強的創造力。

（三）分類

根據構造VR系統所傾向的不同交互程度，VR系統一般可分類為桌面VR系統、沉浸式VR系統和分布式VR系統。

1.桌面VR系統通過低級工作站和計算機實現仿真并借助計算機顯示屏完成觀察，設備要求低，沉浸感較差，但運作成本低也易于普及，主要用于教學演示。

2.沉浸式VR系統利用數據手套、頭盔顯示器、VR眼鏡、操縱手柄等交互設備，使參與者暫時隔離于真實環境，產生身臨其境之感，但該系統設備昂貴，不易推廣。

3.分布式VR系統在沉浸式VR系統基礎上，結合網絡技術將各地用戶聯結起來，共享同一個虛擬環境，即實現同時間多用戶異地協同交互作業。

三、VR技術在物流管理專業實踐教學中的應用

VR技術的多樣性和操控性可綜合融通現代物流教學所涉及的管理、計算機、機械、自動化等多個學科，具有較強的實踐應用意義。

（一）VR技術在物流系統規劃設計中的應用

物流作為一門綜合應用學科，物流系統布局規劃設計需要在掌握物流設施設備操作、業務流程運作及運營管理的基礎上進行有效統籌規劃。例如，在物流園區的規劃設計中，學生需要考慮物流中心、配送中心、運輸樞紐、物流信息中心、管理中心、物流基礎設施等的設置，相關規劃直接影響園區企業的物流效率和運營成本，設計環節繁雜，運作難度大。傳統的沙盤模擬操作雖然可以達到一定的設計效果，但是原始投資大，場地要求高，粗放式的模擬操作難以顧及所有細節，整體設計缺乏動態變化，難以做到細節修改的實時優化。

VR技術采用三維建模技術，構建物流園區的三維場景并通過配套硬件和專業軟件加以驅動。目前，AutoMod、Flexsim、RaLC等仿真軟件均可用于建立可視化的三維模型物流仿真系統。借助3D動畫仿真模塊，學生可自行設計、規劃和分析物流設備、人員配備、園區布局及數據處理等信息，并可充分調動各種物流設施、設備，其中不僅涉及常規儲運設備（如貨架、叉車、手推車等），更涵蓋了多種先進的自動智能設備（如AGV無人搬運車、升降機、旋轉貨架、自動立體倉庫等）。利用VR技術的綜合虛擬模擬特性，教師及學生可自由設計園區方案，在任意修改各種數據的同時進行多種設計方案自由切換，并比較各種設計方案的優劣勢。

（二）VR技術在物流設施設備實踐教學中的應用

作為現代物流系統的基礎，物流設施設備種類繁多、價格昂貴，且更新速度較快。在傳統教學中，老師多采用圖片、視頻展示的形式向學生介紹各類設施設備，刻板的教學模式限制了學生的認知度。部分學校即便采購了物流設備，又會面臨設備不全面或更新換代問題，且設備少、學生多的現狀也限制了學生的實操機會。

應用VR技術在電腦上創建各種物流設施設備模型，讓學生通過鼠標、鍵盤、VR眼鏡或操縱手柄等外部設施操作虛擬設備，達到清晰、直觀的操控體驗。學生也無需受到時間、空間的限制，利用自身閑暇時間多次練習設備操作，更有針對性地提升設備操控能力。此外，即便外部設備不斷更新，VR技術支持重新建模便可大大減少資源浪費并節省資金成本。以港口物流中經常用到的龍門鋼吊為例，此類起重機多設在電站、港口、露天貯料場、港口和鐵路貨站等地并進行搬運和安裝作業，價格昂貴占地面積大且危險系數大。VR技術可以解決此類設備存在于教學中的現實問題，通過建模，學生不僅可以全方位地觀察起重機，而且可以更全面地了解起重機的特性功能，更可以對其進行拆裝，在一個絕對安全的環境下提升實踐技能并提高實操能力。

（三）VR技術在運輸實踐教學中的應用

隨著交通運輸業的不斷發展，物流需求量顯著增加，尋求合理優化的物流運輸環境和制訂切實可行的交通路線綜合方案成為教學必然需求。借助Vissim、TransCAD、Anylogic、Arena等主流仿真軟件，VR技術在采集并完善網絡節點和運輸路線實時數據的基礎上，為物流運輸實踐教學提供直觀的操作平臺。

在公路運輸實踐教學方面，VR技術以三維虛擬圖像準確描述物流運輸路線狀態，真實反映車流、人流及其他交通運輸元素（如路線等級、停車場、交通標識、標線、信號燈、車站、交通樞紐等），并能針對物流時間和空間的變化情況準確分析物流關鍵因素以及不同因素間的關聯性，分析道路情況并進行有效運輸計劃優選、調度指揮、作業流程優化、交通安全評估等，以此完成整體編制計劃。在鐵路、航空和海洋運輸實踐教學方面，VR技術憑借綜合交通數據平臺進行交通設備適用性分析和有效客貨流組織分析。在學生充分了解各類運輸方式的優缺點及經濟特性的情況下，針對不同商品選定適用的運輸設備并進行跨國或長途運輸客貨運輸計劃及方案編制，具體包括客貨流運輸線路設定、交通運輸站址選定、運輸客貨流預測分析等，最終通過VR系統進行各種方案評估和選擇。

（四）VR技術在倉儲實踐教學中的應用

倉儲作為物流的主要功能之一，倉儲系統的完善設計對整體物流系統的運作效率起著決定性的作用。目前，倉儲課程的教學多采用WMS倉管系統，該系統通過入庫、出庫、倉庫調撥、庫存調撥等完成對批次管理、庫存盤點、虛倉管理、物料對應等方面的運用管理。雖然該系統讓學生多層面地了解了倉儲流程，但無法培養學生對倉儲整體運作的操控能力以及發生變化時的應對處理能力。

VR環境下，系統中涉及的貨架、堆垛機械、分揀機、托盤、搬運車、傳輸機等以及倉庫輔助設施（如溫度監視器、防火防盜警報器、監視器等）均可通過VR仿真系統虛擬呈現。學生在倉庫模擬系統中可全方位觀察倉庫的整體情況，并以角色扮演的形式參與各個環節的實際操作。從入庫作業（入庫訂單處理、入庫驗收、理貨、搬運、入庫上架）到移庫作業，再到出庫作業（出庫訂單處理、出庫、揀選、發貨），程序頗多，環節繁雜。學生可根據系統指令分別擔任信息員和倉管員，反復練習并掌握不同角色下的工作職責和操作任務。此外，學生可以以競賽的形式鞏固學習成果，更加深刻地理解倉儲系統下的作業流程。

四、VR技術在物流管理專業實踐教學中應用的特點

（一）沉浸性式教學帶入強烈真實感

VR技術下構建的虛擬學習環境，讓學生直觀地觀察物流事件的變化并操作物流虛擬設備，使學生在學習和實踐的過程中產生與真實環境相同的感受，從而使學習過程變得形象、生動，易于理解和操作，激發學生學習興趣的同時，也提高了學生的操作能力。

（二）資源有效共享提升實踐課效率

在VR技術下，實訓室采用軟件和硬件結合教學的模式，其中涉及的數據采集與處理、實訓設備、實訓環境全都借助計算機及網絡進行，使用者可不受次數、時間、人數的限制反復練習，極大地提升了實訓設施和設備的利用率以及實踐課效率。

（三）新型互動模式培養學生創造性

VR環境下的新形態教學，師生共同參與下有了更多交流和互動的機會。教師由以往圖表或圖片的傳統模式轉變為內容新穎應用性強的新型實踐教學，而學生由以往的被動灌輸式學習轉變為多種參與形態的主動式學習。師生互動增加了學生的學習興趣和積極性，促進了學生創新能力的培養。

VR技術為物流實踐教學提供了現代化的教學方式，教學任務驅動下的虛擬系統、虛擬設備、虛擬沙盤對物流系統規劃設計、物流設施設備、運輸、倉儲方面的實踐教學產生了積極、正面的影響。不僅避免了以往實踐教學中的危險，節約了大量成本，而且創新了教學模式并激發了學生的學習熱情，極大地提高了物流實踐教學效率并提升了物流實踐教學水平。

參考文獻：

[1]許婧.“VR技術在物流工程專業實踐教學中的應用研究[J].物流工程與管理，2016，38（7）：279-280.

[2]陳榕.虛擬現實技術在物流園區規劃中的應用[J].物流科技，2012（7）：71-72.

[3]何世偉，周磊山.交通運輸虛擬仿真實驗教學中心軟件技術[J].系統仿真學報，2016，28（2）：322-328.

[4]張勇，丁楠.基于虛擬現實技術的物流運輸路線規劃系統設計[J].物流技術，2013，32（17）：201-204.

[5]李玲.基于VR技術和flexsim仿真的物流實訓教學設計[J].現代商貿工業，2017（23）：35-36.

[6]郭勇陳，賈佳麗，王皎琳，等.VR技術在高校經管類實驗教學中的應用研究[J].實驗室科學，2016，19（2）：70-75.