虛擬現實技術在物流實訓教學中的應用探究*

□ 鄧小翠,包秀莉,孫會龍，徐德會

(重慶房地產職業學院，重慶 401331)

1 物流專業實訓教學應用虛擬現實技術的意義

隨著人工智能技術、虛擬現實技術、增強現實技術等的開發和快速普及，虛擬現實技術得到了廣泛的應用，并取得了相當的成效。各個領域都對VR技術的應用提出了迫切的需求，我國高職教育教學也不例外。物流管理專業實訓教育教學是實踐性較強的學科，其傳統的教學模式已經不能滿足當前信息技術的需求。VR技術這一工具能很好的解決現有物流專業傳統教學模式的弊端。研究基于人機交互技術的物流虛擬現實技術系統具有以下意義。

1.1 解決目前物流專業實訓教學難的問題

全國開設物流管理與工程類專業的學校幾百所，部分院校建立了占地面積100～500平方米、投資金額101～300萬的物流專業實驗室。物流專業實訓室的建設需要投入大量資金，且占地面積大。實訓場地不足、教學設備落后、實訓教學資金費用不夠等現象在大多院校的物流專業中普遍存在。設計物流虛擬現實場景有助于讓學生在“真實環境”工作過程中體驗、學習。能有效解決目前引企入校難、物流專業實訓場地不足、實驗設備資源共享不足等問題，有利于教學資源的節約[1]。

1.2 推動校內物流實訓基地建設模式創新

基于虛擬現實技術的物流實訓教育教學模式是一種有效地創新。物流實訓教學中除了存在實訓設施設備不足的問題，還存在實訓室機設備資源利用率低，設備資源共享不足等問題。基于虛擬現實技術的物流虛擬現實系統，不僅能有效解決實訓場地及設施設備不足的問題，還通過現場氛圍、全局縱覽、場景體驗、多人交互、分模塊流程實操，體現其職業教育特性。物流虛擬現實系統能有效地降低實訓室建設成本，提高學生的興趣和動手能力，使學生了解和掌握物流工作崗位所需技能和工作流程及環境，從而提高物流專業人才培養質量。

1.3 提高物流實訓實操的安全

部分物流設施設備具有規格尺寸大、操作危險的特點，在物流實訓教育教學中，一些實訓實操具有一定的安全隱患，不利于對學生進行錯誤性實訓或設備故障的實驗。通過身臨其境的實訓實操，可能是血的教訓。基于虛擬現實技術的實訓操作，允許學生出錯，直至掌握其操作要領。物流虛擬現實系統，配套演示示范實驗及虛擬實操，有效地提高了物流實驗的安全。

2 虛擬現實技術物流實訓系統的特征及運營模式

2.1 虛擬現實技術概述

虛擬現實技術是一種匯集一系列高新技術的綜合集成技術，包括計算機網絡技術、多媒體技術、圖像處理技術、人機交互技術、語音處理、模式識別、多傳感器等技術。虛擬現實技術采用計算機技術及傳感裝置創建一個完全虛擬的環境，該環境能夠給使用者帶來逼真的體驗。用戶可以在虛擬環境中觀察、操縱虛擬對象，虛擬環境通過視、聽、觸覺等傳感器作用于用戶，使之產生身臨其境的感覺[2]。

2.2 虛擬現實技術物流實訓系統的特征及運營模式

結合虛擬現實技術的構想像性、浸沒感、交互性、多感知性四個特征，虛擬現實技術物流實訓系統應該具備以下幾個特征：構建的物流運營環境可以是真實存在的環境，也可以是構想的不存在甚至是不可能的環境；運營環境及物流設施設備逼真；能實現單人或多人交互，即能實現場景漫游、物流設備及作業流程操作；使用者能感知到視覺、聽覺、力覺、觸覺、運動，甚至包括味覺、嗅覺等。

2.3 虛擬現實技術物流實訓系統運營模式

虛擬現實技術物流實訓系統采用崗位角色運營模式和任務驅動運營兩種模式，其中任務驅動運營模式包含單人任務和多人協作任務運行模式。崗位角色運營即學生進行角色扮演，在虛擬環境中完成不同角色的工作任務，通過角色置換，從而掌握不同崗位的工作職責和技能。針對像貨物上下架的叉車操作，其操作性強，需反復練習。通過任務驅動，單人任務練習及多人協作，共同完成整個業務流程的操作。在完成項目的過程中，提升學生的溝通協作能力。

3 虛擬現實技術的物流實訓教學中的主要應用

3.1 物流倉儲或配送中心布局設計

物流倉儲中心或配送中心布局規模較大且結構復雜[3]，包括中央控制及辦公區、入庫理貨區、入庫緩沖區、現場作業區、倉儲作業區(如托盤貨架區、立體倉庫區、電子揀選區)、設備管理區(如叉車充電區)、作業通道、加工區、理貨區、復核區、包裝區、發貨緩沖區等場景，需投入大量資金，若設計不合理，將帶來嚴重的負面影響。運用虛擬現實技術構建上訴虛擬場景，各場景是按比例還原的真實場景，學生結合成本與實際，簡便快捷的在三維場景中建模，將多種設計方案在虛擬環境中進行布局驗證，得出正確、合理的實施方案。將虛擬現實技術運用到物流倉儲或配送中心布局設計中，不僅有助于提高學生倉儲與配送中心設計實訓效果，對實際布局設計也具有較高的應用價值。

3.2 物流設備認知學習及機械模擬化操作

物流設施設備的種類眾多，包括存儲設備(立體倉庫貨架、閣樓貨架、普通托盤貨架、電子標簽貨架)、搬運設備(電動叉車、手動液壓托盤叉車(地牛)、單層手推車、雙層手推車)、輸送設備(堆垛機、輸送機、升降機、皮帶傳送帶、鏈式傳送帶、滾筒傳送帶、滑塊傳送帶、AGV自動導引小車)等，且大多價格高昂，很少學校對這些設備進行成套購進，即便購進了，也存在不能準確對這些設備進行操作及設備閑置等問題。

在物流設施設備學習及操作中運用虛擬現實技術，能夠發揮出虛擬現實技術的經濟性、安全性、逼真性等特點，讓學生在模擬場景中學習物流設施設備相應知識，在模擬操作中獲得真實操作的感覺，增強體驗感，對學生掌握物流設施設備知識以及技能駕駛具有重要的作用。該部分應設置設備操作演示。

3.3 倉儲作業流程操作

采用虛擬現實技術，給學生營造真實的物流運營環境，模擬出如入庫理貨崗、叉車司機崗(入庫搬運上架、出庫搬運下架、補貨下架、補貨搬運上架等子崗位)、電子揀選作業崗、補貨崗(重型貨架區、托盤貨架區、電子標簽揀選區、閣樓式貨架區等)、出庫理貨崗等多種作業崗位，將企業實際業務流程和項目引入實訓環節，以小組為單位，以崗位為主線，實現多種作業過程的交互模擬，包括接單、訂單處理、入庫作業、補貨作業、移庫作業、出庫作業、退貨處理等作業流程，不僅訓練學生實操技能，掌握崗位職責，還訓練了倉儲與配送主管庫存預測管理、ABC貨物分類管理及物動量ABC分類等管理技能。該部分應包含動作演示，包括入庫理貨操作、搬運操作、上架操作(可以分別至托盤貨架區、立體倉庫區、電子揀選區、多功能平堆區)、補貨下架操作、補貨上架操作、出庫理貨操作等。

3.4 物流運輸及配送

基于虛擬現實技術的物流運輸及配送系統需構建相應的場景，如始發站發運、始發站取貨、中轉站轉運、目的站到達、目的站派送等。系統包含兩個功能，演示示范及實際操作。操作演示包含如接單操作、填寫托運單、運單跟蹤操作、發貨人貨物交接操作、收貨人簽收操作、取貨出站掃描操作、取貨人入站掃描操作、發運通知操作、路線規劃操作、取貨調度操作、到達通知操作、到達卸貨操作、派送調度操作，配載配裝操作、裝車操作、派送出站操作、派送入站操作等。該系統模擬多種作業崗位，如客戶服務人員崗、車輛調度崗(路線規劃、取貨調度、發運及到達通知、派送調度、運單跟蹤)、發貨人、場站崗(取貨出入站、長途發運、長途貨運到站卸貨、派送出入站)、收貨人等，實現多種作業過程交互模擬，如接單作業、入庫作業、出庫作業、調度作業、到達作業、派送作業等流程，讓學生掌握物流運輸及配送的相關知識和技能。

4 虛擬現實技術在物流實訓教學應用中存在的問題

4.1 虛擬現實技術及硬件制約

目前，虛擬現實技術還面臨一系列技術問題，如眩暈、人眼疲勞、顯示分辨率不高等，這在一定程度上影響了使用者的沉浸式體驗及多感官的反饋；加之，虛擬現實設備差距較大，且這類設備成本略高，課堂教學中VR設備的可獲得性不高。

4.2 教育實證研究缺乏

現階段，虛擬現實技術的大部分研究都旨在分析列舉VR的相關應用，具體開發VR教育軟件并進行實證研究的并不多[4]。將虛擬現實技術深入運用到物流產業或實訓教學中，尚需要些時日。

5 結束語

盡管虛擬現實技術還存在一些技術難題，隨著國家的重視、政策的引領、技術的改進，虛擬現實技術在教育領域的應用會越來越多，物流實訓教育教學也將面臨一場無聲的變革。