基于 VR技術(shù)的數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：為解決數(shù)控加工人員的職業(yè)能力提升難題，設(shè)計(jì)了一種基于 VR技術(shù)的職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)。選取 COMET職業(yè)能力模型作為系統(tǒng)構(gòu)建的理論依據(jù)，運(yùn)用3Dmax進(jìn)行三維虛擬人物和工作環(huán)境建模，通過 unity3D平臺打包 Android的 APK實(shí)現(xiàn)與 Pico VR外部交互設(shè)備兼容，通過 Pico操作手柄、3D視覺頭顯設(shè)備與系統(tǒng)搭建的三維虛擬車間進(jìn)行互動操作，實(shí)現(xiàn)真實(shí)工作場所、人物及工作任務(wù)的計(jì)算機(jī)仿真過程。學(xué)習(xí)者沉浸到虛擬工作場景中參與工作，通過人機(jī)互動方式能直觀地了解企業(yè)實(shí)際工作情況，從而提高學(xué)習(xí)者的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：職業(yè)能力;數(shù)控加工;虛擬現(xiàn)實(shí);unity3D引擎;人機(jī)交互

中圖分類號：TP311.5;G718.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1009-9492（2021）11-0199-05

Design and Implementation of Professional Competence Training System for NCMachining Workers Based on VR Technology

Li Hongqiang

（Guangzhou Electromechanical Technician College， Guangzhou， Guangdong 510435， China）

Abstract： In order to solve the problem of improving the professional ability of NC machining personnel， a professional ability training system based on VR technology was designed. COMET professional ability model was selected as the theoretical basis for system construction.3DMAX was used to model three-dimensional virtual characters and working environment. Android APK was packaged through unity3d platform to realize compatibility with Pico VR external interactive equipment. Through Pico operation handle and 3D visual head display equipment， interactive operation was carried out with the 3D virtual workshop built by the system， realized the computer simulation process of realworkplace，peopleandworktasks. Learnersimmersethemselvesinthevirtualworksceneandparticipateinwork. Through human-computer interaction， can intuitively understand the actual work situation of the enterprise， so as to improve learners′ professional experience.

Key words： professional competence; CNC machining; VR; unity 3D engine; human-machine interaction

0 引言

數(shù)控加工是先進(jìn)制造業(yè)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)和基礎(chǔ)，企業(yè)對生產(chǎn)過程的質(zhì)量管控要求越來越嚴(yán)格，對從業(yè)人員的職業(yè)能力要求也日趨全面。筆者通過參與人社部職業(yè)能力測評課題研究發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工專業(yè)學(xué)生普遍對企業(yè)的生產(chǎn)流程不熟悉，而對崗位操作規(guī)范性和條理性、安全意識、質(zhì)量意識、成本意識等職業(yè)習(xí)慣則存在更大的問題[1]。究其原因主要是目前職業(yè)院校的技能人才培養(yǎng)培訓(xùn)過程缺乏科學(xué)的訓(xùn)練理論作指導(dǎo)，而學(xué)生又缺乏對職業(yè)流程的規(guī)范培訓(xùn)和真實(shí)工作環(huán)境的體驗(yàn)，造成學(xué)生普遍對企業(yè)的生產(chǎn)流程不熟悉，缺乏適應(yīng)生產(chǎn)崗位應(yīng)有的職業(yè)能力。

為解決數(shù)控加工行業(yè)人才培養(yǎng)中遇到上述困境，本文結(jié)合參與人社部職業(yè)能力測評研究課題所積累的經(jīng)驗(yàn)，把 COMET職業(yè)能力模型作為解決問題的底層理論依據(jù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、三維建模技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（ VR 技術(shù)）設(shè)計(jì)了一種基于 VR 技術(shù)的數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)[2]。該系統(tǒng)通過人機(jī)互動方式，讓學(xué)生體驗(yàn)完成生產(chǎn)企業(yè)中的各類崗位任務(wù)，能夠評價(jià)學(xué)生體驗(yàn)過程的規(guī)范性及職業(yè)能力等次，并能實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力的重復(fù)訓(xùn)練直至達(dá)到崗位需求標(biāo)準(zhǔn);同時(shí)該系統(tǒng)借鑒學(xué)生普遍喜愛的游戲操作界面，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而破解職業(yè)院校在技能人才培養(yǎng)中職業(yè)素養(yǎng)訓(xùn)練不足，以及職業(yè)能力培訓(xùn)缺乏真實(shí)性的難題。

1 相關(guān)理論依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù)的選擇

1.1 職業(yè)能力測評的模型選擇

職業(yè)能力測評需要基于一個(gè)職業(yè)能力模型來制定測評的具體方案。而職業(yè)能力模型能夠系統(tǒng)化表述職業(yè)能力的內(nèi)容及其結(jié)構(gòu)，它描述了學(xué)習(xí)者應(yīng)具備的認(rèn)識條件。在實(shí)際的職業(yè)訓(xùn)練中，職業(yè)能力模型能夠解釋學(xué)習(xí)者應(yīng)具備什么樣的認(rèn)知條件，以及如何才能完成職業(yè)的典型工作任務(wù)。因此是否能夠選擇到合適的職業(yè)能力模型和測評模型將直接影響職業(yè)能力測評的有效性[3]。

以德國不萊梅大學(xué)費(fèi)力克斯·勞耐爾（Felix Raun- er）教授為首，由中國、南非、瑞士等國家科研人員組成的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)并建立了 COMET職業(yè)能力模型，并利用先進(jìn)的測評技術(shù)，對模型進(jìn)行了驗(yàn)證。由于 COMET職業(yè)能力模型和測評模型具有開放的評價(jià)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)、過程化的評價(jià)方式以及多元化的評價(jià)主體等特點(diǎn)。運(yùn)用 COMET職業(yè)能力模型的職業(yè)能力測評，能客觀地分析出職業(yè)教育課程設(shè)置的合理性以及教學(xué)改革的實(shí)際效果，同時(shí)學(xué)生通過職業(yè)能力測評能夠自我檢查學(xué)習(xí)效果。因此學(xué)生在基于 COMET職業(yè)能力模型和測評模型構(gòu)建開發(fā)的訓(xùn)練平臺上經(jīng)常反復(fù)訓(xùn)練，能夠很好地提升自身職業(yè)能力[1]。為此把 COMET職業(yè)能力模型作為系統(tǒng)構(gòu)建的理論依據(jù)是一個(gè)理想選擇。

1.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)

通過對數(shù)控加工人員職業(yè)能力進(jìn)行分析，確定了系統(tǒng)開發(fā)的理論基礎(chǔ)，接下來就是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的確定。VR 技術(shù)、3ds Max技術(shù)、NPC人物以及輔助物品建模等是確保系統(tǒng)開發(fā)能否解決職業(yè)能力訓(xùn)練難題的關(guān)鍵技術(shù)[4]。

VR 技術(shù)其逼真性和實(shí)時(shí)交互性為系統(tǒng)仿真技術(shù)提供有力的支撐。3ds Max技術(shù)具有非常好的性能價(jià)格比，一般的硬件配置就可以滿足使用要求。數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)的所有崗位工作任務(wù)與系統(tǒng)考核都需要通過與 NPC的互動操作完成。同時(shí) NPC人物的身份實(shí)際上就是數(shù)控企業(yè)的員工，因此系統(tǒng)場景中的 NPC人物和輔助物品建模是系統(tǒng)模型的重要組成部分[5]。

2 數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)需求分析

2.1 系統(tǒng)流程分析

系統(tǒng)流程的設(shè)計(jì)必須貼合實(shí)際企業(yè)工作過程，為此系統(tǒng)將設(shè)置多個(gè)生產(chǎn)訂單任務(wù)。同時(shí)為貼近企業(yè)的規(guī)模和生產(chǎn)環(huán)境，系統(tǒng)對不同規(guī)模的企業(yè)設(shè)置貼近企業(yè)崗位的職業(yè)流程。系統(tǒng)整體流程設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)三維建模需求分析

按照基于 VR 技術(shù)的數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)的構(gòu)建需求分析，系統(tǒng)三維虛擬場景建模需要用到 CAD 、PS 、3DMax軟件對場景進(jìn)行建模與貼圖制作。根據(jù)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)在 VR 平臺上的要求，企業(yè)外景、樓房車間模型、道路綠化規(guī)劃模型等加工車間場景都應(yīng)該按照真實(shí)比例建模并且貼圖[8]。根據(jù)游戲化技能面板設(shè)計(jì)的要求，系統(tǒng)任務(wù)面板需顯示出當(dāng)前的任務(wù)名稱、任務(wù)等級、任務(wù)條件、操作流程、完成獎勵等基本任務(wù)信息。同時(shí)系統(tǒng)的崗位角色的技能需參照游戲操作面板風(fēng)格設(shè)計(jì)，并按照不同的職業(yè)歸類，每個(gè)技能要有自己的圖標(biāo)、等級和對應(yīng)的說明。

2.3 系統(tǒng)仿真交互需求分析

基于 VR 技術(shù)的數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)的開發(fā)，首先就要認(rèn)真考慮 VR 外設(shè)必須滿足顯示效果清晰、眩暈感較低、交互操作方便等要求[6]。虛擬現(xiàn)實(shí)仿真交互技術(shù)（ VR 技術(shù)）是用戶通過 VR 外部設(shè)備對復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作以及交互的一種全新方式，本系統(tǒng)的 VR 仿真交互功能需要滿足交互的浸沒感以及交互的操作性兩方面的要求。

3 數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)需求分析及系統(tǒng)功能使用要求，系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)如圖2所示。系統(tǒng)工作流程的模塊劃分為用戶登錄、創(chuàng)建角色以及小組選擇、廠區(qū)選擇、崗位選擇、生產(chǎn)安全教育、崗位任務(wù)介紹、三維場景瀏覽、場景內(nèi)交互操作、崗位生產(chǎn)任務(wù)流程、系統(tǒng)信息反饋與儲存等11個(gè)功能模塊。其中場景瀏覽和場景內(nèi)交互操作功能模塊需要用戶在前面廠區(qū)選擇、職業(yè)選擇后，才可以根據(jù)用戶所選擇的場景實(shí)時(shí)構(gòu)建出虛擬廠區(qū)，以供用戶在場景內(nèi)進(jìn)行操作。

3.2 系統(tǒng)三維模型設(shè)計(jì)

通過對中型企業(yè)與小型企業(yè)實(shí)地考察，系統(tǒng)中的三維仿真場景按照實(shí)地拍攝的企業(yè)車間布局，運(yùn)用3DMax 軟件建模，做出1：1的實(shí)景模型，包含企業(yè)室外廠區(qū)建模、企業(yè)室內(nèi)車間建模、以及相關(guān)數(shù)控設(shè)備建模。由于真實(shí)企業(yè)室外廠區(qū)較大，模型面數(shù)會影響系統(tǒng)的流暢性，因此對于車間外墻紋理、地面地磚等重復(fù)性大的物體，將采用貼圖材質(zhì)表現(xiàn)。對于車間的數(shù)控設(shè)備則進(jìn)行實(shí)體建模，配上貼圖和材質(zhì)渲染，就能夠真實(shí)地將三維數(shù)控設(shè)備呈現(xiàn)在用戶面前。

3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

（1） 系統(tǒng) E-R 建模

建立 E-R 模型是理清、完善系統(tǒng)功能屬性之間關(guān)系和聯(lián)系不可或缺的工作，如圖3所示。學(xué)生作為實(shí)體在系統(tǒng)中具有姓名、學(xué)號、學(xué)校、班級4個(gè)屬性。學(xué)生在系統(tǒng)中可以選擇入職小型企業(yè)或者中型企業(yè)。在小型企業(yè)中系統(tǒng)設(shè)置了學(xué)徒與操作工兩個(gè)崗位，分別具有任務(wù)進(jìn)度與考核成績兩個(gè)屬性。通過這兩個(gè)屬性可以評估學(xué)生在當(dāng)前崗位的訓(xùn)練效果與考核作答成績。同時(shí)學(xué)徒與操作工之間有晉升關(guān)系，學(xué)徒可通過崗位考核晉升為操作工，而此連接具有不可逆的邏輯性。而中型企業(yè)則設(shè)置了學(xué)徒、操作工、調(diào)機(jī)員、物料管理員、品檢員、組長6個(gè)崗位。學(xué)徒可晉升為操作工，而操作工、調(diào)機(jī)員、物料管理員、品檢員4個(gè)崗位均可晉升為組長，且晉升過程不可逆。系統(tǒng)的 E-R 模型能清晰指出各個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系及屬性，為系統(tǒng)的整體邏輯開發(fā)奠定基礎(chǔ)[10]。

（2） 系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

在建立了 E-R 模型的基礎(chǔ)上，必須根據(jù) E-R 模型創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的列表，方便后期系統(tǒng)開發(fā)數(shù)據(jù)儲存[10-12]。但是受限于本論文的篇幅，本文將只選取系統(tǒng)考核功能數(shù)據(jù)列表進(jìn)行分析。

系統(tǒng)考核功能設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)表是一個(gè)比較重要的數(shù)據(jù)表，如表1所示。在后臺考核系統(tǒng)中，教師可通過試卷模版，導(dǎo)入考核試題。學(xué)生在系統(tǒng)中想要完成崗位晉升時(shí)，需通過考核系統(tǒng)，對試題進(jìn)行作答方可晉升。考核系統(tǒng)Topicmark中，Student ID用于儲存用戶學(xué)號，Task- name 、Type是試卷名稱與類型，用于區(qū)分不同的試卷; School與ClassName是學(xué)校與班級名稱; Question是用于儲存題目內(nèi)容，當(dāng)學(xué)生進(jìn)入考核系統(tǒng)后，系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)前所需的試卷類型，將 Question內(nèi)的內(nèi)容讀取出來，放置在文本框內(nèi)作為題目;Trueanswer是存儲題目的正確答案，而Stuanswer則是用戶作答的答案，系統(tǒng)會在用戶作答完成后，對Trueanswer與Stuanswer的存儲結(jié)果做對比，得出該題目用戶是否答對;TopicScore是該題目的分?jǐn)?shù)，在匯總成績時(shí)系統(tǒng)會將TopicScore的分?jǐn)?shù)值做累加，得出用戶考核的總分。ChooseA、ChooseB、Choos- eC、ChooseD分別存儲選項(xiàng)A ～ D 的選項(xiàng)內(nèi)容，該4項(xiàng)只有當(dāng)題目為單選題時(shí)才會用于存儲，如果題目是簡答題或判斷題時(shí)，則數(shù)據(jù)為空。

4 數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)VR設(shè)備選擇

本系統(tǒng)的VR 外設(shè)采用 Pico G2（3K超清屏幕，90 Hz 刷新率，3DoF手部體感操控）。該 VR 外設(shè)的屏幕清晰度，不產(chǎn)生暈眩感，具有3DOF方位操控。系統(tǒng)可以利用 Pico 手柄的方位操控，實(shí)現(xiàn)對三維場景物體的交互操作，如拆裝刀具、翻看工件圖紙等[6]。

4.2 系統(tǒng)開發(fā)平臺選擇

本開發(fā)系統(tǒng)是搭建在 unity3D引擎上，可以完美運(yùn)行在不同的硬件環(huán)境上。同時(shí) unity 與 Pico VR 外設(shè)兼容，能便捷地打包 Android 的APK 導(dǎo)入 Pico 外設(shè)中安裝。用戶在使用時(shí)可通過 Pico 手柄的操作，與系統(tǒng)搭建的三維虛擬車間進(jìn)行互動操作，并完成數(shù)控加工人員相關(guān)崗位的工作任務(wù)[7]。

4.3 三維模型建模與實(shí)現(xiàn)

（1） 三維模型貼圖

本系統(tǒng)的三維場景建模必須要基于現(xiàn)實(shí)數(shù)控加工企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境搭建。相關(guān)模型外形建好后，就需要給三維模型進(jìn)行貼圖與材質(zhì)的制作，以表現(xiàn)出模型的真實(shí)感。模型的貼圖以及材質(zhì)制作，需要用到3ds MAX軟件的分解 UV 功能[9]。其中貼圖后的車間室內(nèi)效果如圖4所示。

（2） 三維場景實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)選取了典型的機(jī)械加工企業(yè)作為研究對象并進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，收集包括企業(yè)的廠房平面圖紙、企業(yè)建筑實(shí)拍照片、車間環(huán)境實(shí)拍照片、數(shù)控設(shè)備標(biāo)識實(shí)拍照片等資料。通過對圖紙和照片的分析后，運(yùn)用3ds MAX 軟件對建筑以及企業(yè)環(huán)境進(jìn)行建模。在所有模型建模完成后，需要將3ds MAX里面完成的模型導(dǎo)出FBX 格式模型文件連同模型所用的貼圖一并，放在 Unity項(xiàng)目中就可以查看模型的效果。而模型放入場景后，最后一個(gè)步驟就是對主要建筑物添加照明效果。Unity引擎提供了很多類型的光源設(shè)置，經(jīng)過合理的光源排布，實(shí)現(xiàn)對場景模型的照明效果。如圖5所示。

4.4 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)模塊的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)工作流程，系統(tǒng)的模塊劃分為用戶登錄、創(chuàng)建角色以及小組選擇、廠區(qū)選擇、崗位選擇、生產(chǎn)安全教育、崗位任務(wù)介紹、三維場景瀏覽、場景內(nèi)交互操作、崗位生產(chǎn)任務(wù)流程、系統(tǒng)信息反饋與存儲等11個(gè)功能模塊。受篇幅限制，在此只重點(diǎn)分析系統(tǒng)登錄模塊、崗位生產(chǎn)任務(wù)流程、系統(tǒng)信息反饋與存儲等幾個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)過程。

（1） 系統(tǒng)登錄模塊

用戶想要登錄系統(tǒng)，必須先通過登錄界面的用戶驗(yàn)證。在登錄界面上設(shè)計(jì)了用于輸入用戶賬號的賬號輸入框，設(shè)計(jì)了用于接收用戶輸入密碼的輸入框，用戶輸入完登錄信息后，系統(tǒng)會把用戶的輸入信息與數(shù)據(jù)庫存儲的信息進(jìn)行對比。如果用戶輸入信息錯(cuò)誤，則彈出錯(cuò)誤信息提示。如果信息輸入正確，則進(jìn)一步檢測用戶的賬號狀態(tài)。系統(tǒng)對用戶劃分為試用賬號和普通賬號。用戶賬號為試用賬號的時(shí)候，系統(tǒng)會自動檢查用戶的試用賬號是否過期，如過期則禁止用戶進(jìn)入下一步操作。而如果用戶是普通賬號，則免去對賬號是否過期的檢測。無論用戶是試用賬號或者普通賬號，系統(tǒng)都會檢測用戶是否創(chuàng)建角色，當(dāng)用戶已經(jīng)創(chuàng)建過角色以后，再次登錄系統(tǒng)會幫用戶自動繞過創(chuàng)建角色的步驟。系統(tǒng)登錄的流程如圖6所示。

用戶登錄系統(tǒng)后，基于 VR 技術(shù)的數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)首先顯示用戶登錄界面，在用戶輸入賬號信息和賬號密碼后，點(diǎn)擊登陸按鈕，系統(tǒng)內(nèi)部會將用戶輸入的用戶名以及密碼傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫上，與數(shù)據(jù)庫上的用戶列表進(jìn)行比對，如果用戶合法，則系統(tǒng)跳至下一級界面，可使用系統(tǒng)的各種功能服務(wù)以及選擇所需要做的項(xiàng)目。如果用戶沒有系統(tǒng)的賬號又想注冊體驗(yàn)時(shí)，可以通過登陸界面上的注冊賬號，注冊一個(gè)試用賬號進(jìn)入系統(tǒng)。用戶登錄的界面如圖7所示。

（2） 崗位生產(chǎn)任務(wù)流程的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)中的崗位生產(chǎn)任務(wù)流程的實(shí)現(xiàn)是本系統(tǒng)開發(fā)的核心內(nèi)容和難點(diǎn)所在。在系統(tǒng)架構(gòu)中，系統(tǒng)設(shè)置了小型加工企業(yè)與中型加工企業(yè)。在小型加工企業(yè)中，設(shè)計(jì)了學(xué)徒和操作工兩個(gè)崗位。而在中型加工企業(yè)中，設(shè)計(jì)了學(xué)徒、操作工、物料管理員、調(diào)機(jī)員、質(zhì)檢員、組長等崗位。無論是小型企業(yè)還是中型企業(yè)，系統(tǒng)都涵蓋了數(shù)控加工行業(yè)從初級學(xué)徒到高級技工絕大部分的工作崗位，每個(gè)崗位在系統(tǒng)中都設(shè)計(jì)了其崗位相對應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)流程，學(xué)生能夠在系統(tǒng)中體驗(yàn)未來就業(yè)可能從事的工作崗位的大部分崗位任務(wù)。一般情況下，中型企業(yè)操作工的任務(wù)流程分為早班會、加工生產(chǎn)、上下班交接3個(gè)環(huán)節(jié)。本文只選取中型企業(yè)操作工的任務(wù)流程中早班會環(huán)節(jié)作為示例，介紹流程的實(shí)現(xiàn)過程。

早班會環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)過程：玩家用戶要模擬操作工來到加工車間參加早班會，玩家用戶在此環(huán)節(jié)要核對好生產(chǎn)信息。具體過程設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)是：玩家在加工車間與王組長（NPC人物）對話，獲得《生產(chǎn)計(jì)劃單》《數(shù)控工藝卡》和2D 圖紙;任務(wù)開始;玩家審核判定《生產(chǎn)計(jì)劃單》《數(shù)控工藝卡》和2D 圖紙（本系統(tǒng)在此環(huán)節(jié)中重點(diǎn)要考查玩家對2D加工圖紙的正確性如何判別）;判斷正確后，玩家與王組長對話，提交任務(wù)等待判定;玩家到倉庫找倉庫員對話，開始新任務(wù)。其具體任務(wù)流程如圖8所示。

（3） 系統(tǒng)信息反饋與存儲的實(shí)現(xiàn)

為了獲取和查詢用戶當(dāng)前的任務(wù)進(jìn)度以及相關(guān)考核信息，了解學(xué)生的職業(yè)能力訓(xùn)練情況，系統(tǒng)配備了可以運(yùn)行在教師 PC端的后臺管理平臺，方便教師對學(xué)生的訓(xùn)練情況進(jìn)行查看。同時(shí)在管理平臺中，老師隨時(shí)可編輯、導(dǎo)入新的考核試題供學(xué)生在訓(xùn)練系統(tǒng)中體驗(yàn)作答。通過管理平臺的數(shù)據(jù)分析功能工具，可以快速生成所選班級學(xué)生在系統(tǒng)考核中的分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)圖，可以更直觀地將數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)在教師面前[1]。通過本系統(tǒng)的后臺管理平臺，整個(gè)教學(xué)過程可以實(shí)現(xiàn)玩、學(xué)、練、考、評五位一體的訓(xùn)練模式。相關(guān)數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)圖例如圖9～10所示。

5 結(jié)束語

本文所介紹的基于 VR 技術(shù)的數(shù)控加工人員職業(yè)能力訓(xùn)練系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)完畢，并在筆者的工作單位開始使用。本系統(tǒng)不僅具有一定市場應(yīng)用前景，而且為提升我國數(shù)控加工從業(yè)人員的素質(zhì)和技能提供了一種有效解決方案，有力地解決數(shù)控加工專業(yè)人才教學(xué)過程中難以科學(xué)有效地測量學(xué)生職業(yè)能力的難題。同時(shí)本系統(tǒng)的開發(fā)思路也可以為職業(yè)院校從事職業(yè)能力研究的教育工作者提供參考和借鑒，未來可以開發(fā)模具制造、工業(yè)機(jī)器人等專業(yè)的實(shí)訓(xùn)考核軟件平臺。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李紅強(qiáng)，辜東蓮.數(shù)控加工專業(yè)（數(shù)控車方向）一體化課改與學(xué)生職業(yè)能力測評的實(shí)證分析[J].職業(yè)，2013（20）：24-27.

[2] 陳焱鵬.探析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用展望[J].數(shù)字通信世界，2017（11）：125.

[3] 宋劍祥.中外職業(yè)能力測評工具的分析與選擇[J].昆明冶金高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2014，30（6）：17-24.

[4] 祝新軍，柴科技，裘升東. VR技術(shù)在職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)裝備市場的應(yīng)用問題研究[J]. 中國市場， 2017（18）：129-130.

[5] 陳春鐵.基于人機(jī)交互的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真教學(xué)系統(tǒng)平臺開發(fā)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（5）：48-49.

[6] 蔡雅婷.用VR技術(shù)體驗(yàn)《頭號玩家》的樂趣 Pico Neo 六自由度VR一體機(jī)體驗(yàn)評測[J].消費(fèi)電子，2018（5）：70-72.

[7] 劉桂元，曾志遠(yuǎn)，楊書新.基于Unity3d引擎的教育類游戲設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].軟件導(dǎo)刊，2017，16（1）：50-53.

[8] 孫瑞祺，連懿，王子悅，等.大型建筑物室內(nèi)外三維模型構(gòu)建[J].無線互聯(lián)科技，2018，15（11）：100-103.

[9] 祁甲民，馮蘭芳，陳艷雷，等.逆向工程中三維建模模型紋理貼圖方法探究[J].制造業(yè)自動化，2018，40（5）：112-114.

[10] 楊中書，劉臣宇.基于E-R模型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法[J].價(jià)值工程，2014，33（30）：242-243.

[11] 溫杰.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中E-R模型設(shè)計(jì)的探究[J].無線互聯(lián)科技，2014（8）：167-168.

[12] 丁超前，張魯，汪曉彤.基于E-R模型的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2017（4）：199.

作者簡介：李紅強(qiáng)（1978-），男，湖南永興人，碩士，高級講師，高級技師，研究領(lǐng)域?yàn)闄C(jī)械工程，已發(fā)表論文5篇。

（編輯：王智圣）