在高等工程教育改革不斷深化的背景下，徐州工程學院積極整合化學工程與技術(shù)、自動化、計算機科學等多學科優(yōu)勢，成功構(gòu)建了國內(nèi)領(lǐng)先的“苯胺生產(chǎn)全流程仿真工廠”。這一創(chuàng)新性教學平臺不僅為化工類專業(yè)學生提供了高度沉浸、安全可靠的專業(yè)實踐環(huán)境，更成為推動產(chǎn)教融合、培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型化工人才的重要引擎。

一、仿真工廠的核心架構(gòu)與技術(shù)特色

該仿真工廠以現(xiàn)代化大型化工企業(yè)典型的苯胺生產(chǎn)裝置為藍本，其工藝流程完整覆蓋了從原料（硝基苯和氫氣）預處理、催化加氫還原、產(chǎn)品分離精制到能量回收、“三廢”處理的全過程。系統(tǒng)采用先進的動態(tài)流程模擬技術(shù)、高精度設(shè)備機理模型與分布式控制系統(tǒng)（DCS）仿真技術(shù)，構(gòu)建了一個與真實工廠高度一致的“數(shù)字孿生”體。

其核心特色在于：

1. 全流程高保真模擬：嚴格依據(jù)熱力學、動力學與設(shè)備運行原理，模擬了反應(yīng)器、塔器、換熱器、壓縮機等關(guān)鍵設(shè)備的動態(tài)行為，參數(shù)響應(yīng)真實可信。
2. 沉浸式操作環(huán)境：配備與工業(yè)現(xiàn)場一致的DCS操作站、現(xiàn)場操作盤及三維虛擬現(xiàn)實（VR）巡檢場景，使學生能身臨其境地完成開停車、正常運行、故障處理等各項操作。
3. 多層次教學功能：系統(tǒng)支持認知學習、常規(guī)操作、復雜工況調(diào)控、安全事故應(yīng)急處理等多種訓練模式，可滿足從入門到高級的階梯式教學需求。

二、在化工教學與人才培養(yǎng)中的核心價值

1. 破解實踐教學瓶頸：化工生產(chǎn)具有高溫高壓、易燃易爆等特點，學生深入真實工廠進行深度實操存在安全風險與管理限制。仿真工廠提供了一個“零風險、低成本、可重復、可逆”的完美解決方案，使學生能大膽嘗試、反復練習，深刻理解工藝原理與操作精髓。
2. 深化工程理論與系統(tǒng)思維：學生通過操作仿真系統(tǒng)，能將《化工原理》、《化學反應(yīng)工程》、《化工工藝學》等課程中分散的理論知識，串聯(lián)成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)認知。他們需要綜合考慮物料平衡、能量平衡、設(shè)備關(guān)聯(lián)、安全環(huán)保與經(jīng)濟性，從而建立起堅實的系統(tǒng)工程觀念。
3. 強化安全素養(yǎng)與應(yīng)急能力：系統(tǒng)預設(shè)了多種典型工藝偏差與安全事故（如原料中斷、反應(yīng)器超溫、管線泄漏、火災(zāi)等）場景。學生在處理這些虛擬險情的過程中，安全紅線意識、規(guī)程遵守習慣以及應(yīng)急決策與協(xié)調(diào)能力得到實質(zhì)性錘煉，這是傳統(tǒng)課堂難以企及的。

三、推動產(chǎn)教融合與科研創(chuàng)新

仿真工廠不僅是教學平臺，也是連接高校與產(chǎn)業(yè)的橋梁。其工藝包與模型源于行業(yè)先進技術(shù)，保證了教學內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同步性。平臺可為區(qū)域化工企業(yè)提供員工技能培訓與考核服務(wù)。在科研方面，它可作為新工藝、新控制方案驗證的虛擬實驗場，為教師的科研項目和學生的創(chuàng)新實驗提供強大支持，降低了前期研究成本與風險。

四、與展望

徐州工程學院苯胺生產(chǎn)全流程仿真工廠的建設(shè)與應(yīng)用，是應(yīng)對新工科建設(shè)挑戰(zhàn)、創(chuàng)新工程人才培養(yǎng)模式的一次成功實踐。它將虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢與化工專業(yè)教育的內(nèi)在規(guī)律深度融合，有效提升了學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)勝任力。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等技術(shù)的進一步融合，仿真工廠將向更智能、更開放、更具預見性的方向發(fā)展，持續(xù)為培養(yǎng)引領(lǐng)未來化工行業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)工程人才提供堅實支撐。