虚拟仿真重塑液压与气动人才培养新生态

在智能制造浪潮的推动下，液压与气动技术作为机电一体化领域的核心组成部分，广泛应用于工程机械、智能制造装备、航空航天等关键行业。

随着《中国制造2025》等政策持续推进，我国对掌握液压与气动技术的高素质机电一体化人才需求日益旺盛，而职业教育作为技能人才培养的主阵地，传统实训模式面临诸多困扰。虚拟仿真技术的出现，为破解液压与气动专业实训痛点、提升人才培养质量提供了全新路径。

智能制造驱动

液压与气动人才需求激增

当前，我国正加速从“制造大国”向“制造强国”转型，液压与气动技术因其功率密度大、响应快、控制精确等优势，在智能生产线的物料搬运、精密装配、压力控制等环节中领域扮演着重要角色——如汽车焊接生产线的机械臂驱动、数控机床的液压夹紧装置、智能仓储的气动分拣系统等，均依赖专业人员进行安装、调试与维护。

这一背景下，对机电一体化人才，尤其是精通液压与气动技术的专业人才，提出了前所未有的旺盛需求。

据行业数据显示，截至2024年，我国液压与气动行业市场规模已突破千亿元，相关企业对具备实操能力的技术人才需求年均增长15%以上。据人社部2024年发布的《智能制造工程技术人才需求报告》显示，液压与气动专业人才缺口已达35万人，其中具备机电一体化系统设计、智能运维能力的复合型人才占比不足20%。

这对液压与气动专业的人才培养提出了更高要求，具体体现在：需具备系统集成能力，掌握从元件选型到整系统数字孪生的全链路技术；应拥有智能运维能力，实现从故障诊断到预测性维护的闭环管理；同时要强化跨学科融合能力，综合运用传感器技术、工业物联网与数字孪生等前沿技术。

传统实训困境

制约液压与气动人才培养质量

在此背景下，优化液压与气动专业实训模式，成为职业教育对接产业需求的关键突破口。尽管职业院校高度重视液压与气动实训教学，但传统模式仍存在诸多难点和痛点。

首先是实训成本高、资源有限。液压与气动实训需配备真实的泵站、气缸、阀组等设备，且元件在频繁拆装中易磨损、老化，维护成本高。某职业院校实训中心数据显示，单套液压实训台采购成本超50万元，年维护费用达10万元，且每台设备仅能满足8—10人同时实训。

其次是存在安全风险。液压系统工作压力高，压油液可能引发泄漏、喷射等安全隐患；气动系统储能元件可能造成意外弹射等。学生在实训中往往因担心操作失误而不敢大胆尝试，教学效果大打折扣。

再次是实训场景单一，缺乏深度和广度。实体实训受限于时间和空间，难以开展复杂的系统故障排查、性能优化等综合性实验，如多缸协同动作、负载变化下的系统调节、故障诊断与排除等。学生毕业后面对实际工作中的复杂问题时，常常束手无策，需要企业重新进行长期培训。

最后是评价体系单一。传统考核依赖教师主观评分，教师难以实时掌握每个学生的操作细节，缺乏过程性数据支撑。某省教育科学研究院调研发现，65%的实训课程仍采用“教师演示-学生模仿”的被动教学模式，学生创新能力培养严重不足。

虚拟仿真技术

重塑液压与气动实训新生态

随着人工智能和MR、VR、AR技术的发展和普及，虚拟仿真技术为液压与气动技术专业实训教学和人才培养提供了新思路。

教育部《职业教育专业目录（2025）》也明确将“液压与气动技术”专业升级为“智能液压与气动工程技术”，增设虚拟仿真、数字孪生等核心课程模块，有效破解传统实训的痛点，为人才培养注入新活力。

1、构建沉浸式液压气动实训场景

基于虚拟仿真技术，构建高精度液压与气动系统三维交互环境。通过液压与气动专业“3D-LED交互显示系统”与“MR大空间协同系统”，配合VR头显、力反馈手柄及气动模拟控制器，学生可沉浸式进入虚拟实训场景，直观操作液压泵、气动马达、比例阀、液压缸等核心元件，完成液压系统压力调试、气动回路搭建、执行机构协同控制等全流程仿真训练，实现从基础元件认知到复杂系统集成的递进式学习。

2、降低实训成本，保障操作安全

传统液压气动实训需配置高压泵站、气动管路、液压缸等实体设备，存在高压介质泄漏、机械夹伤等安全风险，且设备维护成本高昂。采用虚拟仿真技术可完全规避物理设备损耗与安全风险，学习者在虚拟环境中可安全进行超压测试、元件误接故障模拟等高风险操作，避免实体设备操作中的液压油泄漏、气动冲击等安全隐患。同时，虚拟平台可快速迭代更新设备模型，适配不同规格液压气动系统教学需求，降低实训场地建设与设备更新成本。

3、实时评估，助力个性化教学

通过虚拟仿真资源管理平台，教师可通过后台实时查看每个学生的操作步骤、参数设置、完成时间等细节，精准发现学生在操作中的问题（如回路连接错误、参数调节不当），并及时进行针对性指导。平台还结合AI技术，根据学生的学习进度与能力水平，推送不同的学习计划和考核任务，实现个性化教学。

此外，虚拟仿真还支持多人协同实训，学生可分组模拟企业中的团队协作场景，共同完成复杂的系统设计与调试任务，提升团队协作能力与沟通能力。

结语

在智能制造对液压与气动人才需求日益迫切的背景下，虚拟仿真技术不仅是传统实训模式的“补充”，更是推动液压与气动专业教学改革的“核心引擎”。未来，随着5G、人工智能等前沿技术与虚拟仿真的深度融合，液压与气动实训将朝着“更智能、更沉浸、更高效”的方向发展，为我国智能制造产业输送更多兼具扎实理论基础与过硬实操能力的高素质技术人才，为制造强国建设注入更为强劲的动能。