文化用纸定量和水分控制虚拟仿真实验

负责人:金永灿 专业:轻工与食品学院 查看项目
南京林业大学 文化用纸定量和水分控制虚拟仿真实验

本实验是基于虚拟仿真技术结合造纸浆水平衡的原理搭建一个文化用纸的虚拟仿真实验的平台,采用工业化生产的工艺流程和实际生产运行的工艺参数进行虚拟仿真实验,以文化用纸的水分和定量控制问题为导向,应用虚拟仿真软件真实量化的控制手段和控制方案,探索出影响定量和水分的主要因素及其变化规律,实验中采用实验小组形式开展启发式、互动性、探究式的实验教学方法,培养学生全面性和深入性分析问题和解决问题的能力,引导学生提出综合性的解决问题的方案,从而全面提高学生工程实践和科研创新能力,真正做到了“以虚补实、以虚促实、虚实结合”。

南京林业大学 文化用纸定量和水分控制虚拟仿真实验

南京林业大学

实验简介

本实验是基于虚拟仿真技术结合造纸浆水平衡的原理搭建一个文化用纸的虚拟仿真实验的平台,采用工业化生产的工艺流程和实际生产运行的工艺参数进行虚拟仿真实验,以文化用纸的水分和定量控制问题为导向,应用虚拟仿真软件真实量化的控制手段和控制方案,探索出影响定量和水分的主要因素及其变化规律,实验中采用实验小组形式开展启发式、互动性、探究式的实验教学方法,培养学生全面性和深入性分析问题和解决问题的能力,引导学生提出综合性的解决问题的方案,从而全面提高学生工程实践和科研创新能力,真正做到了“以虚补实、以虚促实、虚实结合”。

设计原则

应用虚拟仿真的教学和实验手段来提高学生对于整个造纸系统的全面认识的理解,同时结合工厂的实际生产订单设计的实验内容和实验任务可以全面提升学生的对于整个造纸系统的认知能力。并应用相关的原理思考和分析影响纸张定量和水分的主要因素,设定主要的工艺参数,提出解决问题的最优化的工艺方案。现代化的造纸生产的特点现代化造纸工业的具有大型化,高速化,智能化和复杂性的特点。(1)大型化:现代化的大型造纸机宽度12 m,长度超过200 m。(2)高速化:造纸的生产过程涉及众多高速运转的造纸机械装备,现代化文化用纸生产的纸机运行车速已经达到1800米/分,实验者存在安全风险,导致生产实际全真体验不能在实验室实现。(3)智能化:目前造纸的生产都采用大型自动化DCS控制生产线,受限于场地和费用,导致大规模生产设备不能在实验室再现、大规格生产原料不能在实验室应用。(4)复杂性:造纸的生产包括原料碎浆和打浆系统、配浆系统、供浆系统、流送系统、网部成形及真空脱水系统、压榨脱水系统、烘缸部干燥系统、水分定量控制系统、压光和卷取系统等;造纸工艺复杂、设备繁多、造纸工艺参数相互关联度高,在实验教学中难以全方位多角度地展示真实完整的造纸过程以及参数设置对生产过程与产品质量的影响。

实验目的

本项目以静电复印纸为实验对象,建设具有自主知识产权的静电复印纸定量 和水分控制的虚拟仿真实验系统,旨在让学生通过实验达到以下目的:(1)通过虚拟仿真实验,加强和巩固学生对所学课程《造纸原理与工程》、《制浆造纸工程设计》、《制浆造纸机械与设备》、《造纸化学》、《纸和纸板的结构和性能》等理论知识的理解。(2)模拟年产 30 万吨文化用纸(以静电复印纸为例)工厂真实生产过程,了解并熟练掌握静电复印纸生产的总体工艺流程、工艺操作规程、安全生产注意事项和产品质量的影响因素等。(3)对虚拟实验技术参数进行预设值和适量变动,了解年产 30 万吨的静电复印纸生产线相关工艺技术参数要求,掌握各工段参数对生产线运行稳定性的影响规律。(4)对虚拟仿真实验静电复印纸的定量和水分的产品质量进行监测,了解静电复印纸的定量和水分的影响规律,评价并优化工艺流程,培养学生自主研发的能力。(5)理论联系实践,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的工程实践能力和创新意识,为毕业后适应科研院所继续科研和在造纸厂工作的要求打下基础,培养全方位的多种实验技能。(6)传统专业与现代计算机软件仿真技术有机结合,创新教学方法,提高学生学习兴趣。

实验要求

整个实验分为以下三个环节进行:  环节一:静电复印纸生产主要工艺参数的设定 学生课前做好预习,自主学习造纸工艺流程和工艺参数的影响因素以及核心设备;课上针对静电复印纸生产线的具体工艺参数设定学习,掌握完整工艺流程,培养学生对工艺流程以及参数设定的理论认识。  环节二:定量和水分控制的虚拟仿真实验在前期学习和实践的基础上系统的分析和研究影响静电复印纸的主要工艺参数,通过以下两种形式进行实验教学工作:1.采用头脑风暴的形式组织学生参与和讨论影响静电复印纸的定量和水分的主要因素。 2.会议结束后,每个同学通过思维导图的形式理顺影响静电复印纸的各个因素之间的相互作用关系,并形成一张逻辑清晰、结构合理、系统全面的思维导图,为后期进行定量和水分调节和控制的优化提供理论指导。应用头脑风暴法激起学生的思维“灵感”,促使学生提出新的设想和思路。主持者只需根据“头脑风暴”的原则进行适当引导即可。学生发言量越大,意见越多种多样,所论问题越广、越深,出现有价值设想的概率就越大。应用思维导图的方式来分析影响静电复印纸定量和水分的主要因素可以将学生经过头脑风暴的思路和想法经过思维导图进行发散性、联想性、条理性和整体性的归纳和总结,形成一整套影响纸张定量和水分的主要因素以及相互之间作用关系的思维导图。并根据该思维导图制定出调节纸张定量和水分的具体方案。然后应用虚拟仿真软件进行定量和水分调节工作,从而优化工艺,得到完善的工艺技术方案。环节三:影响静电复印纸水分和定量的主要因素变化规律的探究 在上述实验的基础上,通过系统的分析研究,发现影响纸张定量和水分的主要因素。上网浓度、上网流量以及助留剂用量是工业化生产过程中的核心要素。基于核心要素对于纸张定量和水分的影响规律,在目前的工业化生产中和理论分析过程中都没有相关的规律可循,因此非常有必要建立内在的作用关系规律。要求学生通过改变上网浓度、上网流量以及助留剂用量,观察纸张定量和水分的变化规律,形成一个对于工业化生产具有理论指导作用的数据库,以可视化的形式表现出来。学生在操作过程中根据设定的静电复印纸定量和水分的主要工艺参数改变上网浓度、流量和留着率上述工艺参数,记录其相应的定量和水分数值,并绘制出影响定量和水分的二维或三维视图,上传结果。系统自动给出纸张定量结果;系统出考核成绩。关闭操作软件,关闭人机交互操作平台。进行后期实验数据处理和分析,撰写本次实验报告。

虚拟仿真实验造纸虚拟仿真实验轻工虚拟仿真实验

相关推荐

  • 恒点助力南京航空航天大学AI教学新生态,打造虚拟仿真实验室新样板

    恒点助力南京航空航天大学AI教学新生态,打造虚拟仿真实验室新样板

    在恒点的支持下,南京航空航天大学公共实验教学部依托丰富的实验实践资源,整合教学优势、科研成果,运用AI技术赋能数字化教育空间,重塑教育实践,强化科研保障,构建起学科交叉、科教融汇、虚实结合的虚拟仿真实验室。从“虚实结合”“远近结合”“点面结合”三个方面,开展创新实践训练,不断推动学生工程素养和创新实践能力提升。

  • 虚拟仿真推动智慧物流应用型人才培养

    虚拟仿真推动智慧物流应用型人才培养

    恒点智慧物流虚拟仿真实训基地由智慧物流虚拟仿真专业实训中心、智慧物流虚拟仿真研创中心、智慧物流虚拟仿真公共实训中心、智慧物流虚拟仿真体验中心四大部分构成。在物流教育领域,智慧物流虚拟仿真实训基地可以模拟生产、仓储、分拣、发货等全流程,让学生全面掌握生产管理系统、无人仓储作业管理系统等信息化管理方法,赋能物流专业人才培养。

  • 案例分享 | 药用菌物灵芝发酵生产虚拟仿真实验

    案例分享 | 药用菌物灵芝发酵生产虚拟仿真实验

    恒点与南京中医药大学共建药用菌物灵芝发酵生产虚拟仿真实验,其以虚拟仿真技术为核心,基于现实参数构建高精度3D发酵罐模型,还原工业级操作界面,动态模拟菌丝增殖、多糖合成等微观过程,实现“透视级”教学体验。学生可零风险完成高压灭菌、参数调节等操作。

  • 中医药教育数字化的虚实融合新实践

    中医药教育数字化的虚实融合新实践

    恒点与校方共建的中医药专业虚拟仿真实验项目项目坚持以学生为中心,采用个性化、智能化教学模式。围绕中草药生产关键步骤,利用虚拟仿真实现理论讲解、实践操作与考核评估协同,提升学生实践与创新能力。通过内置VR/AR场景和多模式学习功能,支持双平台接入,借助系统进行数据分析与实时反馈,帮助老师及时变更教学策略,实现因材施教。教学过程还融入思政教育,培养德才兼备的高素质生物制药人才。

  • 虚拟仿真赋能传统中医药人才培养

    虚拟仿真赋能传统中医药人才培养

    传统中医药实践教育长期受困于设备成本高昂、操作风险大及产学脱节等瓶颈,难以满足现代化人才培养需求。恒点通过虚实融合技术,搭建中医药专业虚拟仿真,重构实践教学模式,为中医药教育注入创新活力。

  • 政策赋能教育革新,恒点虚拟仿真领航教育新基建

    政策赋能教育革新,恒点虚拟仿真领航教育新基建

    恒点以“硬件+软件+内容”形成核心竞争力。恒点提供包括XR数字融合工作站、MR智能互动沙盘、3D-LED 交互显示系统、红外大空间协同交互系统、MR大空间协同系统等产品,凭借兼容常规应用与虚拟仿真教学的适配性、沉浸式交互与高精度模拟能力的品质,为校方升级传统机房或多媒体教室提供优质技术载体。

  • 恒点成功举办虚拟仿真资源建设及实验条件建设交流探讨会

    恒点成功举办虚拟仿真资源建设及实验条件建设交流探讨会

    为深化高等教育数字化转型,推动虚拟仿真技术与实验教学体系深度融合,探讨如何以虚拟仿真技术赋能高质量实践育人,恒点信息科技有限公司在教育部虚拟仿真实验教学改革虚拟教研室的支持下,联合东南大学、南京航空航天大学于3月15—16日在南京举办“虚拟仿真资源建设及实验条件建设交流探讨会”。

  • 新能源汽车专业的虚拟仿真教学改革与创新

    新能源汽车专业的虚拟仿真教学改革与创新

    恒点以新能源汽车驱动系统为核心内容,采用“虚拟现实+互联网”的教学手段,完整地还原了新能源汽车的运行场景,解决了传统教学中的诸多问题,顺应了教育改革的时代潮流,新能源汽车为当前国家推行的教学改革提供了新的思路和工具,最终为新能源汽车产业发展打造高素质专业人才团队。

  • 案例分享 | 智能掘进工作面虚拟仿真实验

    案例分享 | 智能掘进工作面虚拟仿真实验

    恒点与中国矿业大学遵循“能实不虚,虚实结合”的原则,共同开发《智能掘进工作面虚拟仿真实验》,让学生在虚拟环境下学习掌握真实煤矿智能掘进工作面工作环境、设备、配套方式、安全操作流程、关键结构组成及功能等。增强学生综合知识能力和实践创新能力。

  • 虚拟仿真:赋能传统实训,破解矿业人才培养难题

    虚拟仿真:赋能传统实训,破解矿业人才培养难题

    虚拟仿真技术为高校矿业人才培养提供了全新的解决方案,能够有效破解实践机会不足、高风险操作难以模拟、教学成本高昂等难题。通过构建沉浸式、交互式的学习环境,虚拟仿真不仅提升了学生的学习效果,还为矿业教育的数字化转型和创新发展提供了强大动力。未来,随着技术的不断进步,虚拟仿真将在矿业人才培养中发挥更加重要的作用。

相关产品

虚拟仿真实训室交互显示系统

3D-LED交互显示系统

集成了三维LED技术和扩展现实技术的交互式显示系统

虚拟仿真实训数字工作站

XR数字工作站

集成PC/VR/AR装置为用户提供一体化工作站

虚拟仿真教学资源共享平台

虚拟仿真教学资源共享平台

为本科/职业/军事院校提供虚拟仿真实训/实验资源共享开放平台

虚拟仿真实验项目开发软件

XR交互-资源开发编辑器

一款零代码、低门槛的虚拟仿真/虚拟现实内容开发编辑工具

3dppt/xr内容+营销展示的创作平台

XR演示-编辑开发平台

为演示/演讲用户提供3D/VR/MR内容的开发工具(3D版PPT)

VR / MR头戴设备

VR / MR头戴设备

独立设计研发教育专用操作系统的VR/MR头盔及眼镜

综合解决方案

XR内容定制服务

职业教育:虚拟仿真基地资源;本科教育:虚拟仿真一流课程

XR生产能力输出

帮助企业建设XR内容生产能力;与高校相关专业共建生产基地

虚拟仿真示范基地建设

基地平台、特色资源开发;基础软硬件条件建设

虚拟仿真专业实训室

基础软硬件条件建设;专业特色资源销售和定制

数字化研创中心

基础软硬件条件建设;研创软件工具及培训服务

虚拟现实课程实训室

虚拟现实人才培养课程;虚拟现实内容创作教室建设

数字融合创新设计中心

为数媒/艺术专业打造创新设计;XR开发、作品、课程

理实结合教室

实物展示设计、虚拟资源开发;教室信息化软硬件条件建设