智能冷链物流虚拟仿真实验

一、智能冷链物流虚拟仿真实验教学项目介绍

  本实验教学项目的实施为学生提供智能冷链物流实训场所,培养学生实际动手能力,也为教师开展教学科研提供必要保障。

  该实验项目以冷链物流流程为主线,以冷链作业过程、冷链产品类别、冷链物流设备和技术以及冷链物流产品质量控制为出发点,包括冷链食品采收、运输、入库预冷、冷藏、订单管理、冷链分拣和包装、冷链配送、路线规划、信息服务等实验环节,体现了冷链物流虚拟仿真实验的实用性、全程性和可操作性的特点。根据对需求任务的分解,该实验项目包含三大功能模块,如下图所示。

图 模块设计概览图

  在冷链采购管理中,将应用GPS导航定位系统与大屏实时显示技术,进行冷链食品的跟踪,确保冷链食品入库前的温度可控;在冷链库存管理中,将应用工业级流水线生产技术,配合输送货架、气缸挡块系统以及冷库温度控制系统等各种虚实相结合的技术进行冷链食品的储存、分拣、包装等模拟操作;在冷链配送管理中,应用智能路线优化技术,进行路线的最优设计,应用特制二维码(Quick Response Code)、射频扫描技术(Radio Frequency Identification)以及冷链追溯查询系统,确保沿途所有节点的货物信息都可以追溯查询到。

  本项目克服了学生无法在冷库进行实际操作,对流程和设备认知不深,无法将理论和实际相结合的难点。本项目明确了冷链物流的作业流程,明确了关键环节的控制方法,展示了冷链设备及应用原理。

  本实验项目涉及4个知识点:

  1.仿真冷库分级储存货架,虚拟库内温度与湿度,对冷链食品进行科学合理的储存与控制,实现智能存取。

  2.仿真冷库分拣系统,利用扫描技术、气缸挡块以及智能显示系统,确定即将出库的冷链食品的种类、数量,对其进行智能分拣。

  3.仿真冷链包装系统,与分拣系统互锁控制,与虚拟仿真软件连接、交互,实现即将出库的冷链食品的全自动包装。

  4.虚拟路线优化系统,结合QR码、RFID技术以及冷链追溯查询系统,完成配送货物各节点信息的智能追溯。

  本实验教学项目侧重实验环境的虚拟仿真效果,通过高度仿真的冷链物流实验背景与工业级的冷链物流设备,使学生在虚拟的冷库环境下,亲身经历冷链物流的任务实施过程,使学生从封闭式走向半开放或开放式的学习状态。在实验过程中,学生是主体,学生将以个体或小组合作的形式,通过对各自任务的解读,自行明确目标与工作,进行自主实验与学习,将学习内容与工作过程有机结合起来,切实培养学生解决实际问题的职业素养。

  本实验项目旨在达到以下几个目标:

  1.加深学生对冷链物流、冷链配送中心等基本概念的理解,通过冷链物流作业流程虚实结合的演练,提高学生物流操作能力和物流管理水平;

  2.采用先进、实用的冷链物流技术和设备,锻炼学生的物流技术和设备的操作水平;

  3.通过强大的冷链物流系统模拟演练,学习冷链物流管理方法及原则;

  4.本实验项目不仅针对物流专业的学生,还为其他相关专业学生提供了了解冷链技术的平台,能有效实现多学科交叉和交流。

  5.通过该项目,能够拓宽与冷链物流企业的合作思路,探索校企共建、共管、共享的新模式和新途径,建立可持续发展的物流虚拟仿真实验教学服务支撑体系。

 

二、智能冷链物流虚拟仿真实验项目特色

  该实验教学项目虚中有实,以实带虚,虚实结合,在冷链物流方面有所突破;该实验教学项目结合冷链包装技术、冷链运输网络以及物联网信息系统,将实现低温储存环节和低温运输环节的模拟操作,填补了我校冷链物流实验项目的空白。

  该实验教学项目在教学理念上,侧重实验环境的虚拟仿真性,通过高度仿真的实验背景与工业级的冷链设备,使学生体会真实的企业操作环境下,亲身经历现实工作场景的任务实施过程,使学生从封闭式走向半开放或开放式的学习状态。在实验过程中,学生是主体,学生将以个体或小组合作的形式,通过对各自任务的解读,自行明确目标与工作,进行自主实验与学习,将学习内容与工作过程有机结合起来,从而达到直接经验与间接经验、实践学习与理论学习、专业能力与关键能力相结合的目的,培养学生解决实际问题的职业素养。

  本实验教学项目的教学内容采取下达任务单的形式,从一般的简单任务逐渐加大难度,形成发展型任务,直至最终的创新型任务。每个层级的任务不仅在工作量上有所区别,所涉及的冷库实验材料以及冷链运输的实验装备也不尽相同,这种层层递进式的教学过程将从不同层面考察学生的实验能力,将使学生逐步了解直至全面掌握整个实验环节所涉及的全部知识点。此外,该教学项目包含形式多样的拓展内容,包括案例、说明、企业操作规范、同类操作、异常情况、特别提醒、法律法规等,将多角度多方位地对知识点进行阐述和分解,引导学生更好地掌握知识,帮助学生深刻理解和熟悉实验操作内容。

  该实验教学项目将采取多角度、多元化、多层面的实时考核评价体系,能够整合评价资源、降低评价误差,全方面地对学习过程、学习效果进行考核评价,轻松实现学生各方面素质的考核与记录。

  本实验教学项目将全天候开放,实行教师主导、学生参与的管理模式,通过网上预约的形式,统筹安排实验项目。同时,该实验项目将对校内外开放,实验对象包括物流相关专业的教学计划内课程,也将包括其他物流行业爱好者的教学计划外活动。

 

三、智能冷链物流虚拟仿真实验教学项目内容与流程

  本实验项目旨在模拟一个冷链配送中心的全部业务活动,涉及冷链物流的全部环节,采取虚拟实验和实际实验交叉结合的方式,具体实验步骤及相关要求如下:

  第一步:下达采购订单:即本冷链配送中心向各个供应商下达采购订单,以保证本配送中心库存充足。此步骤要求学生能够应用手机软件通过网络成功下单,如图1所示,该步骤为虚拟仿真实验部分。

图1 手机APP下单界面

  第二步:运输跟踪:即配送中心以自提的方式实时监控运输货物的运输状态,包括货物的温度与路线定位,以便准确估计所采购货物的到达时间。此步骤要求采用角色扮演的方法,使学生能够和供应商及时交流沟通,密切关注货物的运输情况,如图2所示,如果温度过高,会出现相应提示,图3所示。该步骤为虚拟仿真实验部分。

图2 实时监控界面

图3 实时监控界面

  第三步:收货:即货物到达验收,以保证所采购商品的质量。此步骤要求学生掌握相关冷链产品的检验方法,完成对来货的验收工作,如图4所示,该步骤为虚拟仿真实验部分。

图4 收货系统操作界面

  第四步:储存:即货物入冷库存储,以保证货物在仓储期间的质量安全。此步骤要求学生掌握不同冷链产品对储存温度和环境的要求,以便合理安排每一种货物的具体储存位置。该步骤为虚拟仿真与实际实验相结合的部分,一方面,需要3D仿真冷库物品的入库环节,并展示冷库整体情况,如图5、图6所示,同时虚拟冷库环境和温度,如图7所示;另一方面,配置真实的冷库货架进行货物的储存,如图8所示。

图5 虚拟物品入库

图6 虚拟物品储存

图7 冷库内虚拟的温度

图8 真实的冷库环境

  第五步:接单:即接收确认顾客的订单,以便于后期的发货准备。该步骤要求学生能够应用相应软件通过网络成功接收顾客订单,如图9所示,该步骤为虚拟仿真实验部分。

图9 订单管理界面

  第六步:分拣:即按照顾客订单到冷库分拣货物,以便于准确发货。此步骤要求学生能够应用合理的分拣方法准确、快速地完成分拣工作,如图10所示,该步骤为实际实验部分。

图10 分拣系统

  第七步:加工:即对需要进行流通加工的产品进行适当加工,以方便发货。此步骤要求学生能够针对不同的冷链产品进行合理的流通加工,如图11所示,该步骤为实际实验部分。

图11 流通加工

  第八步:包装:即针对不同的冷链产品选用合理的包装材料进行包装。此步骤要求学生能区分每一种冷链产品对包装材料的要求,并能够熟练操作全自动包装设备,掌握相应的包装方法,如图12所示,该步骤为实际实验部分。

图12 包装操作

  第九步:配装:即对出库的货物进行合理的车辆配装,以保证充分利用运力。此部分要求学生能够充分考虑每一种冷链产品的运输环境来对车辆进行合理的配装,以节省运力,如图13所示,该步骤为虚拟仿真实验部分。

图13 配装操作系统

  第十步:配送线路优化:即在配送活动之前选择最优的运输路径,以便节省运输时间、提高送货速度、降低配送成本。此步骤要求学生能利用相应软件或沙盘给出最优运输路线及运输节点,如图14所示,该步骤为虚拟仿真实验部分。

图14 配送优化系统

  第十一步:配送:即准确完成对顾客的送货,以保证客户的满意度。此步骤要求学生能顺利完成顾客对送货单的签收。并听取顾客的反馈和建议,该步骤为虚拟仿真实验部分,通过学生分角色扮演结合场景设置的方式完成。

  第十二步:订单跟踪反馈:依据配送效果,系统会及时汇总顾客的评价、建议等反馈信息,并针对存在的问题,进行信息分析,不断提高顾客的满意度,如图15所示。

图15 订单跟踪系统

 

四、智能冷链物流虚拟仿真实实验教学项目视频介绍