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中心概况

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中心概况
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武汉轻工大学位于有“九省通衢”之称的湖北省武汉市,创建于1951年,是全国最早一所培养粮食行业专门人才的学校。曾先后隶属于原国家粮食部、商业部、国内贸易部,1998年实行中央和地方共建,以湖北省管理为主的体制,是湖北省和国家粮食局重点支持建设的普通高校。经教育部和湖北省人民政府批准,20135月,学校由武汉工业学院更名为武汉轻工大学。

在六十多年的办学实践中,学校始终坚持“育人为本、质量立校、人才强校、特色兴校”的发展战略,现已形成了以轻工食品类学科为特色,农产品加工与转化领域相关学科优势明显,以工科为主干,工、管、理、文、经、农、艺、法等学科协调发展的多科性大学格局。

2011年,根据学校“十二五发展规划”,为推动高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设,为突出我校轻工食品类学科专业能力培养的区域特色,为服务于湖北省乃至全国的农产品加工与转化产业发展,针对我校学科专业及实验的特点,学校遴选了2个省级实验教学示范中心作为基础,组建了农产品加工虚拟仿真实验教学中心(以下简称中心),从而启动了学校虚拟仿真实验教学中心的建设工作。

心隶属于2个省级实验教学示范中心,拥有1个国家级特色专业(食品科学与工程专业),1个省级品牌专业,1个湖北省重点学科、优势学科、一级学科硕士点(食品科学与工程一级学科);1个湖北省高校有突出成就的创新学科(粮食、油脂及植物蛋白工程);拥有1门国家级精品课程(食品工厂设计),3门省级精品课程;拥有大宗粮油精深加工省部共建教育部重点实验室、国家粮食局粮油资源综合开发工程技术研究中心、农产品加工与转化湖北省重点实验室、粮油食品质量检验测试中心、湖北省稻谷加工工程技术中心、湖北省中小企业共性技术农副产品加工研发推广中心、全国粮油标准化委员会油料及油脂技术工作组等学科专业和科研平台。

中心于2013年被湖北省教育厅列入申报国家级虚拟仿真实验教学中心推荐名单,并于11月批准为省级虚拟仿真实验教学中心建设项目(鄂教高办〔201316号)。

几年来,中心始终围绕以下三个方面展开建设工作并取得较大成效。

1一个建设思路:即整合资源,凸显特色。

整合资源

2011年以前,在深入建设实验教学示范中心过程中,我校农产品加工相关领域各学科专业已经开出一些虚拟仿真实验,但呈现着资源分散、各自为阵、重复研发、疏于管理等状况。

基于上述状况,2011年我校为了构建统一的虚拟仿真实验教学平台,推动高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设,学校以湖北省高校粮油食品科学与工程实验教学示范中心为学科专业基础,以湖北省高校电工电子实验教学示范中心为技术支撑基础,整合了相关虚拟仿真实验有关的软件、硬件、课程、教师、实验员等资源,组建了农产品加工虚拟仿真实验教学中心,如下图所示。中心的建立不仅构建了学校虚拟仿真实验的教学体系,也提高了信息技术与学科专业的深度融合,有利于培养学生创新精神和实践能力。

1组建农产品加工虚拟仿真实验教学中心示意图

凸显特色

“民以食为天”,我国是农业大国、粮油大国,农产品及其加工与我国国民经济发展、人民生活水平和质量息息相关;“工欲善其事,必先利其器”,农产品加工领域相关学科专业的教学科研水平的提升对行业进步、社会发展起着推进作用。

然而,我校农产品加工领域相关学科专业的实验教学中存在一些不容忽视的问题:一些真实实验,尽管费时、费材、费劲, 如大米加工砻谷机辊间压力的调节实验,学生做完后反映效果平平;一些实验有污染、有毒害、有噪声、不直观,如磷化氢环流熏蒸杀虫实验;一些实验有危险、不可逆甚至无法开出,如农产品加工中的粉尘浓度控制及爆炸等。因此,利用虚拟仿真技术与手段,构建实验教学平台,为解决我校农产品加工相关学科专业中难实现、周期长、消耗大、有毒害、有污染、成本高的实验教学难点提供了有效可行的途径。

基于以上考虑,我校农产品加工虚拟仿真实验教学中心建设与实施的目标十分明确:充分发挥学校学科专业优势充分利用虚拟仿真技术与手段,极力凸显轻工食品类学科特色,建设具有农产品加工相关学科专业优势特色、学科及行业内影响力较大的管理和共享平台,实现校内外、湖北省及更广范围内的实验教学资源共享,满足多地区、多学校和相关学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。

2二个建设结合:即硬件与软件结合、校企合作与自主开发结合。

硬件与软件结合:通过总结省级实验教学示范中心建设的经验,建设虚拟仿真实验教学中心过程中必须坚持硬件是基础,软件为核心,软硬件紧密结合,二者不可偏废。

校企合作与自主开发结合:在推动实验教学示范中心深入建设、开展虚拟仿真实验教学中心建设的实践中,中心深感校企合作的重要性,自主开发教学资源更为必要。只有坚持二者同步进行,才能真正提高学生的创新能力,提升学生的创新素质。

2二个建设结合示意图

 

3、三个建设重点:即资源建设、平台建设、队伍建设。

 资源建设:优质实验教学资源建设是虚拟仿真实验教学中心建设的核心。中心注重针对学校特色、优势学科专业许多难以开展或进行的实验课程或项目作为优先遴选项目。

平台建设:建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台是虚拟仿真实验教学中心建设的龙头。中心在建设过程中,始终围绕平台建设展开各项工作,以达到高效管理资源,实现资源共享,满足多方面的需求的目的。

队伍建设:实验教学和管理队伍建设是虚拟仿真实验教学中心建设的关键。中心认为与实验教学示范中心的队伍建设相比,虚拟仿真实验教学中心的队伍更需要配备在教育理念、学术水平、教学科研能力、实践经验、创新素质等方面较为突出的教学、科研、技术人员。

3三个建设重点示意图

 

   三年来,中心围绕以上三个方面展开建设工作已取得成效:与二个企业合作,面向全校41个专业,开出包含二种类型的虚拟仿真实验课程26门(项目),年教学人时数达16000,并辐射至校外企业员工培训;在实验教学改革、师资队伍建设、教学资源建设、平台运行管理等方面取得较大进展。  

 

虚拟仿真实验教学资源
   

 

 

针对我校学科专业及实验的特点,考虑到许多实验课程或项目的真实实验难实现、成本高、周期长、资源消耗大、风险大、有污染等状况,三年来,以校企合作与自主开发结合的模式,陆续开出了一批特色鲜明的虚拟仿真实验课程(项目),达到了教学大纲所要求的教学效果。虚拟仿真实验教学资源分为三大模块(分别见图4和表1):

                       

4虚拟仿真实验教学模块示意图

 

其中自主开发的典型实验项目举例介绍如下:

虚拟仿真实验项目例1:砻谷机吸风量的调节实验

实验目的:砻下物(稻壳、糙米和稻谷的混合物)的分离是大米加工过程中的一个极为重要的环节(简称谷糙分离),其对后续工艺效果、生产成本、产量以及成品米的质量有显著的影响。因此,在砻谷中,将谷壳及时彻底地分离干净是必要的,这对谷壳的综合利用也是有利的。

实验原理:由于稻壳与稻谷和糙米的密度和容重等因素有较大差异,从而造成稻壳的悬浮速度与稻谷和糙米有较大的差别,因此,一般都是用风选的方法将稻壳从砻下物中分离出来。合适的吸风量可以保证较高的吸稻壳效率,同时减少“跑粮”现象。过高的吸风量虽然提高了吸稻壳效率,但也易造成粮粒被吸走,能耗同时增大。过低的吸风量则造成吸稻壳效率降低。因此,在砻谷中,吸风量的大小直接影响了稻壳的分离效果。

真实实验(如下图)的缺陷:费时(往往数小时)、耗能、成本高且资源消耗大(粮食浪费严重)、不直观、有噪声等,学生做完实验后,对谷糙分离与吸风量的关系仍然不甚了解、难以掌握。

说明: QQ图片20131026142223

5砻谷机吸风量的调节实验砻谷机实物图(稻壳如上图被吸风抽入此图左边的容器中)

 

虚拟仿真实验的功能与效果:

1)学生通过用户认证登录虚拟仿真实验教学与平台,在虚拟仿真的控制操作页面上调节不同的砻谷机出口吸风量,可观察和记录在不同的吸风量下砻谷机中稻谷的分离效果。

2)将调节的吸风量与稻壳分离效果比较,选出最为合适的吸风量范围(在稻壳分离后,砻下物含壳率应低于0.8%,稻壳含量率应不超过30/100kg)。

3)在虚拟仿真实验基础上,仅在最优点附近一些点范围内再进行真实实验。

4)进行真实实验的前后,学生可反复进行虚拟仿真实验。虚拟仿真实验操作界面如下图所示。

6砻谷机虚拟仿真实验项目操作界面载图

通过上述虚拟仿真实验和真实实验的结合,克服了真实实验的缺陷,实验的粮食消耗少、实验周期短等优点得到体现,学生反映用他们熟悉的信息技术去学习和应用专业知识效果好,可完全掌握谷糙分离与吸风量的关系。老师也认为完全达到了教学大纲所要求的教学效果。

 

虚拟仿真实验项目例2:农产品加工粉尘控制及爆炸实验

实验的必要性:

20102241612分,河北秦皇岛市抚宁县骊骅淀粉股份有限公司淀粉四车间发生粉尘爆炸,厂房倒塌,事故共造成19人死亡,49人受伤,其中8人伤势较重(如下图所示)。此次事故直接经济损失1773.5万元。事故调查表明该公司违反《粉尘防爆安全规程》和《粮食加工、储运系统粉尘防爆安全规程》的有关规定,违规操作,产生火花,将作业过程中产生的、处于爆炸浓度范围内的玉米淀粉粉尘云引燃引发爆炸。

在农产品加工企业,加工或输送原料过程中会产生粉尘。这些粉尘如得不到及时处理,不仅会影响环境卫生,而且会危害人体健康,甚至会发生粉尘爆炸。因此必须了解粉尘的特性以及危害,从根本上控制粉尘的产生,将其带来的危害降低到最小。

7农产品加工企业粉尘爆炸图

实验的可行性:

在教学中,老师可经过理论分析定量计算得出农产品加工过程中粉尘爆炸的必要条件即①要有合适的粉尘粒度和浓度,并有一定的空间;②要有充足空气(氧气);③要有火源及适宜的温度。据此,农产品加工粉尘控制及爆炸真实实验完全无法进行。只能通过虚拟仿真实验进行。

 

虚拟仿真实验功能及效果:

粉尘监控系统可模拟农产品加工过程中粉尘环境的形成过程及危害程度,并动态演示因设计失误,导致粉尘浓度超标后的爆炸场景,加深学生对农产品加工安全性的认识,掌握粉尘爆炸的防治技术。

8粉尘超标后的虚拟仿真爆炸场景图

 

虚拟仿真实验项目例3:电子舌味觉仿真实验

电子舌味觉仿真实验,能通过传感器直接分析样品的酸、甜、苦、咸、鲜、涩及各种回味的味觉指标,在终端使用图形展示结果、仿真样品的味觉感官特性,同时该系统具有数据库服务器功能,通过数据库服务器,可以一台主机控制多台分析仪器,也可以通过因特网、局域网进行远程数据库访问和进行结果分析等。









 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


9电子舌味觉仿真实验系统

 

 

虚拟仿真实验项目例4:粮食储藏磷化氢环流熏蒸杀虫实验

实验的必要性:磷化氢环流熏蒸杀虫技术是目前解决粮食储藏中害虫问题的关键和成熟的技术。实际工程实践中,由于磷化氢气体对人体是有毒有害的,粮仓是密闭的,人无法进入。*经验估计密闭时间,之后打开粮仓通风一段时间后,操作人员再进入检查杀虫效果,若杀虫效果达不到要求,必须进行新一轮的熏蒸杀虫。在教学中,迫切需要进行虚拟仿真实验。

功能:根据害虫种类和不同粮温,输入毒气浓度和密闭时间,通过模拟仿真得到磷化氢熏蒸杀虫的结果。

实验效果:通过虚拟仿真实验,使学生掌握:当各种条件组合得当时,可彻底杀灭害虫,否则,杀虫不彻底,导致熏蒸作业失败。

 

10粮食储藏磷化氢环流熏蒸杀虫虚拟仿真实验截图

 

 

 

1虚拟仿真教学实验资源一览表

设备与工艺模块

1

食品加工实验

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

(以上含化学工程与工艺、环境工程、生物工程、制药工程、食品科学与工程、应用化学、动物科学、生物科学、过程控制等专业,下同)

课程名称

谷物食品工艺学、食品工艺学、食品科学与工程实验、粮油食品概论、食品资源开发、油脂加工副产品综合利用、畜禽与水产品加工工艺学

实验项目

 

1、面包制作实验

2、蛋糕制作实验

3、饼干制作实验

4、月饼制作实验

5、核桃酥制作实验

6、泡芙制作实验

7、派制作实验

8、挞制作实验

9、碳酸饮料制作实验

10、果蔬饮料制作实验

11、乳酸菌饮料制作实验

12、茶类饮料制作实验

13、冷冻饮料制作实验

14、固体饮料制作实验

15、瓶装水制作实验

16、植物蛋白制作实验

17、施托克生**屠宰线

 

 

实验效果

通过实验,使学生生动、直观、深刻理解了各类食品制作、饮料制作过程和方法,便于学生掌握和应用,大大提高了真实实验教学效果。

学生还可在配方上加以改进,推陈出新。

另外,生**屠宰实验,解决了在实验室无法开展的实验问题。

 

2

粮食加工仿真实验

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

谷物食品工艺学、食品工艺学、食品科学与工程实验、粮油食

概论、食品资源开发、油脂加工副产品综合利用、畜禽与水产品加工工艺学

功能

砻谷机吸风量的调节实验为例:

1)学生通过虚拟仿真实验教学与平台,在虚拟仿真的控制操作页面上调节不同的砻谷机出口吸风量,可观察和记录在不同的吸风量下砻谷机中稻谷的分离效果。

2)将调节的吸风量与稻壳分离效果比较,选出最为合适的吸风量范围(在稻壳分离后,砻下物含壳率应低于0.8%,稻壳含量率应不超过30/100kg)。

实验项目

砻谷机辊间压力的调节实验

砻谷机吸风量的调节实验

碾米机碾白室间隙的调节实验

实验效果

将粮食加工各主要环节真实呈现在虚拟仿真实验中,通过对大米加工工艺及设备的原理及操控的学习,使学生深刻理解了粮食加工的流程及原理,熟悉了加工、品质检验的操作和运用。

 

3

榨油系统的虚拟仿真

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

虚拟样机技术及其应用

功能

1.     启动榨油设备,仔细观察榨油的过程。

, ,

2.     使用SOLIDWORKS对榨油机建立零件模型。

3.     使用SOLIDWORKS对榨油机建立装配体模型。

4.     把装配体模型分批次导入到ADAMS中。

5.     ADAMS中创建各构件之间的运动副。

6.     ADAMS中对榨油机进行动力学仿真。

7.     SOLIDWORKS中的装配体模型导入到DESIGNMODELER中进行模型的简化。

8.     把简化模型导入到MECHANICAL中进行静力学分析,不考虑油料的作用。

9.     CFX中创建油料的流体力学模型。

10. WORKBENCH中设置榨油系统的耦合示意图,并建立CFXMECHANICAL中的关系。

11. WORKBENCH进行设置,启动榨油系统的虚拟仿真。

12. CFX中导出计算结果。

13. HYPERVIEW对结果进行后处理。

实验项目

榨油系统的虚拟仿真

实验效果

在对现有的榨油设备进行研究的基础上,使用工作站对该设备进行三维建模,虚拟装配,多刚体动力学仿真,结构动力学仿真,流体力学仿真,流固耦合仿真,从而在结构方面,机构方面,力学性能方面对榨油设备有了全面而深刻的认识。

 

4

饲料加工仿真实验

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

饲料加工工艺及设备

功能

该仿真实验分为六个工作区实现仿真饲料加工工艺系统,各工作区具体功能如下:

1.      原料接收区:原料入立筒库的工艺。

2.      原料清理区:用于原料投料、清除大型杂质、清除磁性杂质。

3.      原料粉碎区:将粒度较大的物料粉碎成粉状。其中包括料仓的应用、流量控制、粉碎过程等。

4.      配料计量区:各原料(粉状)参与配料的自动控制过程。

5.      饲料混合区:模拟粉体物料的混合过程。其中生产过程的自动控制过程、与配料计量相匹配的工作原理。

6、饲料制粒区:模拟粉状饲料制成颗粒的工艺过程。其中包括粉料的调质、流量控制、成形、冷却干燥、分级等。

实验项目

原料接收工艺、原料清理工艺、原料粉碎及品质检验、配料系统及操作、混合原理及品质检验、制粒工艺设备及品质检验等

实验效果

将饲料加工各环节及整个过程真实呈现在实验中,通过对饲料加工工艺及设备的原理及操控的学习,使学生深刻理解了饲料加工的流程及原理,熟悉了仓储、加工、品质检验的操作和运用。

 

5

食品工厂设计综合实训

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

食品工厂设计

功能

按照专业教学的理论与实践有机结合的原则,以食品工厂的典型设计过程为主线,对每一设计步骤、设计环节以及综合设计技能进行强化训练。共分十一个部分内容。

实验项目

食品厂厂址选择综合实训、食品厂总平面布置综合实训、产品方案制定综合实训、产品工艺流程的确定综合实训、物料衡算综合实训、食品厂设备选型综合实训、食品厂劳动力定员与计算综合实训、食品厂生产车间工艺布置综合实训、食品厂管道(布置)设计综合实训、食品厂物流局部设计综合实训以及食品厂给排水系统设计综合实训。

实验效果

每个实训项目包括:基础知识、实训内容与步骤、实训操作标准及参考评分、考核要点及评分、常见问题分析、思考与练习题等,将食品工厂设计各环节及整个过程真实呈现在实验中,通过对食品工厂的典型设计过程的实训,使学生深刻理解了食品工厂的设计的流程及原理,熟悉了食品工厂设计的实际运用。

 

 

6

农产品加工粉尘爆炸监控仿真

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

谷物食品工艺学、食品工艺学、食品科学与工程实验、粮油食品概论、食品资源开发、油脂加工副产品综合利用、畜禽与水产品加工工艺学等

功能

在虚拟仿真实验操作界面上;

   设置农产品加工环境下的粉尘浓度;

   设置环境温度;

   设置火源;

   观察在上述某一情况组合下会粉尘爆炸

实验项目

粉尘爆炸监控仿真

实验效果

粉尘监控系统可模拟农产品加工过程中粉尘环境的形成过程及危害程度,并动态演示因设计失误,导致粉尘浓度超标后的爆炸场景,加深学生对农产品加工安全性的认识,掌握粉尘爆炸的防治技术。

 

7

啤酒发酵生产仿真系统

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

生物工程学

功能

啤酒生产仿真系统分为应知部分和应会部分。

应知部分包括工艺流程介绍、单元操作说明、检测原理、思考题。每部分操作都配有生动的动画帮助学生更加深入地了解啤酒生产工艺和操作。

应会部分是模拟真实生产设备的仿真操作系统,在生产车间所进行的操作大部分都可以在这里实现,如开车操作、物料参数分析、温度、压力、流量的监控等等。同时在操作中学生还可以通过与步骤操作相互交会的动画来了解罐内物料的动态,另外还会有与各个操作内容相关的知识点对学生进行考核,使学生充分掌握啤酒生产工艺的操作。

实验项目

糊化锅操作、糖化锅操作

过滤槽操作、煮沸锅操作、旋沉槽操作、发酵罐操作

实验效果

全面展示麦芽制造工艺流程、啤酒酿造工艺流程,将各环节及整个过程真实呈现在实验中,通过对啤酒生产仿真系统的学习,使学生深刻理解了啤酒生产工艺流程,熟悉了糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、旋沉槽、发酵罐等的操作和运用。

 

8

农产品加工生物工程设备素材库

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

名称

生物工程设备

功能

涉及生物工程辅助系统设备、生物反应器、生物反应器物料及处理产物分离纯化设备等。

素材库三维显示设备的内、外形,同时动态展示各设备的操作流程。

实验项目

生物反应器、发酵罐离心机除菌设备结晶罐、蒸馏罐操作

实验设备

软件

实验效果

全面展示生物工程设备辅助系统设备、生物反应器、生物反应器物料及处理产物分离纯化设备等。通过对生物工程设备素材库的学习,使学生深刻理解了生物工程设备,同时熟悉各个设备的工作原理和操作。

 

9

农产品加工生化分离工程素材库

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

生物工程下游技术

功能

涉及生化分离作设备和操作流程。

发酵液的预处理和菌体的回收、细胞的破碎与分离、离心分离、膜分离过程、纳米过滤技术、膜亲和过滤法、渗透蒸发、溶剂萃取、反胶束萃取、双水相萃取、超临界流体萃取法、液膜分离法、泡沫分离法、吸附与离子交换、色层分离法、电泳、结晶/成品干燥等。

动态展示生化分离操作流程。

实验项目

发酵液的预处理和菌体的回收、膜分离过程、超临界流体萃取法、吸附与离子交换、结晶、蒸馏操作

实验效果

全面展示生化分离设备以及操作流程。通过对生化分离工程备素材库的学习,使学生深刻理解了生化分离工程的设备,同时熟悉各个设备的工作原理和操作。

 

10

ChemCAD软件

实验专业

生、化、药与环境类等专业

课程名称

制药工程原理与设备、制药工艺设计

功能

CHEMCAD 是一个可用于稳态和非稳态过程的化工制药过程模拟软件包。利用 CHEMCAD,化学工程师可以进行工程设计、操作优化、技术改造和新工艺的开发,还可通过程模拟与分析,消除工艺和设备间的瓶颈,降低成本。

实验项目

制药工艺设计

实验效果

让学生了解实际的生产工艺设计,对每个单元操作有真正实际的认识,并能从整个工艺来掌握生产工艺,而不是停留在理论水平。并充分调动学生所有学过的专业知识解决实际生产问题,理顺学生课程知识体系。

 

11

仿真制药GMP车间设计  

实验专业

生、化、药与环境类等专业;

课程名称

制药GMP车间设计

功能

利用计算机设计各种剂型GMP车间图纸,设备选型、设备安装及工艺、空调净化、系统安装、送排风管道安装、逃生通道设计等。各种药物剂型车间的生产操作、流程、设备工作原理、洁净区域划分等。

实验项目

各种常规剂型GMP车间设计、特殊肿瘤药GMP车间设计、粉针剂GMP车间设计

实验效果

学生利能用该平台更直观地了解制药机械设备,深入了解药品GMP厂区设计的要求、基本构造、工作原理,为真正走向工作岗位设计符合GMP要求的厂房奠定基础。

 

12

粮油机械小型隔振器的机械振动仿真

实验专业

机电与信息类专业

课程名称

虚拟样机技术及其应用

功能

1.     对现有的某型隔振器进行扫频振动试验,并得到其隔振传递率曲线。

2.     对现有的某型隔振器进行定疲劳试验,并考察其隔振传递率的变化情况。

3.     使用SOLIDWORKS创建该隔振器的零件模型及装配体模型。

4.     将上述模型保存为STP格式的文件,并导入到DESIGMODLER中。

5.     DESIGNMODER中对模型进行简化。

6.     MECHANICAL中对隔振器进行谐响应分析,并得到在各种频率的激励下隔振器的隔振传递率曲线。

7.     MECHANICAL中对隔振器进行定频振动分析,并得到其应力数据。

8.     将上述应力数据导入到DESIGNLIFE中,进行疲劳分析,并考察期寿命。

9.     将步骤6和步骤8的结果与步骤1和步骤2的结果进行对比,从而考察仿真的正确性。

10. 基于第9步的考察结果,对仿真模型进行进一步修正。

实验项目

小型隔振器的机械振动仿真

实验效果

在对某型隔振器进行扫频振动和疲劳试验的基础上,学会用SOLIDWORKS创建实际产品的三维模型,并学会如何使用ANSYS进行模型的简化操作和机械振动的仿真,并熟悉如何结合ANSYSDESIGNLIFE进行疲劳分析,从而比较全面的学会如何对实际结构进行动力学分析的方法。

 

13

化工原理实验仿真

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

化工原理实验

功能

仿真软件包括5个方面的内容:

1)基本原理

借助FLASH动画,让学生了解以下内容:①流体在管路中的流动路线;②管路中主要管件、阀门、仪表的名称及安装;③实验基本操作方法及要测量的主要参数等。

2)装置认识

仿真界面上会出现整个实验的流程图,要求学生就能正确地将主要管件、阀门和仪表等的“名称卡片”拖向图中对应的位置,如果操作正确,就能进入仪器操作仿真界面。

3)实验操作

在该仿真界面上,学生可以借助帮助提示进行仿真操作。

4)数据处理

在仿真界面上可以看到仿真实验操作中所获得的实验数据的汇总,根据该界面提示的数据处理方法,要求学生将数据抄回,课后或绘出相应关系曲线,或计算出有关参数。

5)自测训练

在该界面上会出现与该实验相关的10道测验题(选择题),学生完成提交后,界面上会自动给出测验成绩。

实验项目

流体流动阻力实验、离心泵性能实验、流量计校正实验、过滤实验、传热实验、吸收实验、精馏实验、干燥实验

实验效果

运用多媒体预习软件,能加深学生对实验原理的理解,通过反复播放可使学生掌握实验步骤,为实际操作做好充分准备。加上预习多媒体软件中的主要的设备和管道采用了动画,真实感较强,动感的界面使知识性和趣味性相统一,提高了学生的学习积极性,达到了较好的辅助实验教学的目的。

经过多媒体仿真预习之后,对于一些步骤简单的实验,学生基本可以自己动手操作,提高了学生分析问题和解决问题的能力。

 

检测与分析模块

1

电子舌味觉分析仿真系统

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

电子舌的发展历程及历史、饮料产品的测定、调味品的测定、电子舌在食品开发中的应用等

功能

此台味觉分析系统(电子舌)是国内从日本引进的第一台基于人工脂膜技术的味觉分析系统,价值138万,整套系统由三部分组成,包括测试系统、服务器管理系统和数据分析系统。

测试系统是电子舌的关键部件,该系统采用了人工脂膜传感器技术,该技术同人的舌头味觉细胞工作原理相类似,人工脂膜传感器由多个含有类脂膜的电极构成,类脂膜被安装在塑料管上,塞子上装有Ag/AgCl参比电极。呈味物质使类脂膜的电位发生变化,输出反映其味道性质和强度的电信号,然后,通过数字电压表转化为数字信号送入计算机进行处理。可以直观数字化地表现食品或药品等物质中酸、甜、苦、咸、鲜、涩及各种回味(苦味回味、涩味回味、鲜味丰富性)等味觉指标。是一台真正同人的味觉感官评价相吻合的味觉分析系统。

服务器管理系统的主要作用是编辑测试程序并存储测试系统测试的各类数据,永久保存。

数据分析系统通过丰富的图形展示结果,充分显示样品的味觉感官特性,如雷达图,二维图,三维图等高曲线图等八种图形,我们可以根据实验目的选择适当的图形表达,便于使测试结果通过最易于理解的方式表达出来。除此之外,数据分析系统还能进行两项多变量分析,分别是多元回归分析和主成分分析。

实验项目

   食品或药品等样品的苦味、涩味、酸味、咸味、鲜味、甜味等基本味觉感官指标,还可以分析苦的回味、涩的回味和鲜的回味(丰富度)等参数。

实验效果

 

电子舌味觉仿真实验系统,能直接分析样品的酸、甜、苦、咸、鲜、涩及各种回味的味觉指标,使用图形展示结果,仿真样品的味觉感官特性,同时该系统具有数据库服务器功能,通过数据库服务器,可以一台主机控制多台分析仪器,也可以通过因特网或局域网进行远程数据库访问和进行结果分析等。

 

2

农产品加工生物化学仿真实验

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

名称

生物化学实验

功能

该仿真实验将生物化学方向主要大型实验项目在短时间内形象地展示给学生,让学生了解实验过程。

实验项目

细胞技术、PCR技术、电泳与分离、层析技术、免疫标记技术

实验效果

通过实验教学的实施,学生初步了解了高级生物化学操作技术,为今后在工作岗位从事相关工作奠定了基础。学生学习后反映,内容形象、讲解细致、操作规范,学习后印象深刻。

 

3

农产品加工遗传学仿真实验

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

遗传学实验

功能

该仿真实验将主要大型实验项目在短时间内形象地展示给学生

让学生了解实验过程。

实验项目

PCR技术、电泳与分离、染色体标本制备

染色体分析

实验效果

通过实验教学的实施,学生初步了解了遗传学操作技术,为今后在工作岗位从事相关工作奠定了基础。学生学习后反映,内容形象、讲解细致、操作规范,学习后印象深刻。

 

4

农产品加工细胞生物学仿真实验

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

细胞生物学实验

功能

该仿真实验将主要细胞生物学实验项目在短时间内形象地展示给学生,让学生了解实验过程。

实验项目

流式细胞技术、免疫标记技术

实验设备

软件

实验效果

通过实验教学的实施,学生初步了解了细胞生物学操作技术。为今后在工作岗位从事相关工作奠定了基础。学生学习后反映,内容形象、讲解细致、操作规范,学习后印象深刻。

 

5

农产品加工免疫学仿真实验

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类、健康与护理类等专业

课程名称

免疫学实验

功能

该仿真实验将主要免疫学大型实验项目在短时间内形象地展示给学生,让学生了解实验过程。

实验项目

免疫标记技术

实验效果

通过实验教学的实施,学生初步了解了免疫学操作技术,为今后在工作岗位从事相关工作奠定了基础。学生学习后反映,内容形象、讲解细致、操作规范,学习后印象深刻。

 

, 6

中药虚拟标本馆

实验专业

生、化、药与环境类、健康与护理类等专业

课程名称

中药认知实验课

功能

中药的产地:标明动物植物的发现地,分布区、气候、采收加工、濒危程度等。

中药性状:能从各个角度观察中药原植物,生药材,有植物的详细介绍包括中文名、拉丁名、别名、所在科属、植物特征、药用部位及功效等。

中药鉴定:生药、饮片外观特征介绍,显微下观察各种药材粉末的特征性物质,包括贵重药材、易混淆药材等。理化性质鉴别、生物鉴定法。

中药标本制作:中药标本的制作过程,包括蜡叶标本、浸制标本,三位立体观察

 

实验项目

中药材产区、中药材性状认知、中药材鉴定、中药标本制作

实验效果

直观地了解和掌握所学药材外观特征、药用部位、显微鉴别,使学生对中药的学习增加了感性化的认识,加深了对药物知识的理解与记忆,巩固了课堂讲授的理性知识。避免了传统的中药标本易变质、虫蛀等问题。

 

7

药物计算机虚拟筛选  

实验专业

生、化、药与环境类、健康与护理类等专业

课程名称

新药设计

功能

利用计算化学基本原理,通过模拟药物与受体生物大分子的相互作用或通过分析已知药物结构与活性内在关系,合理设计新型结构先导化合物的药物设计。

实验项目

中药材产区、中药材性状认知、中药材鉴定、中药标本制作

实验效果

学生能更直观的了解新药设计与开发的过程,观察受体生物大分子蛋白质、核酸等的三维结构,用理论计算和分子模拟方法建立小分子-受体复合物的三维结构,预测小分子-受体的相互作用,并在此基础上设计与受体结合的新分子。

与随机筛选相比,虚拟筛选可以成百上千倍地提高筛选效率。在几十到上百万个分子中,发现有潜在活性的化合物,集中目标,大大降低实验筛选化合物数量,缩短研究周期,节约研究成本。

 

8

心血管药理实验模拟软件

实验专业

生、化、药与环境类、健康与护理类等专业

课程名称

药理学试验

功能

1)系统能够模拟给药,观察药物对实验动物的影响,包括对清醒状态下的动物和麻醉状态下的动物的影响。主要观察的指标是实验动物的心率和血压。能用比较明显的线条、图表反映这两项指标的变化,并能打印出来。

2)系统需设计开发出10种及以上的激动剂模拟给药,观察给药后激动剂对实验动物心血管的影响,主要是心率和血压的变化,能够较为明显清晰的显示出变化。需开发出12种及以上的拮抗剂模拟给药,观察给药后拮抗剂对实验动物心血管的影响,主要是心率和血压的变化,能够较为明显清晰的显示出变化。

3)能够有较强的项目管理功能:要有程序框架的构建以及预留接口的规划,不同用户的系统登陆设置,在操作过程中给予指示性提示。

4)能够有良好的系统兼容性,操作系统:Windows 2000/2005/XP/7 32位。

实验项目

心血管药理实验

实验效果

模拟给药,观察药物对实验动物的影响。使学生深刻理解心血管药物的作用,避免了复杂的操作和购买昂贵的仪器,节约和尊重了动物。

 

9

药代动力学虚拟实验室软件

实验专业

生、化、药与环境类、健康与护理类等专业

课程名称

药理学试验

功能

1)系统能够模拟药物进入体内的吸收、分布、代谢、排泄等过程。应能分析药物药代动力学特征。

2)应能确定药物作用的靶点、靶活性及毒性。

3)能够有较强的项目管理功能:要有程序框架的构建以及预留接口的规划,不同用户的系统登陆设置,在操作过程中给予指示性提示。

实验项目

药物代谢动力学实验

实验效果

将药物进入机体的整个过程真实呈现在实验中,并能计算药代动力学参数。使学生深刻理解药代动力学的概念和重要参数的意义,节约和尊重了动物。

 

储藏与贸易模块

1

粮食储藏仿真实验

实验专业

食品与动物营养类;生、化、药与环境类等专业

课程名称

谷物食品工艺学、食品工艺学、食品科学与工程实验、粮油食品概论、食品资源开发、油脂加工副产品综合利用、畜禽与水产品加工工艺学

功能

根据害虫种类和不同粮温,输入毒气浓度和密闭时间,通过模拟仿真得到磷化氢熏蒸杀虫的结果。

实验项目

磷化氢环流熏蒸杀虫实验

实验效果

通过虚拟仿真实验,使学生掌握:当各种条件组合得当时,可彻底杀灭害虫,否则,杀虫不彻底,导致熏蒸作业失败。

 

2

农产品物流管理仿真实验

实验专业

全校各专业(艺术、医护、外语类除外)

课程名称

仓储管理,物流自动化,供应链管理

功能

该仿真实验分为六个工作区实现仿真现代农产品物流管理系统,各工作区具体功能如下:

1、收货理货区:用于接货、卸货、扫码、码盘、入库前暂存,同时该区域承担了对货物的整理分类功能,按照需求向库区送货。

2、发货理货区:用于发货理货、集货暂存、出货检验。当发货订单来到系统后,系统根据订单情况调用仓库资源进行货物分配;经过电子标签仓库配好的货品、或者直接出库的货品会先送到发货理货区进行发货前确认,然后通过手持终端进行校验,最后完成货物出库外发。

3、托盘货架区:存放整件托盘货物的区域,属于人工管理仓库,需要用*车取放货品。

4、电子拣选区:存放零散小件货品,可以根据订单进行拣选配货。

5、运输模拟区:模拟运输过程,让学生了解运输业务的各种运作模式及信息传递过程,包括整车运输、零担运输、快递等模式,进一步掌握接单、取货、集货、发运、到达、派送、签收、返单、计算、统计等一系列操作技能。

6、未来超市模拟区、模拟超市运作,改超市通过物流中心进行配货,在超市模拟区可以完成收货、入库、销售和出库的整体运作。

实验项目

仓储管理、运输线路规划、供应链管理、生产物流管理系统等

实验效果

通过对现代农产品物流管理系统及先进的配套物流技术设备的学习,使学生深刻理解了物流职业工作流程,熟悉了仓储、分拣、运输等物流环节的的操作和运用。

 

3

农产品贸易实训系统

实验专业

经济与管理类专业

课程名称

期货投资学、证券投资学等

功能

1、全球金融投资分析平台

提供全球至少60个国家或地区的主要指数和至少10000种全球投资商品信息,并提供亚太主要国家的所有指数和行情;支持汉语、英语;可提供以分析为主的自定义画面;

2、多画面支持

为了配合经管院实验中心硬件大屏设备,软件支持多画面显示。

3、投资组合和风险管理系统

从投资组合构建、业绩评估到风险监控、财务报告等方面的全方位投资管理系统,可自行或自动构建投资组合;可跨市场、跨品种、跨区域构建指数化证券投资基金;可自由组合最适合的指数基金;基于CAPM模型,生成最优化投资组合模型;提供统计分析;

4、股指期货投资分析功能

包括套利、对冲、套期保值和不可套利空间等强大的分析功能。用户可自由设定筹融资费用及交易费用,并由系统生成不可套利区间;指示指数和期货套利时机,并自动计算出可无风险交易的合约数;

5、中金所高速数据行情平台

中国金融期货交易所发布的深度行情系统, 提供五档买卖盘挂单信息、委买委卖加权均价和总量信息、逐笔成交交易明细和深度揭示买卖队列等功能;同时沪深LV2行情可根据客户需求提供。能提供深沪两市交易所数据使用授权文件。

6MVX Excel格式导出

可设定筛选条件并导出全球金融实时数据;可通过设定基准,日期,导出任意个股、指数、债券、期货、外汇等产品深度信息;

7、可无限叠加的图标编辑器

实现任意全球指数与各国股票、期货、期权、债券、外汇等投资品种市场走势图表的同图水平叠加,更可实现对图表的自定义四则组合运算,生成符合用户需求的复合型指数图表。

8、用户定义投资信息系统

个性设置,可根据个人使用习惯和工作需要,可将包括指数行情、经济指标、研究报告、财务指标、新闻资讯在内的任意功能界面进行自由搭配,组合成为量身定做的分析画面,全面提升投资分析效率。

实验项目

证券投资分析,期货投资分析,金融工程等

实验效果

将证券投资、期货交易的时间操作真实呈现在实验室,让学生对交易和操作流程有了清晰认识。

 

4

农产品加工成本核算系统

实验专业

经济与管理类专业

课程名称

会计学原理、财务管理、成本会计、电子报税等

功能

包含13个实训软件,B/S结构,可分13个实训项目进行模拟操作,基本涵盖了会计学专业重要专业课程的模拟实验操作。

实验项目

出纳实务、基础会计实训、成本会计实训、税务会计实训、电子报税模拟、会计实训、银行会计实训、外贸会计实训、财务管理实训、财务分析实训、管理会计实训、财会分岗实训、会计综合实习

实验效果

学生通过操作该软件,对企业基本信息,记账凭证,明细账,总账,科目汇总表,报表整个会计实训流程有了清晰认识,提高了实践动手能力。