2021
01/12
戴尔携手武汉科技大学构建基于新工科思维的智能智造仿真平台
在新一轮科技革命和产业变革的影响下,我国朝着智能制造转型发展,制造业从自动化向智能化转型成为必然趋势,人工智能已进入与产业深度融合发展的新阶段,新工科建设也成为我国工程教育改革的重要体现。作为计算机仿真技术重要发展方向的 VR/AR 技术正符合“新工科”的概念。
对于高校而言,想要适应智能化发展,就要在新工科思维的指导下,开展 VR/AR+AI 的教学与研究工作。特别是面向制造行业。充分利用高校的教学与科研力量,一方面进行 VR/AR 技术的研究,另一方面实现技术与教学的结合、技术成果的转化。而智能制造离不开工程人才的支撑。
武汉科技大学作为湖北省重点高校,在 VR/AR、Al 领域具有丰富的研究经验和教学基础,基于国家战略发展,国际竞争局势以及人才培养内在规律,武汉科技大学与戴尔强强联合,建立了冶金工业过程国家级虚拟仿真教学示范中心。
武汉科技大学是湖北省“双一 流”建设高校,入选国家“中西部高校基础能力建设工程”。办学历史溯源于1898年清末湖广总督张之洞奏请清朝政府批准成立的工艺学堂,是历史悠久、文化底蕴深厚的百年学府,1999年正式更名为武汉科技大学。
学校学科门类齐全、特色鲜明,构建了以工为主、理工结合,各学科协调发展的综合性大学学科体系。学校的学科实力强劲,在全国第四轮学科评估中,武汉科技大学11个学科位居湖北省居高校第一;材料科学与工程、冶金与矿业工程、机械工程等3个学科入选湖北省国“内一流学科”建设学科;材料科学、工程学、化学等3个学科进入 ESI 全球排名前 1%。
“武汉科技大学始终秉持“厚德博学、崇实去浮”的校训精神,积极培养学生“坚韧不拔、勇承重载、崇实求精、表里如一”的钢铁品质,大力弘扬“向上向美、力行力新”的文化,主动履行人才培养、科学研究、社会服务、文化传承创新、国际交流与合作的职责,不断增强综合实力和核心竞争力,为创建国内高水平教学研究型大学而不懈奋斗。”
一一武汉科技大学项目组刘星老师
站在新时代新的历史起点上,武汉科技大学坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神为指导,全面贯彻党的教育方针,牢牢把握立德树人的根本任务,为国家智能化发展输送高素质人才。
这次武汉科技大学与戴尔的合作项目以现有的研究和教学工作为基础,面向冶金工业过程,开展 VR/AR, Al 技术的研究,开展智能制造仿真平台的建设工作,并将之作为教学平台应用到教学当中;同时,以仿真平台为基础,开展示范性案例的设计与开发,进而实现基于“AR/VR +AI”融合为基础、示范性案例为代表的教研一体化仿真平台,依托国家级示范中心实现成果的辐射。
武汉科技大学的冶金工业过程国家级虚拟仿真实验教学中心坚持“以本为本”、遵循“四个回归”,发挥虚拟仿真实验教学在本科实验教学中的特殊作用,不断推进虚拟仿真实验教学建设与创新,积极进行虚拟仿真资源开发与共享,促进虚拟仿真中心信息化与虚拟仿真实验教学项目建设。
学校将现代信息技术融入实验教学项目,拓展实验教学内容广度和深度,延伸实验教学时间和空间,提升实验教学质量和水平,不断完善“冶金工业过程虚拟仿真实验教学平台”的建设。
以此为基础,学校还开展了线上线下结合、真实虚拟结合、课内课外结合的实验实践教学;建立大学生创新实践基地,探索以大学生课外科技活动为支撑、以学科竞赛引导、课堂内外结合的大学生实践创新能力培养机制;以实验教学改革和实验室建设为目标,积极进行虚拟仿真实验教学资源建设,开展优质教学资源整合共享,提升实验实践教学水平和创新人才培养质量;积极开展实验教学课程体系改革、营理模式和机制改革(包括政策、制度与措施)、研究与开发创新性实验项目、建设优秀实验教学团队、改善实验室条件与环境、加强信息化和网络教学资源建设等方面的工作;以“学研教产结合”为导向开展校企合作共建,面向社会需要开展双方共同参与的实验资源建设,共建联合实验室、实训基地。
本项目帮助示范中心更新和升级了相关的虚拟仿真项目。对教师来说,进一步加深了对 AR/VR +AI 的深层理解,实现了新工科思维的洗礼。对学生来说,能够更好利用虚拟仿真项目完成实践,加深学习效果。
戴尔在计算机领域具有深厚的积累,有着良好的创新能力,设计了高度可行的教育领域服务方案,服务和支持的晌应速度快。武大在 AR/ VR+AI 的项目和平台建设过程中,需要提供强大的算力支持、灵活服务方案、快速的技术响应速度。戴尔能够满足所有上述要求。
在与戴尔的合作项目中,项目主且更新和升级了示范中心的虚拟仿真项目。
戴尔在项目建设过程中,是项目建设中重要的合作者,为项目顺利开展提供了基础的硬件支持,并协助项目解决了核心软件的部署问题,协助给出了运行时负载均衡的参考解决方案。
在项目进行过程中,戴尔协助解决了两个问题:
一、核心软件的部署。由于 AR/VR+AI 的数据量大、核心软件规模大,需要的算力强,因此在部署上会存在着一些协调性问题。戴尔协助解决了在戴尔服务器上的部署,提高了服务性能。
二、运行时负载均衡。由于服务的用户数众多,要能够将众多的服务均衡的加载到不同的服务器上。戴尔协助提出了为数众多的服务在运行时的动态负载均衡解决方案,为最终解决这一问题提供了有力的支持。
本项目的建设,充分体现了“新工科”的综合交叉思维,以企业的技术业务流程整合教学资源,以企业岗位技术要求开发实验教学项目,形成完善的虚拟仿真实验教学资源体系。以”时间、空间、资源”三维共享为目标,建设虚拟仿真实验教学平台,服务于新时代要求下的复合型创新人才的培养,充分利用学校在钢铁冶金领域的深厚积累, 将 AR/VR+AI 与钢铁冶金等行业领域的教学结合起来,通过校企合作来达成基于“新工科”的学科建设探索,实现高效的平台建设,推动实验实践环节的改革和创新。
“在未来,项目组将进一步依托平台,一方面扩展虚拟仿真项目的涉及领域,覆盖更多的学科,另一方面将对既有的虚拟仿真项目进行深度挖掘,加深与Al和大数据的结合,实现虚拟仿真项目的持续改进。”
一一武汉科技大学项目组刘星老师
武汉科技大学项目组交IJ星老师提出:
学校将以智能制造工厂为基础,结合智能制造专业群建设;以大学生创新精神和实践能力培养为核心,汇聚校内外要素资源,深化校企合作,推进产业与教学的紧密结合、深度融合,打造具有良好示范作用和带动效应的实践育人基地;建立智能制造实践基地群与智能制造专业群的联动;引入智能制造企业的实际问题和案例,建立一个比较完整的实践课程体系;建成一个新工科智能制造人才培养实践创新平台。
校企双方还将发挥各自优势,通过多种形式开展全面合作,共同构建产学研联盟的创新体系,建立产学研长期合作关系,形成专业、产业相互促进共同发展,努力实现“校企合作、产学共赢”。
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