欧倍尔3d化工实训虚拟仿真软件：赋能化工仿真数字化实训教学

发布时间:

2026-07-17

2013年，北京欧倍尔自主研发的国内首套“3D化工原理虚拟仿真软件”正式上线，开创了国产3D化工虚拟实训的新纪元。彼时的3D化工实训软件以精馏塔、换热器、反应釜等单元设备的三维建模与动态过程模拟为核心，解决了传统化工实训中设备内部不可见、操作不可逆的教学痛点。十三年间，北京欧倍尔3D化工实训虚拟仿真软件经历了从单机版到B/S架构、从单元操作到全流程贯通、从视觉仿真到机理建模的持续迭代。

发展至今，该软件在线使用人数已突破十万人次，与天津大学联合申报的虚拟仿真实验教学项目成功获批虚拟仿真实验教学一流课程（教育部认定），入驻“实验空间”国家共享服务平台。技术的进化不仅体现在用户规模的扩大上，更反映在软件架构的深度重构——从早期的3D漫游加知识讲解模式，发展为“3D虚拟现场站+DCS中控室+智能评分系统”三位一体的集成化实训平台，为化工类专业提供了“所见即所得、所练即所学”的沉浸式学习体验。

3D现场站与DCS中控的双向联动机制

北京欧倍尔3D化工实训虚拟仿真软件的核心架构是“3D虚拟现场站+DCS中控室”的双场景联动模式。3D虚拟现场站以实际工厂布局为基准进行1:1高精度建模，学员可以在三维场景中自由漫游、旋转缩放观察设备内部结构，完成现场阀门操作、设备启停、物料切换等外操任务。DCS中控室则模仿真实集散控制系统的操作界面，包括总貌图、控制组、趋势组、报警和仪表细目等核心画面，支持工艺参数的集中监控与远程调控。

3D现场站与DCS中控室共用同一个实时数据库，基于传热、传质、动量传递和化学反应动力学等基本原理建立数学机理模型。当学员在中控室调节精馏塔的回流比时，三维现场站中的塔顶冷凝器流量和塔釜液位会在数秒内同步变化；当学员在现场操作中开启旁路阀门，DCS流程画面中的流量显示和趋势曲线也会实时响应。这种“软硬结合、虚实联动”的实训模式，使学生不仅掌握了单项操作技能，更建立起从局部操作到系统控制的全局工程思维。软件支持冷态开车、正常操作、正常停车和典型事故处理的全工况培训，并提供演示、练习、考核三种教学模式切换。

竞赛级实训标准与智能化评分体系

北京欧倍尔3D化工实训虚拟仿真软件已在多项全国性和行业级竞赛中承担核心考核平台角色。化工单元实训装置3D仿真软件以天津大学教学实训设备为基础进行仿真开发，涵盖流体输送综合实训、传热过程综合实训、间歇反应实训、精馏实训、吸收与解吸实训等核心单元，学生可真实模拟实训设备的操作过程及反应过程。软件支持萃取塔实验中改变塔高、塔径、筛板振幅等参数，实现了实体装置无法开展的实验内容。

软件内置的智能评分系统对学生每一步操作进行实时评定——不仅仅是操作步骤的对错判断，还包括工艺参数的稳定精度、操作时序的合理性、安全规范的遵守程度等多维度评价指标。评分设置有严格的顺序逻辑，确保学员按照正确的操作规程执行任务。教师站管理系统支持培训模式设置、授权管理、组织考试和成绩统计导出，教师可查看全班学情分析报表，实现“教—学—练—考”全链条闭环管理。此外，软件知识点系统通过文字、图片、flash、视频等形式对工艺流程、安全知识、重要设备等进行详细讲解，学员可通过右键点击设备查看对应知识点，也可通过知识点UI系统性地浏览全部教学内容。

从单机实训到产教融合平台的未来展望

当前，北京欧倍尔3D化工实训虚拟仿真软件已构建起覆盖精馏塔单元、加热炉单元、离心泵单元、流化床单元、换热器单元、吸收解吸单元、间歇反应釜单元、固定床反应器单元等十类核心化工单元的完整实训矩阵。软件配备奔跑和飞行模式，在飞行模式下学员可从高处查看整个厂区布局，更有利于理解工艺流程的整体逻辑。

面向未来，北京欧倍尔正将AI技术与3D化工实训深度融合。化工AI实训智能辅助系统内置知识图谱，学员可通过语音直接向AI提问，AI即刻关联实时报警数据与历史趋势曲线给出操作建议。时序预测大模型能够提前预测精馏塔塔釜温度、反应器压力等工艺参数的异常波动趋势，将安全防范从“事后处置”转向“事前预警”。从2013年首套3D化工原理虚拟仿真软件的上线，到今天AI智能辅助实训体系的构建，北京欧倍尔3D化工实训虚拟仿真软件以持续迭代的技术实力，为中国化工教育从“动手做”到“智慧学”的转型升级提供了坚实的技术底座。