裝配式建筑虛擬仿真系統(tǒng)結(jié)合國內(nèi)知名的裝配式建筑企業(yè)用人要求和真實項目案例開發(fā)學生可通過電腦像游戲一樣操作，了解裝配式建筑從設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、施工、管理等裝配式建筑全過程。系統(tǒng)通過3D技術(shù)開發(fā)，案例真實、知識點豐富本軟件根據(jù)《多高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點構(gòu)造詳圖》（16G519）、《鋼板剪力墻技術(shù)規(guī)程》（JGJT 380-2015）、《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 99-2015）、《焊縫符號表示法》（GBT 324-2008）、《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB 50661-2011）、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50017-2017）等規(guī)范并結(jié)合裝配式建筑行業(yè)用人要求進行設(shè)計，本軟件包括門式鋼架施工和鋼框架結(jié)構(gòu)施工兩種類型的工程施工。

一、BIM施工安全具體建設(shè)內(nèi)容

系統(tǒng)專業(yè)內(nèi)容框架-表1

二、施工方案

1.施工方案模塊包括采用Unity 3D三維引擎或與其等同的虛擬仿真引擎實現(xiàn)全交互式場景教學。

施工方案分類

模塊分為三大類九小類，其中包括腳手架工程、混凝土結(jié)構(gòu)工程、基坑支護。腳手架工程分有落地腳手架、懸挑腳手架；混凝土結(jié)構(gòu)工程分有梁模板扣件式、板模板扣件式、柱模板、墻模板支撐不等間距；基坑支護分有放坡開挖方案、土釘、錨桿支護方案、懸臂支護方案。

三、方案材料（落地腳手架為例）

方案編制-倉庫-施工動畫-系統(tǒng)設(shè)置-退出

落地腳手架截圖

倉庫內(nèi)存在項目所需材料的展示，點擊材料模型可查看材料的詳細相關(guān)信息。

落地腳手架方案倉庫截圖

施工動畫是以動畫的形式展現(xiàn)施工流程以及動態(tài)效果，方便學習者更好理解項目的基本操作信息。

落地腳手架方案施工動畫截圖

系統(tǒng)設(shè)置包含了對圖像，音頻以及新手指導(dǎo)設(shè)置的操作。

落地腳手架方案系統(tǒng)設(shè)置截圖

點擊提出，可推出該項目方案頁面，回到施工方案頁面。

四、方案結(jié)構(gòu)

進入方案編制建立要編制的項目，按標準填寫相關(guān)方案信息后，開始進行項目操作，建立模型，更改建立相關(guān)參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)將自動根據(jù)操作記錄計算相關(guān)的數(shù)據(jù)并且進行保存。

落地腳手架方案方案編制截圖一

建立方案之后按照操作提示進行操作，選擇相關(guān)的工具并且更改相應(yīng)的參數(shù)。頁面右下角會實時顯示相應(yīng)參數(shù)的狀態(tài)，下方為左視圖、復(fù)原、右視圖的操作按鈕，右下方為場景切換、快速審核、設(shè)計計算、施工方案功能按鈕。

落地腳手架方案方案編制截圖二

五、數(shù)據(jù)導(dǎo)出

點擊設(shè)計計算、施工方案功能按鈕系統(tǒng)將會自動計算并且生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)方案文檔。整體操作方便簡介，可視性強，通過操作該軟件，可直觀的了解并理解整套方案工程的情況，提高使用者對工程方案的構(gòu)筑水平，學會土木工程方案建設(shè)的基本要求、基本技能和土木工方案的標準、方法、具體步驟和檢測結(jié)果計算與評定。

一、微實驗具體建設(shè)內(nèi)容

系統(tǒng)專業(yè)內(nèi)容框架-表1

二、材料認知

材料認知模塊涵蓋建筑市場各種主流建筑材料，十五個分類模塊定位清晰準確。

每個分類子模塊中著重介紹實際施工過程中用到的常見材料，分別從基本知識、性質(zhì)、應(yīng)用三個方面介紹每個建筑材料的特點，每個材料分頁還配置最新國家規(guī)范和行業(yè)規(guī)范，以備學生查詢認知。所有建筑材料均以3D仿真模型進行展示，可進行自由旋轉(zhuǎn)觀看，深一步了解各種材料的表觀特點。

三、實驗中心

1、實驗操作（鋼筋拉伸試驗為例）

填寫委托單-鋼筋截面測量-記錄數(shù)據(jù)-拉伸操作-數(shù)據(jù)記錄

鋼筋截面尺測量截圖

2、實驗報告

分為真實檢測報告和教學實驗報告。

低碳鋼材料拉伸試驗報告

熱軋帶肋鋼筋檢測報告

3、實驗樣品

包含三維模型、簡介、技術(shù)參數(shù)。

實驗材料展示功能

4、實驗設(shè)備

包含簡介、三維模型展示、技術(shù)參數(shù)、配套設(shè)備、基本模式；可以了解設(shè)備基本信息、外觀組成部分、基本操作等

四、課后練習

練習模塊提供三種模式進行練習：隨機、章節(jié)和錯題復(fù)習。練習錯誤有針對性的錯題解析，練習結(jié)束系統(tǒng)可自行判分。

隨機組題會根據(jù)設(shè)置的試題標準從試題庫中抽取試題，通過反復(fù)進行試題練習強化理論知識掌握程度。

章節(jié)組題可以按章節(jié)進行理論試題練習。

所有課后練習中打錯的試題都會進入錯題復(fù)習子模塊中，通過此模塊可以查看錯題解析，同時可以對錯題進行統(tǒng)一練習，查漏補缺，不斷提高知識掌握程度。

五、實訓中心

實訓中心采用“模擬實驗室的崗位模塊化”的實訓模式，模擬實驗室各崗位，包括輸入委托單-見證取樣-試驗操作-填寫原始記錄-數(shù)據(jù)計算-質(zhì)量評定-出具報告單-審核。通過實訓，使學生鞏固所學的理論知識，提高學生對工程材料質(zhì)量檢測水平，學會土木工程材料性能檢測的抽樣取樣、基本要求、基本技能和土木工程材料檢測的標準、方法、具體步驟和檢測結(jié)果計算與評定，以及檢測所使用的儀器設(shè)備等檢測技術(shù)知識。

路橋企業(yè)不同于一般的生產(chǎn)制造型企業(yè)，產(chǎn)品及生產(chǎn)過程有其特殊性—造價高、投資大、施工工藝復(fù)雜、施工難度大、技術(shù)含量高、質(zhì)量要求高、施工周期長、戶外作業(yè)環(huán)境復(fù)雜不可控因素多，這使的在教學過程中必須通過實習和實訓。才能使學生將所學知識和技能掌握。缺少必要的實訓軟件和仿真實訓平臺，將嚴嚴重影響教學質(zhì)量和學生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)。
道路橋梁VR實訓系統(tǒng)利用虛擬現(xiàn)實支術(shù)不僅可以進行視覺方面仿真，還可以進行同步施工操作，將其沉浸性、交互性、自主性、多感知性等特性融入入教學過程中，以實訓為依托，基于“互聯(lián)網(wǎng)+-的手段實現(xiàn)教學模式創(chuàng)新、教學方法創(chuàng)新、教學內(nèi)容與實際同步。使學生能更好地掌握所學專業(yè)內(nèi)容。

預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)仿真實訓系統(tǒng)、裝配式建筑構(gòu)件識讀與工法構(gòu)造三維仿真教學軟件

混凝土建筑裝配式施工仿真實訓系統(tǒng)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)與加工仿真實訓系統(tǒng)、裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程施工仿真實訓系統(tǒng)、裝配式裝飾裝修仿真實訓系統(tǒng)

其他建筑工程仿真實訓系統(tǒng)

建筑工程全過程模擬仿真實訓軟件以一套真實的圖紙為藍本，以建筑物施工流程為主線，施工工藝為內(nèi)容，通過虛擬三維技術(shù)，對整個建筑工程全過程進行模擬仿真展示。通過打破傳統(tǒng)的學科理論體系，以學生為中心，基于實際工程項目全過程，通過虛擬仿真技術(shù)模擬實際工程案例，搭建學生工程整體性學習實訓的虛擬現(xiàn)實場景。同時，通過工程建造與實施過程中各崗位角色和任務(wù)的設(shè)置，讓學生了解并實踐施工過程中各個角色的工作內(nèi)容，確保學生在掌握整個工程項目進程的基礎(chǔ)上，具備工程建設(shè)全過程的綜合能力。

2.軟件架構(gòu)

軟件整體按照工程建造的過程分為“施工前準備”“施工進行中”“竣工驗收”三大階段，通過崗位工種的預(yù)設(shè)，實現(xiàn)師生自主選擇，多角色扮演，掌握施工過程中各個角色的工作內(nèi)容。從施工準備開始到項目竣工，全面模擬真實工程建造全過程。

(1)施工前準備

項目施工前，需先了解施工前的一些準備工作。系統(tǒng)通過與npc對話接受任務(wù)并處理任務(wù)，完成任務(wù)后繼續(xù)接受任務(wù)，從任務(wù)中了解施工前準備的內(nèi)容，通過自身體驗，熟悉整個過程，增強自身的記憶。

施工前準備包含以下內(nèi)容：

1、招投標模擬實訓。

2、施工準備有關(guān)的模塊進行仿真模擬。

（1）技術(shù)準備仿真模擬

（2）施工現(xiàn)場準備仿真模擬

（3）物資準備仿真模擬

（4）施工隊伍淮備仿真模擬

（5）下達作業(yè)計劃或施工任務(wù)書仿真模擬

3、申請開工報告仿真模擬

(2)施工進行中

按照工程建造流程，施工過程依次為地基工程、主體工程、屋面工程、裝飾工程，操作時分施工員、安全員、質(zhì)檢員、資料員、材料員五大員角色，讓操作者分角色體驗學習具體的操作項。當任務(wù)開始時，系統(tǒng)操作分兩種模式進行，一、進入前選擇固定角色，進入任務(wù)后就只操作此角色需操作的部分，其他角色的工作都已動畫的形式帶過；二、進入時不帶角色，通過與五大員導(dǎo)師對話接受任務(wù)并處理任務(wù)，一個導(dǎo)師的任務(wù)完成后，系統(tǒng)會提示點擊下一個導(dǎo)師接受任務(wù)，通過接受導(dǎo)師的任務(wù)使自己變換不同的角色，整個任務(wù)通過五大員角色整合到一起。

(3)竣工驗收

項目竣工后，需了解竣工后的一些驗收工作。系統(tǒng)通過與npc對話接受任務(wù)并處理任務(wù)，完成任務(wù)后繼續(xù)接受任務(wù)，從任務(wù)中了解竣工后驗收的內(nèi)容，通過自身體驗，熟悉整個過程，增強自身的記憶。

竣工驗收包含以下內(nèi)容：

1、工程竣工預(yù)驗收

2、工程竣工驗收外圍工作

（1）承包商

（2）監(jiān)理公司

（3）勘察單位

（4）設(shè)計單位

（5）建設(shè)單位

3、竣工驗收具體程序

3.功能特色

（1）“項目導(dǎo)向”的教學內(nèi)容

建筑施工技術(shù)全過程仿真實訓軟件打破傳統(tǒng)的學科理論體系，以學生為中心，基于實際建筑工程項目全過程，以典型工作任務(wù)作為載體實施完整的建設(shè)項目，將平時教學的碎片知識進行整合，實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合，打通了各課程的知識壁壘，做到融會貫通，提高學生解決實際問題的綜合能力。

（2）打破了時間與空間的限制

軟件包含工程施工準備到竣工驗收的全過程，學生能夠在短時間內(nèi)體驗整個工程項目，建立工程全局觀，為實訓教學帶來更多可能性。

（3）多角色體驗工程推進全過程

在完整項目施工中，有施工員、安全員、質(zhì)檢員、資料員、材料員五大員角色體驗，學生可以體驗多種施工角色，了解各角色在施工中的作用，對工程項目中各崗位工種的工作任務(wù)有全面的認識。

（4）游戲互動任務(wù)，實現(xiàn)趣味學習

通過三維游戲化模擬施工過程，以及關(guān)卡環(huán)節(jié)的設(shè)計，將學習任務(wù)轉(zhuǎn)化為“趣味關(guān)卡”，學生能夠在趣味任務(wù)中掌握施工方法、施工要點等專業(yè)知識。系統(tǒng)實現(xiàn)記錄并分析學生操作步奏，提高學生積極性的同時，提高軟件的教學適用性。

（5）可拓展應(yīng)用于多個方向的軟件

作為包含建筑工程全過程的教學實訓軟件，在一體化全過程學習的基礎(chǔ)上，能夠配合其它多種建筑軟件的應(yīng)用，強化專業(yè)學習。

針對建筑施工工藝教學需求及教學要點，引入虛擬仿真教學模式，以真實施工案例為模板建設(shè)整體化的虛擬施工場景，搭建校內(nèi)實踐教學資源，虛擬化、立體化、結(jié)構(gòu)化展示工程案例及專業(yè)器材，實現(xiàn)學生游走在三維的虛擬空間中，通過趣味性的技能操作，讓教學知識點深入淺出的被學生掌握，改變以往學生實訓渠道匱乏、實訓器材有限的狀況。土建施工工藝虛擬仿真教學軟件，整體以土建工程案例場景作為大環(huán)境，以工程施工過程單個節(jié)點為實訓操作任務(wù)核心導(dǎo)向，結(jié)合施工技術(shù)、施工組織、施工現(xiàn)場管理等幾門課程的理論基礎(chǔ)，逐一解決傳統(tǒng)教學難題。同時，軟件將與教學管理平臺的用戶數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)做無縫對接，實現(xiàn)與其它專業(yè)虛擬資源互通互用。

2.教學設(shè)計

3.軟件模塊架構(gòu)

建筑施工土建虛擬仿真教學軟件以一幢建造中的綜合性樓宇為藍本，采用分部分項的方法將施工分為多個模塊，整體分為6大分部工程，20項子分部工程，84個分項工程模塊，囊括了從施工準備到竣工驗收的全部環(huán)節(jié)，包括施工準備、地基與基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)、建筑屋面、建筑裝飾裝修、竣工驗收等分部工程施工學習任務(wù)。具體模塊和學習目標請參照下表：

附件：土建施工工藝虛擬仿真實訓軟件模塊詳表：