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虚实融合以训促学力控SCADA+数字孪生打造制药仿真实训系统添加时间:2026-10-22 00:16:46

  GMP车间实训是核心环节,但长期面临“三高三难”困境:实体车间建设成本高、设备维护成本高、试错安全风险高;与此同时,真实生产流程难观察、设备内部结构难透视、工艺参数变化难感知。如何让学生在校园内就能“触摸”到真实的制药产线,成为制药教育数字化转型的关键命题。

  力控科技携手某药学双高院校,创新推出“SCADA+虚拟仿真可视化制剂车间系统”。该系统以数字孪生技术为底座,深度融合力控SCADA数据采集与监控系统与3D虚拟仿真技术,为高校及职业院校打造了一个“可看、可拆、可操、可评”的沉浸式智慧制药教学新生态。

  针对制药工程实训教学的痛点,项目旨在构建一个虚实融合、数据驱动、教学闭环的智慧实训平台。·虚实融合:以真实药企GMP固体制剂车间为蓝本,1:1等比复刻,将物理空间与数字化系统深度融合,实现从“纸上谈兵”到“身临其境”的认知跨越。

  ·数据驱动:深度对接SCADA系统,将线D场景实时联动,让生产过程全透明,培养学生工程数据分析能力。

  内置教、学、练、考一体化平台,实现从知识输入到技能输出的量化评估,确保教学质量可追溯、可衡量。

虚实融合以训促学力控SCADA+数字孪生打造制药仿真实训系统(图1)

  系统采用“数据层—模型层—应用层”三层架构,以力控SCADA系统为数据核心,以数字孪生技术为呈现载体。

  数据层:部署力控SCADA系统,实时采集或模拟制剂生产过程中的温度、压力、转速、液位等关键工艺参数,为3D场景提供真实的数据驱动。

  模型层:采用高精度3D建模技术,对GMP固体制剂车间进行1:1等比复刻,涵盖从厂区布局、人流物流到数十个功能区域的完整场景,并对粉碎机、制粒机、压片机等核心设备进行数字孪生还原。

  应用层:构建集虚拟漫游、设备拆解、工艺仿真、教学考评于一体的综合平台,支撑大规模并发教学与个性化实训。

  系统以真实药企GMP固体制剂车间为蓝本,采用高精度3D建模技术进行1:1等比复刻。从厂区整体布局、人流与物流动线,到脱外包间、称量间、压片间、包衣间等数十个功能区域,均严格遵循GMP洁净等级与规范要求。学生可在虚拟环境中自由漫游,直观感受制药生产的物理空间与合规管理要求。

  针对传统实训中“设备只能看外表、内部原理靠想象”的痛点,系统对粉碎机、制粒机、压片机等核心设备进行了高精度的数字孪生还原。支持设备“爆炸图”式拆解与组装演示,学生可360度无死角观察设备内部机械结构、传动逻辑与物料流转路径,将抽象的机械原理与药剂学理论具象化,打通“知其然更知其所以然”的教学闭环。

  区别于传统的纯动画演示,本项目深度对接力控SCADA系统,将真实或模拟的工业控制数据与3D场景实时联动。生产过程中的温度、压力、转速、液位等关键工艺参数,以动态数据看板、管道流向特效、设备状态指示灯等形式在3D场景中直观呈现。生产过程全透明化,让学生不仅能“看”到生产,更能“读”懂工艺参数的动态变化规律,培养现代制药所需的工程数据分析能力。

  系统内置完善的教、学、练、考一体化平台。理论层面,涵盖GMP规范、SOP、药剂Kaiyun官网入口学原理等题库,支持在线自测与组卷;实操层面,学生需在3D环境中独立完成设备的虚拟组装、参数设定、故障排查及生产流程操作。系统通过智能算法对操作步骤、参数设置、安全规范进行实时评分与纠错,实现从知识输入到技能输出的量化评估。

  系统完整串联从原辅料称量、粉碎制粒、压片包衣到内包装的全工艺流程,并将GMP管理要求(如清场记录、消毒记录、物料平衡等)无缝嵌入操作节点。学生在虚拟操作中需严格执行SOP,深刻体会“合规先行”的制药理念,为未来走向真实工作岗位打下坚实基础。

  * 对院校:零成本试错、零安全风险,突破场地与设备数量限制,支持大规模并发教学与个性化实训,显著提升实训开出率与教学质量。

  *对学生:在安全、可控的环境中反复训练,快速建立车间空间逻辑与工艺全局观,掌握核心设备操作与GMP管理技能,提升就业竞争力。

  * 对行业:缩短新员工岗前培训周期,降低企业培训成本与安全风险,为制药产业输送“即插即用”的高素质应用型技术人才。

  该方案以力控SCADA数据为“魂”,以3D仿真为“体”,以教学考评为“用”,真正实现了“以虚促实、虚实结合”的教学创新,为中国制药产业的高质量发展筑牢人才根基。