(1)过程工程全生命周期、多尺度仿真教学特色。化工过程虚拟仿真实验教学中心以山东能源化工、规模化工、轻工造纸大省为主要背景,融合了化工、轻工、生物、制药和材料学科群专业内容,强化基础化学分子模拟、单元操作的流体力学模拟、工艺流程的大系统模拟,全面覆盖微观-介观-宏观的多尺度仿真模拟过程。仿真实验教学环节涵盖了化学基础实验、专业基础化工原理实验和化工专业实验,在校内实训、认识实习和生产实习中发挥了重要的作用。中心及时反映出化工、轻工、材料、环境、制药、生物、食品等行业在工程开发、建设、管理等方面的共同需要。增加了一批新型单元操作和流程模拟软件,以“过程工程”为主要内容构建了学科群公共虚拟仿真实验教学平台,不仅避免了重复建设,节约了投资,丰富了各专业的实验教学内容,而且可以提高实验装备水平,使教学内容和环境更加贴近实际生产,提高学生的实验设计和实验操作能力。
(2)工程背景下的虚拟仿真教学,科研成果转化率高。中心将仿真研究成果商品化后,能够准确、快速地为企业提供各种技术服务。如中心教师利用独立研发的ECSS工程化学模拟系统,成功开发了具有国际先进水平和拥有自主知识产权的MDI制造技术,打破了国外公司对MDI制造技术的垄断,使我国成为第五个拥有该制造技术自主知识产权的国家。MDI制造技术成功地应用于烟台万华聚氨酯股份有限公司实际装置的改造,年纯增直接经济效益亿元以上,MDI制造技术获国家科技进步二等奖,其它市级以上获奖十多项。再有,中心教师利用研制的DSAS动态模拟分析系统开发了50余套炼油和化工装置的仿真软件系统,涉及聚甲醛、己内酰胺、聚丙烯、聚乙烯、加氢、空分、芳烃等众多工艺,在企业员工培训和工艺改造中发挥了重要的作用。中心成熟的专业仿真技术融入到厚实的化学工程实践生产背景中,最大程度地实现了虚拟仿真教学的虚实结合、虚实相互补充的原则,使广大学生在校内的虚拟实验教学环节中就可以真实地获取现场的实用操作经验。
(3)自主研发虚拟仿真软件,提高了实验室建设水平。本中心的自制仿真软件自1990 年前后的第一代已发展到目前的第三代,全部实现了网络化、自动化。在研制仿真软件的过程中,通过学生的毕业设计,推出了一批研究创新性实验项目,提高了学生创新意识与动手能力。中心还依据多年化工仿真开发的实践经验,形成了一套通用化工仿真建模平台DSAS,在基于Visio的图形化界面上输入流程、设备、物流等参数即可快速搭建专用仿真系统,大大缩短了软件开发周期。众多学生参与了这些软件的研制,使他们的利用计算机进行工程设计计算的技能得到了很大提高,促使学生的创新意识、动手能力和综合专业素质得到提高。目前,中心利用该平台开发了化工过程实习动态模拟系统DSCP ,除在本校使用外,还被泰山医学院、聊城大学、济宁学院等高校采用,安装套数达到185套。DSCP构建了高度仿真的化工厂虚拟操作环境,学生在虚拟环境中开展认识流程和熟悉操作工作,解决了在现场不能详细观察和控制室不能动手操作的难题,为高校提供了一个可靠、安全和经济的虚拟实习环境。