建设必要性

（1）国家需要大批创新型人才以保障能源安全战略的实施

当前我国油气资源对外依存度已接近70%，严重影响了国家的战略安全。油气资源的竞争很大程度上是装备和技术的竞争，油气装备制造业是国家重点扶持和发展的基础性和战略性产业。《中国制造2025》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《国家能源技术创新“十三五”规划》、《国家能源发展“十三五”规划》等都明确指出要坚持科技创新，增强能源科技创新能力，提高能源利用率，推动重大核心技术和关键装备技术升级。四川省在《四川省工业“7+3”产业发展规划》中明确提出“初步建成全国重要的能源、装备制造以及战略性新兴产业基地”的重大决策。随着国家能源安全战略的实施，我国石油天然气工业发展已经进入关键时期，对油气装备智能化、自动化、网络化技术提出了更高要求。对于石油高校来说，最重要的使命就是提高油气自动化及相关信息技术专业人才的培养质量，特别是要解决提高学生工程实践能力和创新意识的核心问题。建设开放型、网络化、多层次、综合性的油气自动化及信息技术虚拟仿真实验教学平台，以弥补许多真实实验项目受场地（深海、极地、沙漠、井下）、成本、安全（易燃、易爆）和环境（气候、高温、高压、有毒）等因素制约的缺陷，已成为我国石油天然气工业发展时期培养创新型人才的重要要求。

（2）虚拟仿真实验教学是对培养具备良好工程应用和实践能力的专业创新人才的有力支撑

目前我国石油高校在油气自动化及信息技术领域专业人才培养方面存在“教学内容与产业发展相比严重滞后、企业需求与学生能力相脱节”等问题，学生在毕业后无法满足企业实际需要、适应能力差，缺乏工程创新与实践能力等现象，严重影响毕业生就业和相关产业的可持续性发展。经过分析，发现造成这种现象的原因主要来自以下几个方面：首先，油气自动化及信息技术相关专业的特殊性，实验教学受场地设备更新周期等条件的制约，更新速度相对滞后，跟不上产业快速发展的实际需求，部分实验项目涉及偏远、高危、极端、复杂的生产环境，实验项目难以实现；其次，油气自动化及信息技术相关实验所涉及控制信息信号采集、处理、传输等环节十分抽象，例如电磁波在油气自动化系统中的传输过程“看不见、摸不着”，给学生理解相关工程技术知识带来困难；最后，一个完整的工程应用系统往往涉及多学科领域知识的交叉、系统内部结构复杂，学生无法学习到工程实际的全貌，导致许多工程型实验都是处于“看不见、摸不着、弄不懂、学不透”的状态，严重影响了人才培养计划的实施。

与中心实验项目有关的主要课程有：《自动控制原理》、《电力拖动自动控制系统》、《电气工程基础》、《电力系统继电保护》、《油气田过程控制技术》、《海洋油气工程仪表与自动化》、《电力电子技术》、《机器人应用技术》、《工业控制网络》、《传感器原理》、《高电压技术》、《电磁场与波》等一系列专业课程。虚拟仿真技术的出现和应用为上述课程中的工程实践教学问题的解决提供了一条很好的解决途径。仿真不同环境、条件下的油气自动化及信息系统工作原理、系统组成、运行状态分析等，突破真实实验受时间空间、高危极端等条件的限制。通过虚拟仿真实验教学资源的建设，利用虚拟仿真实验具有的设备“虚拟”、表现特性“真实”的特点，可直观立体展现系统从关键设备内部结构认知、控制系统各环节自主设计到对信息识别、分析和判断的全过程。延展了学生对理论知识的综合应用，强化学生工程实践能力的培养。同时，虚拟仿真实验步骤设计严格依据国家制定的相关规范、实验结果按照工程实际规律呈现，培养学生工程师应具备的严谨、科学、细致的作风，加深学生对工程实际的理解，激发学生的学习兴趣和创新意识，有效提升中心实验教学质量，促进相关专业创新人才培养计划的真正落实。

（3）先进的实验教学体系需要深度融合的虚拟仿真实验教学平台

油气自动化及信息技术是工业自动化控制、电气工程技术、信息及通信技术、机器人应用技术等多学科高度集成融合的技术领域，专业实验室建设成本极高，由于存在实验运行成本高、危险系数大、破坏性强，有些实验项目（如高压变电站智能巡检技术相关实验，涉及十分危险的高压实验环境、以及难以频繁重现的变电站故障及运维操作）由于系统集成度高、实验对象结构复杂、实验过程中存在较高风险，部分实验现象无法反复重现，这些情况都严重制约了对创新人才的培养。虚拟仿真实验具有不受物理场地、仪器设备及台套数限制，不受时间空间约束、安全性好、交互性强、可以允许学生反复试错等得天独厚的优点，可以开设各种类型的实验项目，从而实现教学资源的最大化利用，并弥补实体实验的固有缺陷。因此，加强对我校油气自动化及信息技术虚拟仿真实验教学中心建设，拓展更丰富的虚拟仿真项目，真正培养和提高学生的创新能力和工程实践能力，是改革和创新人才培养手段的必然发展方向。中心多年来一直重视实验教学，但在实际的实验教学过程中，在相关专业人才培养过程中，受石油行业某些领域的特殊性，实体实验很难满足国家对创新人才培养的要求。目前中心建成油气田智能变配电技术虚拟仿真实验平台、智慧装备系统设计及自动化虚拟仿真实验平台、机器人技术及应用虚拟仿真实验平台、网络与通信虚拟仿真实验平台、工程认知及创新能力培养虚拟仿真实验平台等5个实验平台，共计32个虚拟仿真实验教学系统，大大改善了中心的实验教学条件，取得了较好的成效，体现出虚拟仿真实验教学中心的建设在创新实践人才培养活动中的重要意义。