[发明专利]一种数字化深度沉浸式互动学习模型训练系统及实现方法

说明书

本发明涉及一种数字化深度沉浸式互动学习模型训练系统，具有设备培训模拟工作台，设备培训模拟工作台上设有虚拟现实互动结果显示模块、操作模拟模块和智能训练师模块；数据交互链结框架用于获取当前的仿真系统的数据和模型，为设备培训模拟工作台所有的模块提供数据接口和基础数据互动服务，所获得的数据信息透过三维仿真技术将实时互动的结果以动画形式具体呈现。本系统有效使操作人员获得完整的操作互动体验，快速学习完整的设备操作要求，缩短上机运行的前置期。

技术领域

本发明涉及工业4.0数字化工厂的模拟训练系统，特别涉及一种数字化深度沉浸式互动学习模型训练系统及实现方法。

背景技术

工业2.0世代常见的自动化设备多以劳力替代为主要目标，以单一功能改善的目的进行设备开发，设备操作简单，配置一人一机，人员简单培训后即可快速上手。因设备、操作工的配比关系高，设备全天运营时，合理的人机比通常为2.5:1，操作员培训时间不超过七天便必须100％出工，技术员1个月内可培训为独立作业的合格技术员。

工业2.5世代新开发的自动化设备多以人力低减为主要目标，为最大化达成人力低减目标，越来越多设备以复杂联机型态出现，设备功能繁多复杂，人力的要求由操机变为管控，要求一人可管控多机。设备、操作工的配比关系可低至0.25:1，操作员培训时间要求不超过14天便必须100％出工，技术员至少需3个月才可培训为独立作业的合格技术员，整体设备操作的培训难度变高。

工业3.0世代的复杂设备，更需高度倚赖昂贵的技术熟练工，以目前常态性的员工高离职率，复杂的设备在欠缺经验的操作员无法完全有效的操作下，经常造成设备MTBF差，产出绩效飘移剧烈，因操作不当造成的机毁人伤更时有所闻。这样的现况完全无法满足企业对于下一个世代智能制造中自动化(Automation)、连结(Connectivity)、智慧(Intelligence)等3个工业4.0要素的需求，若无法提出有效对策，将严重限制企业的未来发展能力。

综上，面对未来的自动化设备越趋复杂的操作环境下，如何可以有效降低设备上机运行的前置期长，减少对昂贵技术熟练工的倚赖，缩短人员衔接断层，提高操作绩，以有效提供次世代自动化设备的完整解决方案，是整体企业运营过程中，无法避免且必须面对的课题。

现有的自动化设备存在以下主要缺陷：

1、导入新设备时，设备上机运行的前置期长。

复杂度较高的新设备对操作人员对于设备熟悉度的要求大幅提升，设备在制作完成后交接给操作人员时，制作方一般是派遣专业技术人员至现场指导操作人员学习设备的运作流程与软件操作接口，培训方和被培训方都需要花费较长的时间、精力和费用，上机运行的前置期长。

2、更换操作人员时，衔接断层，延长交接时间。

企业即使有操作标准书，设备的操作目前相当程度上仍依赖操作人员的经验，经验和方法掌握在少数人员手中时会限制信息的传递，使其他人不易取得。人员交接时会出现衔接断层问题,延长人员交接时间。

3、新员工训练效果不佳，学习门坎高且误操作易造成设备的毁损。

设备的操作人员需具有一定的专业性，一般状况下，企业采用“师傅带徒弟”的方式培训新员工，该方式受制于“师傅”的专业度和经验丰富值，培训不全面。若新员工依操作标准书照本宣科的学习，不仅学习速度慢且学习效果不佳，学习门坎高。复杂的设备价值相对较高，误操作易造成设备的毁损。

4、测评标准不具备针对性。

操作人员的水平和层次参差不齐，不同层次的操作人员对其要求不尽相同，在对操作人员进行测评时，往往不区分操作人员的水平和层次，用统一的试卷进行考试和评判。

5、强化能力再教育时，人为制定统一的训练计划，无法区分具体对象进行有目的培训。

发明内容