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关键词：电子设计自动化，课程创新，教学改革，实验设计
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）03-0082-02
随着微电子技术在世界范围内的飞速发展，以及各相关产业对电子电路技术的需求日益增长，《电子设计自动化》已经成为电子信息工程等相关专业的重要课程，也是国内外诸多理工科一流高校的电子信息类专业必修的核心课程[1-3]。尤其在近年来，智能硬件的发展与半导体技术的革新为电子系统设计带来了革命性的变化，电子设计自动化技术已经一跃成为现代电子工业的核心学科，引领了现代信息技术的发展方向，也成为了电子信息工程专业本科生考研深造与就业所必需的重要技能[3]。综上，考虑到创新研究型实验对学生的创新意识和能力培养的重要作用，笔者作为学校《电子设计自动化》课程的任课教师，对本课程的实验课程进行了综合性的思考与建设。
一、《电子设计自动化》课程实验改革的必要性
我们通过对国内外一流高校的调研发现，许多著名高校的EDA技术本科教学有两个明显的特点：一是课程在各工科专业的普及率极高；二是在实验中大量引入新技术、新方法与新器件，更多地注重创新性、设计性、综合性项目，突出EDA技术的实用性，以及面向工程实际的特点[4]。这些特点让我们认识到，通过《电子设计自动化》课程实验的改革与建设，既能够帮助学生更好地理解《电子设计自动化》的理论知识，增强学生的实践能力，更能够紧跟学科和行业的需求发展，为课程拓宽评价方法，提高教学效果，为学生树立创新精神，培养科学素质，增强科创能力，最终增强其综合素质，提高学院与学生的综合竞争力有很好的帮助。
二、实验改革方案及主要工作
为了充分结合现有的实验课程基础，全面提高试验课程效果，笔者从实验过程管理、实验设计、考核与评价反馈四个角度对《电子设计自动化》实验进行了综合性的方向改进，具体内容如下。
1.实现项目化的实验过程管理。笔者基于对科研与教学工作的熟悉，以《电子设计自动化》课程实验为改进对象，将其现有的实验课程学时进行压缩，补充对应EDA能力所需要的主要课程知识点，融合现代EDA技术的最新发展，并将最后四个学时设置为一次综合性、设计性的“综合实验”，实验过程及实验报告作为实验课程成绩的重要评价因素。该综合实验采用项目化的过程管理，学生须在给定的范围中任选题目或自选题目，在四个小时内完成该题目的主要设计，并在课程完成后提交课程报告时以“项目任务书”的形式填写实验报告，系统阐述选题原因、题目关键环节、设计时遇到的主要困难及解决方案、最终成果演示及存在不足分析等。
2.设计层次性的“综合实验”项目。为了确保实验教学的实际效果，保持学生的创新热情，全面提高电子设计水平，在上述“综合实验”的实验项目设计的基础上划分为三个层次：第一层次为逻辑行为的实现；第二层次为控制与信号传输功能的实现；第三层次为电子系统模块的实现。每个层次设置三至五个题目。此外，考虑到学生实验时间的约束，随着教学课程的进行，预先在教学中对“综合实验”进行题目的预告和必要的讲解，让学生提前进行课外的准备和练习，并将该四个学时的“综合实验”集中安排在一个下午进行，学生通过集中性的高强度的学习、讨论和实验，完成主要的“综合实验”功能。
3.设置创新导向的评价激励形式。考虑到该门课程的授课时段为大三下学期的后半段，学生的专业基础课及绝大多数专业课业已经结束，笔者在课堂上渗透该门课程对于考研及科学研究的重要意义，以及对于科创及电子行业就业的作用，在完成课程教学的同时讲授和提供论文撰写及专利申请与重要竞赛的资料信息，并鼓励学生利用课余时间进行深入钻研、挖掘，并主动利用配套实验课程进行研究性学习，进而促进学生的科创热情向论文（算法）、软件著作权（程序）、专利（电子电路）及重要竞赛（电子设计类）的成果转化。
4.提供实时动态的评价反馈渠道。结合自身工作特长与经验，笔者利用信息技术手段，设置了“韩博士工作室”教学专题网站（http：//），为学生及时访问和评价的反馈提供渠道。通过调查问卷、在线信箱、有奖问答、专题活动等方式，在授课过程中进行多次课下问卷调研，并开设贯穿授课全过程的实时反馈渠道，作为授课、答疑等必要教学活动的有效补充，便于及时了解学生对于综合性实验的接受程度以及对课程各方面的综合评价。
三、实验改革周期及内容
为了更好地实现对《电子设计自动化》课程实验的改革与创新，笔者制定了以十二个月为周期的长期方案，主要分为以下五个关键性阶段。
1.第一阶段，时间为1个月。结合《电子设计自动化》学科发展现状及人才培养需要，更新课程教案，丰富和扩充现有教学大纲及授课内容，补充相关多媒体与软硬件资料，完成“综合实验”的选题与设计。
2.第二阶段，时间为2个月。截至开学前，与实验课程老师进行充分的沟通和协调，完成各个“综合实验”项目的软硬件环境配置、具体要求、实施细则及评价方法，严格制定精密科学的给分标准。
3.第三阶段，时间为2个月。完成课程的教学与本项目的实施，除了完整进行原有授课内容的教学以外，按照既定方案进行综合性创新意识的培养、综合能力的渗透、实验技能的提高，并全面介入、观察、管理和把控“综合实验”的开展、实施与评价等各个环节。
4.第四阶段，时间为4个月。结合课程成绩，在课程结束后主动发现和联系具有良好科创能力的学生，在学生的自我意愿的基础上为其推荐和设置针对性的毕业设计选题，同时鼓励和推荐其参加与之水平相适应的科创竞赛，并进行必要的指导和培训。
5.第五阶段，时间为3个月。根据前期各个阶段的进展情况，稳步完成此次立项的后续各项相关工作，总结此次立项成绩与不足，鼓励、指导优秀学生将其成果、申请专利或获取软件著作权。
四、实验改革实践成果与创新点
自《电子设计自动化》课程实验改革在学校实施一年以来，已经取得了良好的效果。首先，对于学生而言，实验改革的实施有效地拓宽了学生的视野，并实现教学与行业的相互影响与促进。大部分学生在结课后的反馈表明，通过完成本项目所涉及的授课课程，使学生熟悉了具有一定强度的开发过程，培养了其科学的态度、严谨的作风与创新的精神。截止课程结束，已经有相当数量的学生能够掌握基本的EDA项目开发、电子设计类专利申请及学术论文撰写、电子设计类科创竞赛准备及参赛等综合性的技能，一大批学生在各类相关竞赛中获奖；其次，对于学校而言，通过实验改革的实施，实现了以项目模式重构实验课程内容，构造了“教―学―做―研”一体化的EDA教学模式，有效实现了学校《电子设计自动化》课程的教学深度挖掘与教学效果的提升，并进一步实现了学校EDA课程相关实验室的建设与完善，使得进行综合性、设计性实验所必需的软件、系统、例程、方案及芯片、板卡、连接线缆等软硬件设施得到了补充；最后，对于任课教师而言，通过本项目的发展与磨合，有助于任课教师及实验教师更好地了解学生现状，为后续编制符合学生学习特点与发展需要的新教材、新课件与新方案打下基础，从而实现对现有EDA实验项目的更新和发展。
参考文献：
[1]丁达春.《电子设计自动化》课程改革探索[J].教育教学论坛，2013，（49）：41-42.
[2]王艳玲，何新凤.电子设计自动化精品课程建设的实践[J].广西教育，2016，（19）：58-59+74.
[3]唐燕影.在《电子设计自动化》课程教学中引入案例教学法[J].知识窗（教师版），2014，（12）：65.
[4]汪志成，赵杰.基于CDIO理念的《电子系统设计自动化》课程改革初探[J].考试周刊，2015，（57）：10-11.
Reform and Innovation of "EDA" Experiment
HAN Peng，LI Yan ，LIU Zhi-gang，NIU Xue-fen
（Northeastern University at Qinhuangdao，Qinhuangdao，Hebei 066004，China）
论文摘要:介绍了电子设计自动化(EDA)实验环境的建设与管理的经验，简要分析了由此给教学产生的实际影响。
由于集成电路技术和计算机技术的高度发展，设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中，始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视，专门成立了EDA(实验)中心，旨在负责全校EDA实验教学，EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设，EDA中心已初具规模，为全校的EDA教学提供了良好的实验环境，促进了我校电类现代化课程教育的发展。
1 EDA实验环境的建设
EDA(实验)中心的建设起始于1998年初，学校先后投入资金近百万元，第一期工程建立起配备有40台Pentium 166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程，又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。
在EDA中心的建设中，我们遵循以下原则:
(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握，同时EDA的实验环境也是一个窗口，代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设，应该具有EDA特色，那就是要有丰富的EDA软硬件支持，要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境，我们成立了专家指导小组指导环境的建设，并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点，我们将中心80台机器内部互连，整个内部网络完全按照Internet技术规范设计，能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12，工作站安装了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系统。
(2)严把质量关，高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究，并严格的检测，对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机，检测后发现配置与样机不符，立刻退货，重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设，尽管EDA软件投资较大，为保证实验质量，划出专项资金，引进许多最新的正版EDA软件。
(3)加强外联，寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持，为了做好这方面的工作，我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系，可以从中得到了许多必不可少的帮助，如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备，美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。
(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早，并已取得了不少成就，EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展，目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置，全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。
(5)勤俭节约，变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害，为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机，建成了硬件机房，很好地解决了这类问题并节约了不少资金。
2 EDA实验环境的管理
我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生，行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理，两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。
在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:
(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作，我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课，我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务，我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统，中心工作人员经过多次试验，使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。
(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外，保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外，还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导，学生可以自由地上机实习。
(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快，我们利用中心与外界联系较多的优势，不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法，与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。
3 效果分析
(1) EDA中心自投入使用以来，已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验，部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。
(2) EDA中心的构建，推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言，迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法，EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作，使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法，而把一些繁琐的计算交给EDA工具，学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。
(3)开放式的管理，方便了学生，激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现，原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法，结果在现场却发现，不少学生已初步学会了EWB的使用，其原因是他们已主动地到EDA中心，通过自学，进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力，反映了他们高度的学习热情和求知欲，这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。
(4) EDA中心成为学生第二课堂的场地，培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛，取得很好的效果，受到了学生的欢迎。
参考文献:
关键词：电子设计；自动化；实践教学
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0123-02
全国大学生电子设计竞赛由教育部高教司和信息产业部人事司共同主办，大赛从一开始就确立了“推进教育教学改革，为人才培养服务”的宗旨，不断推进高校教育教学的改革与发展，通过竞赛推动高校对电子信息类专业的课程体系和课程内容的改革，促进高校实施素质教育，以此培养大学生的创断能力，协作精神和理论联系实际的能力。我院目前已经组织学生参与多次电子设计竞赛并多次获得了国家级及省级奖励。本文从电子设计竞赛的培训方法与培养学生的实践创新能力的关系入手，探索电子设计竞赛的培训策略与自动化专业实践教学改革的相互促进关系。
一、竞赛形式及对创新能力的要求
全国大学生电子设计竞赛以电子电路应用设计为主要内容，主要涉及电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术和传感技术、电气工程与信息技术等多个专业，涉及到电路理论、单片机、可编程器件、嵌入式系统、智能控制等多门课程及电子信息类仿真软件与工具的应用。竞赛时间为连续的四个白天和三个晚上，在半封闭状态下进行。参赛成员需要在规定时间内独立提出设计方案，完成系统的硬件制作及软件调试，并且完成制作设计报告的撰写。由于时间紧、任务重，该竞赛对学生创新能力、设计制作能力、心理素质、团队精神以及身体素质都是一个挑战，它将检验学生综合运用知识的能力和实践创新能力。
二、电子设计竞赛培训策略与方法
电子设计竞赛涉及到多个学科专业知识的应用及综合创新能力的培养，作者认为，电子设计竞赛培训应当作为一项系统性的工作来进行，在前期经过充分宣传的基础上，吸收部分学习积极性高、学习能力强的学生加入到竞赛培训队伍中来，利用周末、假期等课余时间进行集中学习培训，增强学生的创新能力与实践能力。整个培训过程可大致分成以下几个阶段。
1.发动宣传阶段。利用入学教育、参观学习、作品展示、视频学习等方式，从进入大学的起，在入学教育讲座中，有意识地培养学生的创新精神及宣传电子设计竞赛对创新能力培养的促进作用；充分发挥大一、大二学生对学习方面的积极性及主观能性，在培养学生学习兴趣的同时，强化对学校的支持性政策的宣传。促进学生对电子设计竞赛的参与兴趣的培养，吸收一批优秀的学生加入到大学生电子设计竞赛的培养队伍中，扩大培训的基数，充分发挥电子设计竞赛培训对学生创新能力培养的促进作用。
2.理论学习阶段。通过专业课程、选修课程、学术讲座等培养学生的专业理论知识，主要是《电路理论》、《电子技术》、《自动控制理论》、《EDA技术》、《单片机原理与应用技术》等。充分利用专业教育中的理论课教学环节，在《电路理论》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理与应用》、《检测与传感技术》等相关课程的知识传授作用，而对于低年级同学，则建议其提前了解相关的专业课程，并重点学习如《单片机原理与应用》等相关技能课程。
3.集中培训阶段。在集中培训阶段，主要完成专业工具软件的学习培训及硬件功能模块的设计、实验制作与应用调试。电子设计竞赛主要所涉及到的学科包括电气信息类、电子技术类及智能控制类等，相关的专业仿真及应用软件，如Multisim，Pspice，Simulink，Proteus+keil C，protel等。专业工具软件的应用培训分小组进行，参与设计培训的学生可根据本人兴趣在指导老师的统筹协调下参与不同组别的专业软件应用培训，以便在提升学生具体技能的同时在参与竞赛时能进行协调搭配，充分发挥团队的合作力量。在集中培训阶段，还需要完成常用功能模块电路的设计制作与调试工作。在电子设计竞赛中，不同的设计课题需要采用不同的设计控制方案，但是对于常见的设计任务而言，一般需要完成电能变换主电路，信息采集与转换电路，输出显示（指示）电路与控制电路等，此外还需要基本的控制器最小系统，因此，在平时的集中训练中，分专题地对相关的电子信息类的功能电路模块进行分析与设计，通过模块电路的实际制作与实验调试掌握其基本技术性能，通过模块电路的实验数据结合仿真软件的仿真结果数据来对相关电路模块的功能参数进行修正，对相关的功能电路进行模块化、标准化设计，为下一阶段及竞赛提供实物支持。
4.赛前综合培训。在参与竞赛之前的约一个月的时间内进入赛前综合培训，在前期理论与实践强化的基础之上，主要进行电子系统集成综合培训，即根据电子竞赛的要求及历年的试题情况，对竞赛试题进行总结归纳的基础之上，针对设计要求，将前期的功能模块进行系统集成，组成具有完整功能的电子系统。在赛前综合培训中，指导教师需要对系统的设计方向进行总体把握，提出相应的设计任务，要求学生在规定的时间内完成相关的硬件、软件设计，并对最后的设计制作成品进行性能等级评定，指出其优点及不足之处，以便快速地提升学生的综合创新能力。根据培训结果及学生个人的特点，对参赛小组的成员进行动态调整与优化组合，考虑到不同成员的具体特长及团队协作能力，充分发挥竞赛团队成员的团队协作能力，使小组成员之间的优势互补。
三、自动化实践教学改革电子设计竞赛的相互促进
自动化专业教育要适应经济发展对人才需要的要求，更新课程体系，提高教学质量，强化学生的动手创新能力与专业综合素质。自动化专业作为一个工科专业，社会对于自动化专业相关人员的需求时尤其注重学生的专业综合素质、手创新能力及在校期间是否参加过相关的专业实践活动。鉴于目前电气信息与电子技术的快速发展，自动化及电气信息类的相关专业的实践教学总是落后于技术的发展进度，一般性的本科院长，受到教学经费投入的制约，在教学模式尤其是实践教学上，实验教学仪器相对老化，实验项目的设立比较僵化，缺乏灵活性，与培养学生就业，进一步拓宽行业就业范围的要求相矛盾，电子竞赛要求改革实践教学环节的传统方法，把最新的开发工具和应用技术引入到实践教学中，如将新技术、新器件和先进的实验平台软件引入本科生的实践教学过程中，加强《单片机原理与应用》、《DSP技术及嵌入式系统》等方面课程教学，将Pspice、MAX-Plus、Protel和Proteus等专业仿真工具软件的应用与理论、实践的教学有机结合起来，将软件开发工具穿插应用于相关课程的实践教学环节中。电子竞赛可以提高参赛学生对新技术的掌握能力，通过大赛和相关学科竞赛的锻炼，学生对新知识的选择性和灵活能力得到加强，这种能力在今后的就业中有着很大的优越性。同时，通过电子设计竞赛及培训活动，可增强学生对创新性学习活动的兴趣，强化学习效果。培养学生适应社会发展和科技进步需要，具备较高的综合素质、坚实宽广的工程技术基础、系统的专业知识和较强的实践能力和创新精神，具有解决自动化类专业技术问题的能力，在建筑电气与智能化、工业自动化以及电子信息等领域从事与工程设计、系统分析与运行、研究与开发、决策管理等相关方面工作的高层次应用型人才。强化电子设计竞赛培训对教学内容扩充和补充，解决社会需求和学生就业之间的矛盾，增强自动化专业实践教学特色、更新培养模式、提高教学质量，以更好地满足社会对人才的需求。
电子设计竞赛及培训可以增强学生的专业综合素质及动手创新能力，有利于激发学生的创新思维，培养学生严谨的科学工作态度、理论联系实际的学风、脚踏实地的实践创造能力和团结合作精神。从培训方法及培训策略等方面进行创新，将电子设计竞赛培训与自动化专业的实践教学改革进行有机结合，解决电子设计竞赛培训受益学生人数少与自动化专业实践教学模式与手段相对落后的问题，促进实践教学手段与内容的改革，增强学生的就业竞争力。上述方法通过近年来我校自动化及相关专业的电子设计竞赛的实践检验，极大地提升了教学效果，增强了学生的就业竞争力。
参考文献：
[1]刘中才，李前，李捷.探析大学生电子设计竞赛培训方法[J].中国科技信息，2011，（6）：171-172.
[2]韦文祥，等.由大学生电子设计竞赛引发对就业能力培养的思考[J].实验室研究与探索，2009，28（10）：11-13.
关键词：现场总线；自动化控制；装置设计
随着科技的迅猛发展，计算机技术不仅仅在生产过程中得到广泛的应用，其在控制层、监控层、管理层和决策层占据了主要的地位。计算机技术与PLC技术的飞速发展，现场总线控制系统在工业控制领域中得到了充分的应用。文章基于现场总线的自动控制实验装置，模拟了企业资源管理、车间监控及现场控制三层网络。
1 现场总线控制系统的类别
1.1 DCS现场总线控制系统
DCS是分布式控制系统的英文缩写（Distributed Control System），在国内自控行业又被称之为集散控制系统。即所谓的分布式控制系统，部分资料中称之为集散系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是一个由过程控制级、过程监控级组成的，以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通信、显示和控制4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。在系统功能方面，DCS和集中式控制系统的区别不大，但在系统功能的实现方法上却完全不同。
工程师站是对DCS进行离线配置、组态工作和在线的系统监督、控制、维护网络节点等，其主要功能是对DCS提供组态，配置工作的工具软件（即组态软件），DCS在线运行时，实时监视DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师可以通过工程师站及时调整系统配置、设定一些系统参数，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。与集中式控制系统不同，所有的DCS都要求有系统组态功能。现场仪表――安全栅――I/O卡件――控制器――服务器――操作站和工程师站都与服务器联系，用于组态和实时数据的调用等。
1.2 FCS现场总线控制系统
现场总线控制系统（FCS）已经经历了20多年的发展。它是在DCS/PLC基础上发展起来的新技术。现场总线是"控制室连接到现场设备的双向串行数字通信总线"，现场总线的"现场"更多的是指现场设备，而不是位置。FCS主要特点是采用总线标准，一种类型的总线，只要其总线协议一经确定，相关的关键技术与有关的设备也就被确定。开放的现场总线控制系统具有高度的互操作性。FCS既是一个开放的通信网络，又是一个全分布式的控制系统。
FCS的关键要点有三点：（1）FCS系统的核心是总线协议，即总线标。只要其总线协议一经确定，相关的关键技术与有关的设备也就被确定。（2）FCS系统的基础是数字智能现场装置，数字智能现场装置是FCS系统的基础硬件支撑，其是因FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。（3） FCS系统的本质是信息处理现场化，对于一个控制系统，无论是采用DCS还是采用现场总线，系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上，采用现场总线后，可以从现场得到更多的信息。现场总线系统的信息量没有减少，甚至增加，而传输信息的线缆却大大减少了。
1.3 PLC现场总线控制系统
PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。
而相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。
2 现场总线自动化控制试验装置设计
2.1 总体设计
本次研究中现场总线控制系统是由西门子S7-300、S7-400系列PLC、Profinet、Prpfobus-DF、AS-I等现场总线。整个系统是由3层网络组成，分别是ERP层（企业资源管理）、MES层（车间监控层）、现场控制。其中ERP层是由Internet组成或者校园局域网组成；MES层是由实验室局域网、工业以太网组成；现场控制层是由S7-300和S7-400组成。
2.2 系统软件组成和硬件配置
2.2.1 软件组成
软件操作系统是Windows XP，自动控制系统软件包括SIMATIC WinCC FLEXIBLE 2007、SIMATIC WinCC（V6.2）、SIMATIC Manager Step7（V5.4）等等。
2.2.2 车间监控部分
其是整个自动化控制系统的中枢组成部分，其对全部现场设备的工作状态进行监视控制。主要外城状态、图形、数据显示及设备操作控制、历史数据存档、报表打印、故障记录等等，实现分布式控制。
2.2.3 特殊功能装置
系统通过SIMOTION S425配备一个5kW电源模块、两个0.4kW、一个双伺服电动驱动模块等，可对各种复杂的运动进行有效的控制。
2.2.4 现场控制部分
本次研究过程中Profinet网络是由西门子Scalence X208交换机、ET200S分布式I/O、TP177B触摸屏组成，其是控制电动机启动器的组成；使用的S7-300控制器使用的是CPU315F-2PN/DF安全控制CPU，其备有I/O模块和存储卡，传感器模块SM338可与多种传感器连接；S7-300控制部分DP网络连接有ET200S和MM440变频器，将PA网络和AS-I网络介入系统中后，仪表、执行器和现场开关都可通过S7-300、现场总线进行连接与通信。
S7-400控制器单纯配置了CPU模块，主要是充分利用强大运算处理功能。同时还配置了了SIWAREX FTA、SIWAREX U承重模块。S7-400控制部分可进行数据处理与采集、位置控制、速度控制、模拟生产工艺实现过程量控制等复杂控制，在大部分工业企业中属于非常重要的控制解决方案。
3 结束语
现场总线控制系统将成为新世纪工业控制系统的发展趋势，使用该系统的企业，将在管理现代化、综合自动化和信息集成化等方面有了长足的进步，虽然现场总线系统仍然存在许多的不足之处，相关的从业人员将对现场总线控制系统的进行不断的研究，促进行业的可持续发展。
参考文献
关键词：机械设计制造 自动化 专业 实践教学 改革
实践教学是理论教学的延伸、深化与检验，也是提升当代学生创新能力和实际应用能力的有效手段。在教育教学改革的背景下，如何对机械设计制造及其自动化专业实践教学环节进行改革，已经成为很多学校面临的重要问题。因此，加大实践教学改革力度，为培养更多的机械类创新人才具有重要意义。
一、更新教育教学理念
实践教学是培养工科人才方案中不可或缺的一部分，为了解决目前一些学校培养人才方面所面临的问题，就要结合学校的实际情况，不断更新教育教学理念。新的时代要求机械设计制造及其自动化专业必须建立理论与实践相结合的教育教学理念：理论与实践相结合，并且进行相互间的促进和融合，利用理论教学来引导实践教学，利用实践教学来促进理论教学，做好之间的互动，使二者能够达到统一；技术创新与实践相结合，培养学生的创新能力和实践能力；专业与地方机械设计制造及其自动化产业相结合，主要是通过与他们建立合作关系，为学生的就业创造机会。因此，必须更新教育教学理念，结合学校发展实际情况和学生学习能力，制定科学的人才培养计划方案，加大实践教学环节改革的力度，以开拓学生的学习视野。
二、加强实践教学改革，强化实践环节中的基础性训练
实践教学是对机械设计制造及其自动化专业教学的延伸和补充，对实践教学环节进行改革，有利于培养学生的大工程观，对学生工程素质的和实践能力的提升都有重要的作用。
1.对实践教学的内容进行改革。在以往比较传统的教学模式中，实践教学主要是以教师对教学实践环节的演示和验证为主，学生处于被动的学习状态。随着实践教学的改革，要求对实践课程进行综合设计，所设计的内容必须符合课堂教学实践要求，以加深学生对理论知识的学习和理解，教师所设计的教学内容必须与工程实践相互结合，同时专业学生必须在掌握基础课的同时，提高实践动手能力和创新能力。
2.建立专业的教学实验室，探索专业实践教学模式。建立专业的教学实验室，探索专业实践教学模式，可以为学生的实践活动创造条件。通过实践教学，充分发挥学生学习的积极性，提高学生分析和解决问题的能力。
3.给学生创造实践训练平台。根据学生所学专业的特点对实验室的资源进行整合，给学生建立一个既能学习，又能参与实践训练的平台，例如，建立机械设计制造及其自动化专业实践平台等等。通过建立实践平台，培养学生自主学习、自主创新的综合能力，为学生日后的就业创造有利条件。
三、拓宽实践训练渠道
1.与校外实习单位建立合作关系。学生进行日常实践实习或者进行毕业实习，是机械设计制造及其自动化专业实践环节的关键，学校应该在校外就近选择几家实习训练单位，要求单位生产实践与学生所学专业能相互吻合，并且具有完善的生产设备。同时在营销方面，能够树立科学的营销理念，这样才能让学生通过在各个实习层次中得到真正的锻炼，进而逐渐了解机械工作生产的类型和特点，熟悉企业经营管理方法和熟悉各种零部件的加工方法。与校外实习单位建立合作关系，有利于开拓学生实践训练渠道，对学生各方面的能力的培养起着重要作用。目前，我校机械设计制造及其自动化专业已经与就近的一些企业建立了比较稳定的校外实习实训基地，并且在为长期的合作进行努力规划中。
2.就业培训实践。在近几年来，由于大学生的就业形势比较严峻，为了使毕业学生能够很快的找到对口工作，为此，我们在学生毕业前的最后一个学期里，主要是大力开展学生的就业培训实践。其中，培训分三个步骤：一是让学生通过比赛的形式提高机械制造水平，二是对基础知识进行强化训练，让学生能够掌握扎实的专业知识，三是提高学生的实践能力，鼓励学生在机械设计制造方面能够拥有自己的创新思维。
四、增加机械设计环节，提高学生的设计能力
对课堂内容进行设计是为了让学生能够运用所学的知识来解决实际问题。在机械设计制造及其自动化专业实践课程设计过程中，如果所设计的题目太少，这样就不利于学生动脑思考，很容易出现照搬照抄别人设计的现象。因此，教师在题目的选择上面一定要符合本专业特点，尽量做到每个学生所设计出来的内容都不相同，这样才能逐渐培养学生的独立思考能力和设计能力。
五、建立课外实践训练管理体系
课外实践训练是机械设计制造及其自动化专业实践教学环节改革中的一个重要环节。学校必须以培养学生的实践能力为出发点，为学生参加课外实践训练活动创造条件。例如：
1.选择一些学生参与到教师的科研工作中来，让学生能够及早的接触机械设计制造及其自动化实际的工程中。
2.鼓励学生积极参加一些机械设计制造及其自动化实践创新活动，教师引导学生及时查阅相关资料，并且制定可行性方案，利用科学的仪器设备进行实训，在参与的过程中做到学以致用，实现学校的个性化教育，培养学生的创新能力。
3.组织学生参加一些机械设计比赛，通过比赛，提高学生的专业技能。
六、利用计算机和相关软件完善课程设计
针对机械设计制造及其自动化专业培养人才目标，在课程设计阶段安排了实践环节，以提高学生的实践能力。
1.运用计算机技术对专业课程进行设计。当学完课程以后，安排时间进行计算机辅助机械制造技术基础课程设计。要求学生能够将所学的知识综合起来，在计算机辅助下能够正确的对一些比较复杂的零件工艺规程设计问题进行分析。其内容包括掌握零件生产的基本类型，对零件的加工工艺进行分析，利用计算机将零件图形绘制出来，了解毛坯制造的具体方法，利用计算机将毛坯图绘制出来，在计算机相关软件的辅助作用下，制定出零件的机械加工规程，掌握加工零件余量和尺寸等等。这样做，可以有助于加深学生对机械加工工艺流程的理解，同时也提高了实际操作能力。
2.运用CAD软件进行机械设计制造及其自动化实践训练。随着我国科学技术的不断发展和进步，CAD软件技术已经被广泛应用于机械设计制造及其自动化专业实践教学环节改革过程中，例如学生在学习数控技术时，可以运用CAD来进行机械制图，通过作图，事学生能具有一定的图示能力，读图能力。
七、聘请专业的工程师来指导学生的实践
确立人才培养方案，聘请专业的工程师来指导学生的实践，对提高学生的实践能力能够起到积极的效果。由于学校教师队伍人员力量薄弱，教师自身能力并不能满足高素质工程技术人才培养的需要，为此，学校应该聘请专业的工程师来指导学生的实践，具体做法如下：
1.聘请实践经验比较丰富的工程师。
2.由教师和工程师一起对学生实习和实践进行指导。
3.建立一支比较稳定、素质较高、经验丰富的技术指导队伍。
总结：
综上所述，培养创新型、能力型人才是我国一些学校所面临的重要任务之一，实践教学在创新型人才培养方面发挥着重要的作用。在近几年来，通过对机械设计制造及其自动化专业实践教学环节进行改革，逐步构建了科学完善的实践教学体系，为培养机械类人才创造了条件。
参考文献：
[1]董小平，王青，杨丽颖.机械设计制造及其自动化专业实践教学体系的改革与实践[J].现代企业教育，2012（8）.
关键词 实验教学 创新能力 模式 开放
中图分类号：G424 文献标识码：A
Exploration and Practice of Mechanical Engineering and Automation
Experimental Teaching Based on the Concept of DMTC
WANG Wei， ZHU Gang， ZHANG Jun， YANG Tao
（College of Mechanical Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400050）
Abstract Open experimental teaching is one of the effective ways to train high-quality application-oriented talents. The Centre will introduce the concept of application-oriented DMTC Mechanical Experimental Teaching session， conducted a series of experiments to explore from teaching content， pattern， etc.， to establish a "main line， four-dimensional cooperation" experimental teaching system， stimulate the enthusiasm of students， mobilize the enthusiasm of students， improve the quality of teaching experiments to improve the student's basic technical innovation ability， practical ability and proficiency.
Key words experimental teaching； innovative ability； mode； open
高等院校作为国家人才培养战略的重要基地，在创新型应用人才培养上担负着极为重要的责任。①实践教学模式及体系是工科类高等教育应用创新能力培养的重要组成，它在高素质应用型高级专门技术人才的培养中发挥着至关重要的作用。②随着机械制造技术水平的发展，机械制造业对劳动者的技术水平提出了更新更高的要求。而实践教学是高等院校培养学生基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力的重要途径。
为了更好地培养机械设计制造及其自动化专业学生的基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力等能力，强化学生对机械工程专业认识的整体性及全局观，重庆理工大学机械工程学院实践教学及技能培训中心在实践教学模式及体系的构建与实践过程中，引入DMTC（设计（Design）、制造（Manufacture）、检测（Testing）、控制（Control））教育理念，做了一些积极的探索与实践。
1 目前存在的问题
理论教学与实践教学是传统教学分类方法中的两种形式，长期固化的教学理念使得实践教学在高等教育体系中都处于一种尴尬的地位。③在如何通过实验教学提升学生的基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力方面，很多高等院校都进行了积极的、广泛的探索与实践。近年来，也有一些高等院校在多层次的实验室开放模式方面进行了大胆的探索与实践，并取得了一定的成效。但每个院校、专业知识构成与产业结构需求都各不相同，探索与院校、专业、产业需求相适宜的实验室开放模式、实验教学模式是当前实验室教学改革实践的新方向之一。④⑤⑥目前，综合分析国内其他高等院校及我校实验室开放的情况，还存在如下问题：
（1）实验教学体系完整性、系统性欠佳。现有实验教学体系只是对原有实验项目的整合，或在某些环节进行改革，或增加部分科技活动与竞赛等内容；实验项目学时较短，只是被动的模仿、演示、验证，实验内容分散、孤立，实验教学体系完整性、关联性、系统性欠佳，无法达到高素质应用型高级专门人才培养的要求，更不利于学生创新能力和创新思维的形成。⑦⑧
（2）实验开放模式适应性不够。实验教学开放仅限于时间与空间，实验内容没有开放，这就无法摆脱对理论教学的依附性，从而使学生始终处于被动学习状态，难以实现学生在教学活动中的主体地位， 难以实现学生的个性发展与创造性的发挥，也难以实现培养学生工程实践能力的要求，使得“注重学生基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力的培养， 实现学生在教学活动中的主体地位”的目标落空。⑨
（3）实验软硬件条件有待提高。实验教学经费不足直接影响着教学水平的提高， 特别是高校的不断扩招使原本紧张的经费更加捉襟见肘。机械设计制造及其自动化本科专业实验教学中所涉及的各类机床、数控系统、液压系统、测试仪器等实验教学仪器的不足，直接影响着学生基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力的培养。⑩
2 实验教学内容与模式的探索
“培养适应经济社会发展需要的、具有较强创新精神和实践能力的高素质应用型高级专门人才” 是我校本科人才培养的目标，开放式实验教学是实现这一目标的有效途径。借鉴国内外其它院校在机械类专业实验室的建设经验，以及结合我校专业及行业需求的实际情况，我们对实验教学进行了积极探索。
2.1 实验体系的构建
机械设计制造及其自动化专业含机械设计、机械制造、机电一体化三个方向，针对不同的专业方向、不同的年级，对机械设计制造及其自动化专业实验教学体系进行改进，建立了适合于学生实际情况的“一条主线，四维协作”实验教学体系，方便学生根据自己的专业方向、年纪、知识结构水平、兴趣等选择实验。图1为机械设计制造及其自动化专业实验教学体系。
图1 实验教学体系框架
从图1中可知，实验教学体系包含3个平台，即基本技能实验平台、专业技能实验平台及设计研究型实验平台。基本技能实验平台主要培养学生机械工程基本实践能力，专业技能实验平台注重于培养学生在机械专业方面的实践与知识综合运用能力。这两个平台在正常的教学计划内执行，总学时为32学时，必选实验20学时，任选实验12学时以上。设计研究型实验平台在正常教学计划外执行，选修16学时，主要包括专业综合实验、学生科技活动、机械设计大赛、校实验创新基金项目等。
2.1.1 基本技能实验平台
基本技能实验平台主要培养学生在机械工程方面所具备的基本实践动手能力；此平台涵盖机械设计软件应用、工艺工装、刀具结构及其应用、检测技术和机电液传动控制五个系列。每个系列又由若干实验项目组成，内容涉及软件基本技能、机床结构分析与工艺基础、常用刀具结构分析、传统检测手段、检测工具、电机控制、液压回路设计与组装等，教学模式采用传统与现代教学方法相结合的方式。
2.1.2 专业技能实验平台
根据DMTC教育理念开设一系列实验，其目的是通过一些综合型、设计型实验，来培养学生实践动手能力和解决工程实际问题的应用能力。此平台涵盖先进设计分析、先进制造技术、先进检测技术、先进控制技术四个系列，每个系列又由若干实验项目组成，内容涉及典型机构动力学分析、数控机床编程加工、特种加工技术、三维逆向技术、液压控制、伺服控制等。实验项目采取小组分工形式，小组中的学生需根据自己专业方向、学习兴趣等从中选修一些实验项目。让学生熟悉整个机械工程的实际流程，强化学生对机械工程专业认识的整体性及全局观。
2.1.3 设计研究型实验平台
计研究型实验平台是通过专业综合应用系列、科技活动、专业技能竞赛等开放性、设计研究型的项目，培养学生基本的创新能力和解决工程实际问题的应用能力，其中专业综合应用系列为三个专业方向必修实验，分别为机构创新设计实验、组合夹具组装实验、机电综合实验；科技活动主要有大学生实验创新性项目、学生科研项目等；专业技能竞赛主要有机械创新设计大赛、数控技能竞赛等。
2.2 实验平台的实践
教学改革面临的首要问题是：整个实验教学体系实施的课时已经超出人才培养的计划课时。要解决这个问题，首先必须转变实验教学的理念，实验教学的目的是为了培养学生基本技能，是学生理论联系实际的纽带，不是完成教学计划任务。我们把基本技能实验平台的全部实验和专业技能实验平台大部分实验安排在人才培养计划课时中执行，专业技能实验平台少部分实验和设计研究试验平台则利用课外执行。开发一些紧密联系工程实际的实验项目，或鼓励学生自带实验项目走进实验室，诱导学生自主学习。
在这几年的实践中，学生申报了高速加工中心切削性能测试、数控机床调试实验、凸轮轮廓形检测实验的开发与设计等大学生创新性实验计划项目；学生参加机械创新设计大赛，累计获得国家二等奖2项，重庆赛区一等奖3项，二等奖5项，三等奖1项。部分学生参与的项目成果已经应用到其它实验教学中，如学生参与教师科研项目研制的凸轮廓线检测仪，已投入到基本技能实验平台的实验教学中；部分系列实验已经发展为职业技能培训项目。如数控车床、加工中心编程实验等发展为数控机床操作培训项目，若通过国家职业技能等级考试就可颁发相应的职业等级证书。
3 探索与实践的几点体会
（1）专业实验教学的改革，必须以机械设计制造及其自动化专业的发展为出发点，兼顾日新月异的科技发展趋势及社会需求。（2）专业实验所涉及的各种技术发展突飞猛进，各种实验仪器设备更新换代也较迅速，仪器设备的投入也比较大，要多途径、多方式解决这个问题，如建立校企联合实验室、校外实验中心、虚拟实验室等。（3）实验室开放这一教学模式逐步得到了学生的认可，学生从中获得了更多的知识与技能，提高了学生的专业素质。同时也提高了实验室的设备利用率，服务了教学。
机械设计制造及其自动技术日新月异，应用型技术人才的需求也随之变化，我们将继续努力，使我们的实验教学体系更加适应社会发展的需求。
重庆理工大学重大教学成果重点培育项目：“一条主线 四维协作”，建立适应机械专业创新人才培养的实践教学和质量保障体系项目资助（[2013]57号） （下转第79页）（上接第75页）
注释
① 卢东宁.高等学校应用型人才培养模式研究[J].西南农业大学学报（社会科学版），2011.7：139-141.
② 杨少卿.改革实验教学模式，培养学生创新能力[J].黑龙江教育（高教研究与评估版），2005.Z2：50-51.
③ 程敏熙，赵芝孟，颜巧莹.简论高等学校理论教学与实验教学的关系[J].实验技术与管理，2001.2：186-189.
④ 张瑞珠，郝用兴.实验教学改革实践与综合实验中心建设的思考[J].华北水利水电学院学报（社科版），1998.2：70-72.
⑤ 徐格宁，陆凤仪，孙大刚，等.创建地方高校国家级机械实验教学示范中心的探索实践[J].实验技术与管理，2010.2：1-3.
⑥ 李仁兴，施江澜.机械实验教学创新及其改革实践[J].职业技术教育，2004.25：55-56.
⑦ 吴景华，尹念东.新建地方高校机械实验教学体系改革的研究[J].黄石理工学院学报（人文社会科学版），2007.4：113-115.
⑧ 李锻能，何汉武，张湘伟.机械工程专业实验教学体系改革的探讨[J].实验技术与管理，2008.3：132-135.
关键词：软件测试；自动化测试；“猴子”测试
中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）009001504
作者简介：鲜征征（1977-），女， 广东金融学院计算机科学与技术系讲师，研究方向为软件开发、软件测试、数据挖掘。
0引言
软件测试是使用人工或自动化手段来运行、检测软件系统的过程，是软件开发必不可少的环节和软件工程实践的重要组成部分，自动化测试是软件测试发展的必然结果。成功实施自动化测试的关键是选用适合自己测试项目的自动化测试工具，然而，不管选用何种测试工具，都会带来相应的测试成本：商业测试工具昂贵，开源测试工具虽然免费，但却拥有较高的使用成本，且免费的测试工具性能比较单一，无法支持整个自动化测试的实施，有时，即使在付出了相应的测试成本后，测试效果依然不如人意。
因此，开发适合自己项目的特定的测试工具将是一种行之有效的解决方案。其中“猴子”自动化测试工具也正是在这样的背景中提出的。由于项目资源投入有限，大型而通用的测试工具的开发和维护需要耗费项目组不少的资源，而具有简单功能的“笨猴子”的开发成本相对于收益是可以接受的。本文将在分析自动化测试的主要技术后给出一个“猴子”自动化测试工具的设计步骤和实现的关键技术，其中的方法可以为将来设计功能更强大的“猴子”测试工具奠定一定的基础。
1自动化测试技术
1.1自动化测试优势
针对手工测试，自动化测试有着很强的优势，即借助计算机的计算能力可以重复、不知疲倦地运行，对数据能进行精确的、大批量的比较，而且不会出错。因此，自动化测试适宜用在需要重复执行机械化的界面操作、计算、数值比较、搜索等方面。应该充分利用自动化测试工具的高效率来帮助测试人员完成一些基本测试用例的执行，从而实现更加快速的回归测试，并提高测试的覆盖率。虽然，自动化测试的目的是帮助人工，但是手工测试仍有很多不可替代的地方，例如很多数据的正确性、界面是否美观、业务逻辑的满足程度等都离不开测试人员的人工判断。因此，为了让软件测试更加顺利和取得更好的效果，通常是自动化测试和人工测试相结合，让其充分发挥各自的优势。
1.2自动化测试工具选择
自动化测试工具可以将复杂的测试工作自动化或半自动化， 减少测试工作量， 提高测试工作效率、减少测试开销， 所以需要选择一个合适的且满足企业信息系统工程环境的自动化测试工具。从开发成本来说，自动化测试工具分为商业、开源和自制的测试工具。根据测试方法的不同，自动化测试工具分为白盒测试工具、黑盒测试工具和测试管理工具。工具和软件开发过程中相关活动的关系如图1所示。
（1）商业测试工具。目前很多软件公司都具有一套自动化测试工具。白盒测试工具的代表有：Telelogic公司的Logiscope，PR公司的PRQA，Compuware公司的DevPartner，Rational公司的Purify，其中前两个是静态测试工具，后两个是动态测试工具。黑盒测试工具的代表有：Rational公司的TeamTest和Robot，Compuware公司的QACenter，Mercury Interactive的WinRunner、LoadRunner 和QTP等。测试管理工具的代表有Rational公司的TeamManager、Compuware公司的TrackRecord等。除此之外，还有专用于性能测试的工具有Radview公司的WebLoad，Microsoft公司的WebStress等工具，针对数据库测试的TestBytes对应用性能进行优化的EcoScope等工具。
虽然，很多大型软件公司都有一套自动化测试工具，但没有一种通用的测试工具可以找到任何软件中的所有Bug。应该根据被测软件的特性来进行合理的选择，此外，上述的测试工具价格都相对较高，从整个软件开发的成本来说也是需要考虑的。
（2）开源测试工具。开源测试工具作为开源软件的重要组成部分，但开源并不意味着完全免费，开源测试工具同样需要考虑使用成本。开源测试工具相对于商业测试工具的优势：相对成本较低，可以根据实际需求对其进行个性化改造。引入开源测试工具也需要考虑成本、选型等问题。
常见的测试管理类开源测试工具有：Bugzilla、Mantis、BugFree。单元测试类开源测试工具有：Nunit、Nmock等。性能测试类开源测试工具有：Jmeter、TestMaker等。自动化功能测试类开源测试工具有：Abbot Java GUI Test Framework、White、Watir等。
（3）自制测试工具。目前，很多软件测试组织其实都已经具备了自己动手开发测试工具的条件。自己动手开发测试工具的优势主要有：购买成本为0；可以有针对性地开发自己需要的那部分功能；可以自己定制需要的功能，随时修改，实现个性化；可扩展性好，可以随时增加新功能；可以充分利用项目组熟悉的语言来开发，从而利用自己的技术优势；可以使用自己熟悉的脚本语言，从而不必使用商业工具提供的“厂商脚本语言”。
虽然，自制测试工具有很多好处，但是也必须考虑随之而来的成本问题。自制测试工具开发的成本主要是指开发时间、人员和维护方面的成本，还需考虑测试工具的实用性，不需要做一个大而全的、面面俱到的工具。因此，通常应当将自制测试工具最好定位在辅助测试、用于解决专门的问题、迫切的问题。在商用工具价格昂贵、开源测试工具也不适用的时候，可以考虑自制测试工具。本文下一章节将着重介绍一个“猴子”测试工具的设计与开发的关键技术。
2“猴子”测试工具设计与实现
2.1“猴子”测试技术的概念
所谓的猴子测试（Monkey Test），即搞怪测试、随机测试，通俗来讲是一种系统对信号因子输入稳健性的测试方法，一般用于计算机软件程序这样的逻辑严密性要求较高的系统。测试者可以进行各种稀奇古怪的操作模式，用以测试软件的稳定度。该测试技术泛指任何形式的，不需要任何人工干预的，随机进行的自动化测试。这种类型的工具之所以称为“猴子”是源于“无限猴子定理”，即“让一只猴子一直在打字机上按键，最终能完成莎士比亚的全部工作”。由于系统的“可重复性”以及系统输入因子“有限性”和“单纯性”，“猴子”测试被广泛用于软件Bug测试。
根据“猴子”测试的原理，有很多可以实现“猴子”测试的方法，一个简单的实现方式是一个能随机产生鼠标点击和键盘输入来模拟用户操作的“猴子”测试工具。 而复杂的实现方式是实现一个“聪明”的“猴子”，构建聪明“猴子”测试工具需要开发和测试资源，而最昂贵的代价是创建模型或状态表[2]。
2.2“猴子”测试工具开发使用的技术
一个“猴子”测试工具的开发主要是语言的选择和接口驱动的设计。本文基于对被测软件（C#语言开发的软件）的考虑，故选用了 C#语言。“猴子”测试工具的实现原理是利用产生鼠标点击和键盘输入事件来模拟用户操作，而Windows GUI 驱动是直接驱动Windows底层的API完成查找GUI控件、驱动鼠标和键盘操作的方式实现对软件的测试。故可以利用Windows系统提供的Windows API完成工具的实现。
2.3“猴子”测试工具的具体实现
（1）功能简述。该“猴子”测试工具主要功能：随机点击界面，输入随机字符和键盘按键，对于某些类型（按钮、可编辑框等）的控件做出特定的动作，监视被测试程序的进程信息，能识别出程序是否出现异常，持续记录内存和CPU使用情况，方便发现是否存在内存泄漏问题，持续截屏，方便追溯和问题定位。
（2）设计原理。“猴子”测试的工作原理是利用测试工具随机产生键盘敲击和鼠标单击事件。因此，利用Windows系统的本机原生函数实现对键盘输入，鼠标点击的模拟，从而创建一个”猴子”进行简单测试。
（3）设计流程。本文的“猴子”测试工具的设计流程如图2所示。
在设计过程中，鼠标操作功能和截屏功能是开发的难点，“猴子”动作规则的设计则是整个工具的核心。
（4）具体实现。
界面设计：“猴子”工具的界面主要包含Bug报告存储地址选择、源字符集、被测程序选择、测试时间间隔选择等。作为一个运用于软件开发过程中以测试相对应的项目而实现的辅小工具，其界面的实现不需要太复杂的功能。
实现鼠标操作功能主要有以下步骤：
首先，引入鼠标触发事件的函数。该函数原型为：
public static extern void mouse_event（int dwFlags， int dx， int dy， int cButtons， int dwExtraInfo）；
其次，设计鼠标相关操作的类MouseAPI，该类定义了鼠标的各种操作，考虑到篇幅有限，这里仅列出该类的主要函数原型及功能说明，如表1所示。
（6）“猴子”动作规则。将该工具之所以用“猴子”来命名，最关键的是它具有猴子天性好动的特性，“猴子”的动作规则主要包含：随机完成鼠标移动和键盘输入、具备一些智能、连续不断地完成一些指定动作。
“猴子”随机完成鼠标移动和键盘输入实现分析：首先获取某个范围内是随机数，然后通过其得到一个当前屏幕中任何一个点的坐标，接着实现鼠标的随机移动。最后使用将指定的字符串数组中某个字符串以键盘输入的方式发送给应用程序。
让“猴子”具备一些智能实现分析：首先将获取光标所在点的窗口类的类名与指定的控件类类名进行比较，进而判断当前鼠标点击的控件，然后做出相应的动作。使用雷同的方法，“猴子”可以识别出按钮控件、静态控件，如标签、出错提示对话框等控件并做出相对应的动作。
让“猴子”连续不断地完成一些指定的动作的实现分析：为使“猴子”能连续不断地完成指定动作，利用Timer控件实现一个计时器，然后通过一个按钮来控制定时器的启动和停止。而“猴子”工作时的所有动作规则都被封装于Timer控件的Tick时间中，这样，在每一个指定的时间段，“猴子”便会执行一次指定动作。
3实验及结果分析
（1）被测对象的选择。为了有效地完成对“猴子”测试工具的有效性检查，被测对象的选择应该是拥有可编辑控件和若干按钮控件的小型软件。本次测试选了一个仅具有加、减、乘、除的简单计算器。
（2） 实验过程。整个实验过程分为如下步骤进行：①设置测试报告存储的位置；②设置键盘输入的字符集。指定字符集所在的文本文件的位置，指定键盘输入的字符串；③指定被测程序；④根据测试的需要，设置“猴子”操作程序的时间间隔；⑤启动被测程序；⑥开始“猴子”测试。
（3）测试结果及分析。考虑到篇幅有限，这里仅给出部分测试结果，分别如图3、图4、图5所示。
通过对实现的“猴子”测试工具的实验，该工具达到预期效果，可以实现一定的自动化测试。“猴子”测试工具开始工作后，“猴子”每隔一段指定的时间就会随机点击被测程序主界面，并在识别到可编辑控件时会随机键入某些字符串，字符串是事先准备好的字符集文本文件中的一部分字符。在连续进行的多次试验中，基本上，在“猴子”进行操作了若干有限步操作后，被测程序的bug便将会被检查出来。当测试进行了一段时间，被测程序的大部分Bug便会被找出并纠正。这之后，再进行“猴子”测试时，Bug的发现变得越来越困难。
4结语
软件测试是软件工程实践中的重要组成部分，自动化测试是软件测试发展的大方向。软件自动化测试实施的关键是自动化工具的选用，而当所有的工具都不适用，或自己开发一个跟项目相适应的工具比应用现有的工具更
能节约成本时，自制一个自动化测试工具便也是一种可供选择的方法。本文设计的“猴子”测试工具是对应于简单的软件进行测试“猴子”原型，针对具体的项目程序的环境，可以进一步完善“猴子”，使其更加智能，从而能发现更多的Bug。
参考文献：
[1]张建，徐宝文.软件测试专辑前言[J].计算机学报，2011（6）.
[2]陈技能.软件测试技术大全[M].北京：人民邮电出版社，2011.
[3]胡铮.软件自动化测试工具实用技术[M].北京：科学出版社，2011.
[4]JAMES BENDER，JEFF MCWHERTER.C#测试驱动开发[M].北京：清华大学出版社，2012.
[5]徐进.自动化软件测试的分析[J].信息技术，2010（3）
[6]单锦辉，姜瑛，孙萍.软件测试研究进展[J].北京大学学报：自然科学版，2005（1）.
[7]王雅文， 宫云战， 杨朝红.软件测试工具综述[J].北京化工大学学报：自然科学版，2007（S1）.
[8]石红霞.软件测试运行规划及自动化测试工具的研究[D].成都：成都理工大学，2011.
[9]宋洁.软件测试技术及自动测试工具的实现[D].北京：北京邮电大学，2007.
[10]XIAO HUABO ， HUANG SHULI. Research in test case method in software testing[C]. ICEET2012， HongKong， 2012.
关键词：数字动态；茶文化；展示设计；体验
“理性愉悦”的概念最早是由300多年前美国的一位博物馆学家提出的，与单纯的娱乐消遣不同，“理性愉悦”含有启发、熏陶、欣赏之意。博物馆应该给前来参观的人们带去思考、观察、探险、想象等体验活动，直到今天，“理性愉悦”这一概念仍然影响着全世界博物馆的展陈设计，而且愈来愈倾向于参观者。博物馆本身是具有教育意义的，动态展示设计让参观者与展览品之间不再是互相脱节、彼此孤立的关系，而是转变成和谐、互动的关系，作为“受教育”的一方，参观者也不再一直处于被动位置，而是能够更为主动地参与到动态展示设计的活动中，通过自身“体验”来汲取知识。
1茶文化的数字动态体验展示设计类型
随着茶文化博物馆的悄然兴起，茶文化有了更加多元化的传播途径，人们在参观博物馆的同时，培养了人文修养、丰富了知识面、提高了文化内涵。以往博物馆主要通过视觉感知来向参观者传递信息，比如原始资料、图片、书籍、字画，或者是文物、器具、蜡像、茶叶等实物，它们都属于二维、三维空间的视觉感知，之于参观者，缺乏互动性，也没有更多深入探究知识的机会。动态体验展示设计强调的是“体验”二字，给参观者生动、逼真、身临其境之感，让人们对茶文化有更深层的感知和了解，我们参观茶文化博物馆，是否对立面的展示品有兴趣，很大程度上取决于视觉、听觉、触觉等感官的感知空间。目前茶文化博物馆常用的动态体验展示设计主要分为四种类型：虚拟空间、动态展示、手工操作、互动体验。本文分别就以上四种类型的展示设计进行解析。
2虚拟空间展示设计
在计算机技术的支持下，创造出一个虚拟的场景或者空间，继而演绎某一历史时期下的茶故事。虚拟空间大多是三维立体成像或者是立体电影的形式，营造出形象逼真、栩栩如生的茶文化氛围，给参观者无比新奇的身临其境之感。
2.1幻影成像
20多年前，西方发达国家的许多公共场所都应用了幻影成像技术，我国是最近几年，在新建的科技馆、博物馆中开始尝试应用幻影成像。它是在“幻影”与“实景造型”相结合的基础上，把拍摄的人物、景色等投射在布景箱的主题模型景观上，最后影像通过半反光、半透明的玻璃与模型景观融为一体，在与参观者的互动中，演绎故事，重现历史。幻影成像最大的特色是直观逼真、栩栩如生，在声音、视觉效果的渲染下，能够引起参与者的共鸣，激发人们的内心情感，非常适合用来演绎茶文化的历史故事。比如：美国波士顿茶叶故事博物馆（Bostonteapartymuseum）通过成像模拟和交互设计重现了一场无比伦比的历史场景———参观者置身于300多年前的商船模型中，通过计算机技术投射人物光影，在“将茶叶融入大海”的欢呼声中，所有参观者一瞬间仿佛穿越到18世纪茶叶贸易垄断的时期，亲眼见证了北美殖民地的人们奋起反抗英国殖民者。同样，中国的茶文化展示设计，同样可以利用幻影成像技术为参观者重现真实的历史事件，比如时期用烟换茶叶、茶马互市等，从而给参观者更加真实的感知和体验。当然，历史事件的重现务必要真实客观，所有的场景、人物、故事都要经过详细考证，绝不能杜撰。
2.2茶数字博物馆
当今时代，“数字”无疑是最具有发展前景的信息技术，数字化的茶博物馆通过3D建模、虚拟现实等技术，再配合动画模型、人机交互等，可以让人们在任何地方、任何时间参观存在于虚拟网络世界中的博物馆。数字化的茶博物馆蕴藏信息之丰富、传播信息之迅速、交流互动之便捷等一系列优势，都是其它展示设计方式所无法比拟的，它没有时间、空间的限制，在广大茶文化爱好者与茶文化博物馆之间搭建起良好的互动平台。
3动态展示与手工操作
3.1茶动态模型
采用新媒体技术、物理原理等，实现了静态茶文化展览品的动态化。比如：要向参观者展示一个小型茶叶制作机械，如果它是二维图片，给人的就是视觉感知；如果它是三维的茶叶制作机械，那么给人的体验就要比二维图片丰富；假如这个机械是四维动态的，那么给参观者的视觉感知就更加丰富了。相比二维平面图片和三维立体静态的展示，人们肯定更喜欢四维动态化的茶模型。又如：“三沸”示意模型的展示，把一些气体融入水中，参观者就会看到《茶经•五之煮》的一幕：如鱼目微有声为一沸、缘边如涌泉连珠为二沸、腾波鼓浪为三沸。动态化的茶模型比静态的墙展、图片、资料陈列更加生动形象，一沸、二沸、三沸之间的区别一目了然。
3.2茶影像体验
采用LED显示屏、投影幕布等，为参观者动态展示茶具、茶叶、茶艺、茶道、茶知识、茶俗等。它的展示形式可以是短小精悍的微电影，比如描述某一件茶事，还可以是弧幕影院那种大视野，给人强烈震撼的影片。总之，充分发挥茶影像技术的优势，能够开拓参与者的事业，让人们对创新的茶科技有更深入的了解，最终实现参与者和茶文化之间的良好互动。除此之外，必定会有更加多元化的多媒体技术应用到茶文化的展示设计中，茶文化的传播途径得以拓展。
3.3采茶制茶
茶叶从茶园走进人们生活的过程，就是采茶制茶的过程，这也是茶文化中不可或缺的重要环节。参观者对采茶制茶充满了好奇，比如：什么样的茶叶既好看又好喝？雀舌、单芽、旗枪到底是什么形状？茶叶的形状也能制作出来吗……等等。茶博物馆完全可以为参观者提供一个可以亲自采摘的茶园，在工作人员的指导下，让人们了解工夫红茶、铁观音、龙井茶等制作流程，人们亲身参与揉捻茶叶，有更多的接触茶叶的机会，通过手工操作掌握茶叶的发酵、干燥工序等。如果场地有限，茶博物馆则可以提供简单的扁担、竹篓、微型揉捻机、炒锅、炭火等采茶制茶的器具，让人们能够参与其中。
3.4壶艺作坊
有句话并非空谈———“器为茶之父”。茶文化的展示设计必然包括了茶壶，茶博物馆可以另辟一个制作紫砂壶、陶泥壶的空间，比如：将一张木质桌子摆放于大厅中间，上面放一些紫砂、泥巴等，以供参观者动手体验。陶艺壶的制作相对简单，它追求一种质朴、稚拙感。紫砂壶的制作流程相对复杂，需要围桶身、敲击泥片、捏塑壶盖，然后再加上壶把与壶嘴，最后还要打磨到色泽光亮。
3.5制作茶点
这部分主要针对一些高品质的茶楼会所而言的，在展示茶餐的同时，可以配以茶点的制作，让顾客了解茶点的制作工具和材料。根据顾客个人所需，可以自由选择茶点口味。茶食、茶点、茶菜深受顾客青睐，人们也更愿意参与到制作茶点的活动中，不仅丰富了各种茶点、茶食的种类，而且有助于促进我国茶叶行业的发展与进步。
4互动体验
4.1营造场景
为了让参观者感受原滋原味的茶文化，茶博物馆可以营造某些具有传承意义的历史场景，并体现出某个时期的风俗文化，从而提高茶博物馆的展陈效果。比如：“藏族酥油茶”、“傣族烤茶”等茶文化展陈设计就是通过营造场景来表现风俗人情的，围绕藏族、傣族的茶事活动来布置环境，包括制茶、品茶、茶艺等，就像符号化的藏族文字、语言、饰物，让参与者融入到藏族的风俗文化中，通过工作人员的讲解和指导，参与者可亲自制作酥油茶，使用藏族礼仪，穿戴藏族服饰，在互动中刺激人们的视觉、听觉、味觉、嗅觉等各感官。营造场景同样要以“真实”为原则，本着科学、客观、严肃的态度重构茶文化、茶历史中的一切人、事、景。
4.2茶道与茶艺
在品茶中获得心灵的启迪、生命的感悟等，即为茶道。活动中可以重现古老的传统茶道，也可以展示现代社会的茶道：布置场景、营造氛围、摆设茶案器具，指导人们正确的奉茶姿态。茶道活动的全过程都在与参观者互动，通过运用礼仪、动手培植等各个环节，提高人们的文化素养。茶艺的侧重点在演示技艺，先由表演者表演、解说茶艺，人们学习怎样通过茶艺泡出茶的色泽和香味，在互动环节，茶艺表演者可以让人们亲自沏炮龙井茶、乌龙茶，向人们介绍不同的朝代是怎么煮茶烹茶的，通过互动演示和交流，原滋原味的茶历史、我国经典的茶文化都将以动态的形式呈现给人们，这无疑是对我国非物质文化遗产的最大保护。
5结束语
在“动态体验”理念的指导下，茶文化的展示设计方式得以丰富和创新，给了参观者叹为观止的视觉体验。与常规的文物博物馆相比，由于茶叶的可饮、可烹、可触、可嗅，让茶文化博物馆的动态体验展示设计更具有趣味性，相信在信息科技的支持下，不久的将来，还将有更加新奇的展示方式让人们去体验。
参考文献
[1]楼亚思.情境中的动态体验———析传统戏剧文化于展示设计的价值[J].艺术与设计(理论),2010,06:53-55.
[2]吕燕茹,张利.新媒体技术在非物质文化遗产数字化展示中的创新应用[J].包装工程,2016,10:26-30+10.
[3]周春江.动态体验式茶文化展陈设计的类型初探[J].农业考古,2013,05:170-173.
[4]杨正宏.多元体验下的博物馆展示设计———以镇江博物馆为例[J].东南文化,2013,05:117-122.
[5]冯文博.数字技术下包装设计发展特征探析[J].包装工程,2014,06:5-7.
[6]张艳,侯绪恩.展示设计新技术对城市形象的提升作用[J].大舞台,2014,08:47-48.
关键词：实践教学基地；综合实践；毕业设计；生产实习；工程能力
作者简介：聂建英（1972-），女，湖南桃源人，中国石油大学（北京）自动化系，讲师；罗雄麟（1963-），男，湖南汨罗人，中国石油大学（北京）自动化系，教授，博士生导师。（北京 102249）
基金项目：本文系2010年教育部第六批高校特色专业项目（项目编号：TS11822）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）15-0080-03
在中国石油大学（北京）（以下简称“我校”）自动化专业实践教学环节中，与专业相关的主要实践课程有：生产实习、过程控制综合实践、计算机控制综合实践以及毕业设计等。但是，在实践教学课程的实际运行中，存在着综合实践课程与生产实习脱节，生产实习严禁学生操作而导致实习效果欠佳等问题。我校作为一所具有鲜明石油特色的高等院校，自动化专业学生毕业后将直接进入石油石化行业就业。校园是大学生学习最重要的地方，强化学生实践和创新能力的工程教育要结合行业和区域特点，建构合理的实践教学体系，实施工程教育创新，提高学生实践和创新能力。[1，2]
一、当前自动化专业实践教学环节存在的问题及改革措施
1.综合实践及毕业设计存在的问题
当前我校自动化专业实践教学缺乏对学生工程意识的培养。校内综合实践及毕业设计题目工程背景呈淡化趋势。自动化专业综合实践以教为主，缺少现场资料，培养的学生“从学校到学校”，工程实践能力不强。不能使学生具有从事实际工作的实用技能。毕业设计选题通常是教师出题，学生选题方式，教师拟定的题目往往与其所授科目及从事的研究方向有关。学生不了解，难以发挥学生的积极主动性。[1]
2.生产实习中存在的问题
实习环节在专业培养计划中肩负着专业理论学习与实践应用直接关联的任务，实习环节的教学内容、教学方式也直接显示了学校的办学特色。过去，我校自动化生产实习的场所均在各石油化工企业，石油石化企业现代化管理制度的日益完善，使得学生进入石油石化企业现场的难度增大，生产单位不愿意接待学生实习，实习的内容在不断简化，学生只能看、不能动手实践，现场实习时间缩短，因此实习教学的效果在下降。但同时，现代化石油石化企业对所接受本科毕业生的要求不仅没有改变反而更高，他们希望大学生到工作现场后能快速适应环境，但是，学生的实际表现往往与他们的期望脱节，学校培养的学生需要经过二次培训才能达到企业的实际要求。
3.实践教学改革措施
在新形势下，高校实践环节如何改革，教学水平如何提高是高校深入教学改革的重要内容。借鉴其他高等院校国家工程训练中心和企业实训基地的建设理念，以及现代仿真技术在石油石化行业的发展应用，半实物仿真基地的建设将成为石油高校主干专业实践教学改革的必经之路。
现代化的炼油和石油化工装置对自动化控制系统的要求越来越高，要对装置和工艺过程进行有效地操作和控制，装置工程师、控制工程师、生产操作人员必须在较短时间内掌握先进的控制技术，熟悉调节控制的方法，全面掌握工艺过程原理及动态特性等一系列与生产操作相关的知识。
学校建设了仿真实践教学基地，为学生提供有效的实践机会，全面提高学生的素质和综合操作技能水平、过程知识和经验，使他们掌握新的、先进的控制系统，熟悉调节控制的方法，全面掌握和了解工艺过程本身的原理以及其动态特性，缩短将来适应工作环境的时间，充分发挥理论和实践相结合的优势。
二、自动化实践教学基地建设
1.建设内容
自动化实践教学基地分两部分建设：催化裂化工艺装置半实物仿真系统；炼油化工过程的仿真培训系统。
炼油化工过程的仿真模拟培训系统由集散控制系统（DCS）和操作培训系统（operation training system，OTS）上下两层系统构成。
催化裂化半实物工艺流程仿真系统，按工业装置实物比例缩小的催化裂化实物仿真装置并与仿真模拟培训系统配套硬件。
2.催化裂化工艺装置半实物仿真系统
按工业装置实物比例缩小的催化裂化实物仿真装置并与仿真模拟培训系统配套硬件，体现提升管反应、两段再生、外取热、原料掺渣油、小回炼、催化裂化产物分离、液化气生产、汽油处理和稳定等过程的等特点。
实物工艺流程仿真装置为全装置，包括反应再生设备、塔、压缩机、机泵、换热器、空冷器等设备构件。以学校提供的某真实炼油厂催化裂化装置进行8∶1比例缩小建设。装置内不运行实际物料，部分重要输入输出数据与实物装置现相联系。以DCS控制系统为中心，反应—再生和分馏系统的重要数据在实物装置上显示，重要阀位数据现场显示和调节双向传送。
各种阀门以及相关仪表包括流量、液位、压力等，所有控制操作在DCS系统上操作完成，现场阀操作在装置现场真实操作，工艺变化的参数为“模拟计算出”的参数，由仿真软件提供。除了半实物催化裂化装置，OTS系统还订制开发了匹配的催化裂化工艺模型。
3.炼油化工过程的仿真模拟培训系统
建设基于霍尼韦尔先进的 ePKS（即Experion 过程知识系统）DCS 控制系统及 Unisim 模拟平台的仿真模拟培训系统。Experion 过程知识系统是最新一代的过程自动化系统，UniSimTM 是业界应用广泛，并经多年工程实践检验的仿真模拟平台。它内置严格的物性库和热力学状态方程，采用模块化的模拟引擎来执行实时的工艺和控制系统动态模拟计算。模型今后可扩展余地很大，能不断添加新的内容，确保今后10到20年不落后，与目前石油石化企业仿真培训系统保持一致，与企业保持技术零距离，使学生得到充分锻炼。建成的仿真系统具备先进性、开放性及标准化，易于今后的不断扩展。
（1）炼油化工过程的仿真模拟培训系统系统结构图。炼油化工过程的仿真模拟培训系统由集散控制系统（DCS）和操作培训系统（OTS）上下两层系统构成。系统总体应具有开放性、标准化、先进性。
（2）炼油化工过程的仿真模拟培训系统基本配置。炼油化工过程的仿真培训系统包括一套ePKS DCS控制系统和一套操作培训系统（OTS）。其中操作培训系统（OTS）含5套Unisim仿真模拟系统和5个标准工艺模型，其中FCC模型需要定制开发，与所建设的半实物工艺流程仿真装置匹配。5个标准工艺模型分别为：常减压蒸馏装置模型（CDU& VDU）、连续重整装置（CCR）、柴油加氢装置（DHDS）、加氢裂化装置（HCU）、催化裂化（FCC）。
每套Unisim仿真模拟系统包括1台仿真模型服务器（兼作模型工程师站），1台教员站（兼作现场站），3台DCS操作站，1台DCS接口通讯站和1台控制模拟站。其中DCS操作站和第一部分的DCS控制系统共享。
