随着现代石油处理技术的持续发展,石油化工企业在智能化水平和生产效率上得到飞速提升,工艺流程越来越复杂,自动化程度不断提高,化工类职业院校传统课堂教学的培养方式已经满足不了企业对技术工人实际操作与故障排除能力的要求。针对现有的考评系统出卷效率低下和故障模拟缺乏三维沉浸感的问题,本文设计了基于VR(虚拟现实)的仿真工厂智能考评与故障模拟系统,帮助企业和学校培养符合现代化石油化工生产需求的技术人才。主要工作包括:(1)研究了仿真工厂基于混合遗传算法的智能考评算法。首先,介绍了遗传算法和模拟退火算法的概念与算法流程,比较了两个算法的特点,研究了混合遗传算法,混合遗传算法将遗传算法和退火算法的优点融合到一起,在解决组合优化问题上有明显的优势,随后研究了考评系统中智能组卷的问题,本质上就是求解带约束多目标优化问题,通过对组卷问题数学建模,设计了基于混合遗传算法智能组卷算法,通过实验验证了该算法优秀地解决了智能组卷问题。(2)设计了仿真工厂智能考评与故障模拟系统的总体架构。利用模块化设计的思路,将系统分为了场景模拟子系统、故障模拟子系统、智能考评子系统三个部分,并对子系统进行了介绍,为后面子系统的详细设计提供了方向。(3)详细地设计了场景模拟子系统。通过儿何建模技术构建了三维场景模型,用Maya进行建模,Unity3D驱动三维模型,并就虚拟场景的人物漫游、人机交互、UI设计与多人协作模块进行了详细设计,最后设计了 DCS与虚拟场景通信的OPC客户端,实现了虚拟场景与DCS模型服务器实时无误数据通信。(4)详细地设计了故障模拟子系统。设计了故障模拟子系统的整体框架,对原油及水处理场景中常见的故障类型和排除方法进行了总结归纳,使用虚拟现实技术实现三维故障的模拟,并就三维故障的可视化和故障排除的可视化进行了详细的设计,实现了二维故障模拟到三维故障模拟的转变。(5)详细地设计了智能考评子系统。设计了智能考评子系统的整体框架,主要包含了教师站和学员站,对于教师站的出卷模块采用了上面介绍的混合遗传算法进行智能出卷,提高了考评系统的出卷效率和智能化程度。本文设计的基于VR的仿真工厂智能考评与故障模拟系统应用于新疆石油技师学院原油及水处理培训中,达到预期的培训效果。