生物医药分院以产教融合为平台，注重内涵式发展与教学质量提升，致力于培养高素质技术技能人才。然而，在实习、实训等实践教学环节中，细胞培养反应器、精密层析柱等实物设备价格昂贵，一旦操作失误便可能造成高额损耗；而单纯采用虚拟仿真教学，学生又难以体验到真实设备的触感以及参数变化所带来的“真实反馈”。 

针对以上情况，江西管理职业学院生物医药分院与北京欧倍尔软件技术开发有限公司合作开发“细胞培养生产抗体药生产工艺仿真控制系统”，采用半实物仿真实训教学，充分利用虚拟现实技术，通过50L一次性生物反应器、碟片式离心机等设备，将专业理论与实践教学有机融为一体，贴近生产实际，不断完善实践教学体系建设，加快培养更多适应新技术、新业态、新模式的高素质技术技能人才。
 

一、系统简介

江西管理职业学院生物医药分院致力于打造一款聚焦生物制药领域的半实物仿真教学系统，深度融合细胞培养与抗体纯化工艺。软件能够模拟生物反应器，细胞培养过程中的各种参数控制及反馈机制，还模拟使用碟片式离心机从培养液中分离出目标细胞或抗体，以及后续的层析纯化过程，并在以上过程中结合实物仪表或阀门联动，完成整个操作流程，是连接理论教学与产业实践的“微缩工厂”。

二、系统特点：半实物虚实结合为核心优势

1.虚实协同，操控真实设备：学员通过软件界面发送指令（如设定反应器温度0-50℃、离心机转速0-7500rpm），实物设备同步响应运行；同时，设备的温度、pH、DO值等17项仪表数据实时回传至虚拟界面，形成“虚拟指令-实物执行-数据反馈”的闭环。学生能直观看到“参数调整如何影响设备运行效果”。这种“动手-观察-验证”的过程，帮助学生建立“参数设定→设备响应→生产结果”的完整认知链条，彻底告别“看课本记参数”的抽象学习。
 

2.全链覆盖，还原生产细节：系统数学模型基于传热、传质等物理原理构建，能动态反馈细胞密度（延滞期-死亡期变化）、营养物质消耗（葡萄糖/谷氨酰胺浓度）、产物生成（乳酸/抗体含量）等复杂过程，高度还原真实生产逻辑。这种“全链模拟+动态反馈”的设计，避免了传统教学中“碎片化操作训练”的弊端，学生必须理解各环节间的逻辑关联（如温度影响细胞活性，细胞活性影响抗体产量），才能完成全流程操作。通过反复练习，学生不仅能熟练掌握设备使用方法，更能深入理解“为什么需要控制这些参数”“不同参数如何共同作用于最终产品”，真正从“会操作”升级为“懂工艺”。
 

3.智能教学，强化技能训练：系统内置“双模式”教学——练习模式下，界面带操作提示，如同“虚拟导师”引导学员熟悉流程；考核模式屏蔽提示，结合压力过高、溶氧异常等8类报警功能，自动生成操作成绩单，精准评估学员对参数控制、设备运维的掌握程度。仿DCS界面高度复刻真实生产环境，学生在训练中提前熟悉车间操作界面，上岗后能快速上手。这种“学-练-考-实战模拟”的闭环，不仅提升了学生的操作熟练度，更培养了其“按规范操作、遇问题应变”的职业素养，大幅缩短从课堂到车间的适应周期。

半实物系统以虚实融合的独特优势，既让学生在近乎真实的场景中锤炼实操能力，又借虚拟仿真技术精准模拟添加物料、液位变化等动态过程，从根本上实现了实训资源的集约利用，大幅降低了设备维护与运营成本。当技术的迭代持续为其注入新动能，应用场景不断向教育与培训的深层需求延伸，半实物系统必将成为赋能人才培养的核心引擎 —— 它不仅是连接理论与实践的桥梁，更将以更高效、更精准的方式，孕育出一批批兼具扎实专业功底与卓越实践能力的新时代工匠，为制药产业升级与社会发展筑牢人才根基。