1、基于云端视觉计算建设全球先进的工科实验教学平台高琪瑞清华大学能源与动力工程系高工、实验室主任目录01 视觉计算在工科实验教学中的应用02 全球先进的工科实验教学平台建设CONTENTS视觉计算在工科实验教学中的应用The Application of Visual Computing in Engineering Experiment Teaching01传统工科实验教学的四大问题The Four Major Problems of Traditional Experimental Teaching实验条件不充分实验条件不允许实验条件不满足实验条件不具备做不到高标准实验做不好高成本实验做不了高

2、危险实验做不上高复杂性实验The Advantages of Visual Computing in Engineering Experiment Teaching 视觉计算在工科实验教学中的优势不受现有实验教学条件限制突破学习时间空间条件限制抽象的教学内容直观展示教学内容可依所需延申或压缩想象性Imagination沉浸感Immersion交互性InteractionCRM 反馈度Feedback专注度Focusing自由度FreedomApplication Characteristics of Visual Computing in Engineering Teaching 视觉计算在工

3、科实验教学中的应用特点高教司【2013】94号关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设建设国家级虚拟仿真实验教学中心2013New Future on Cloud教育部高教司高校20021高教厅【2017】4号教育部办公厅关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知建设示范性虚拟仿真实验教学项目高教涵【2018】5号教育部关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知大规模建设国家级虚拟仿真实验教育项目高教【2019】8号教育部关于一流本科课程建设的实施意见建设虚拟仿真“一流课程”高教司涵【2021】10号教育部高等教育司关于开展虚拟教研室试点建设工作的

4、通知建设虚拟教研室建设单一的虚拟仿真实验课程建设线下虚拟仿真实验教学中心尝试线上建设模式建设国家级虚拟仿真教学项目大规模建设国家级虚拟仿真实验教学资源建设线上统一平台项目持续开放共享建设虚拟教研室试点视觉计算在工科实验教学中的应用情况The Application of Visual Computing in Engineering Experiment Teaching国家级虚拟仿真实验中心300国家级虚拟仿真教学一流课程728虚拟仿真教学项目3247数据来源：教育部公开数据搜集视觉计算在工科实验教学中的应用情况The Application of Visual Computing in E

5、ngineering Experiment Teaching2300万次春季学期教育部虚拟仿真平台总访问量2020年春季数据来源：教育部公开数据搜集视觉计算在工科实验教学中的应用情况The Application of Visual Computing in Engineering Experiment Teaching分配不均共享化程度低终端单一运行卡顿资源Resource运行操作Operation设备场所固定维护问题多使用&维护Use&Maintenance视觉计算在现有工科实验教学中的问题Problems of Visual Computing in Existing Engineeri

6、ng Experiment Teaching 全球先进的工科实验教学平台建设The Construction of the worlds advanced engineering experimental teaching platform 01视觉计算的现状The state of Visual ComputingCUDA GPU用户10亿云端GPU算力2.51020CUDA 下载速度24M2000GPU Apps数据来源：英伟达GTC 20211X(100 hrs)2X(42 hrs)3X(32 hrs)4X(27hrs)9X(11 hrs)13X(8 hrs)P100（2016）V100

7、（2017）V100（2018）V100（2019）A100（2020）A100（2021）ChromaGROMACSQuantum EspressoRandom ForestTensorFlowPyTorchVASPAmberMILCNAMDGPU硬件运行速率全栈优化5年内提升13倍数据来源：英伟达GTC 2021视觉计算的现状The state of Visual Computing互联网+教育The Internet+Education常态化疫情防控Normalized epidemic prevention and control云服务的发展Development of cloud s

8、ervices云在工科实验教学中的应用The Application of Cloud Computing in the Experimental Teaching of Engineering1.41.622.34.23.40123452016.122017.122018.122019.122020.32020.122016-2020年在线教育用户规模30.25.511.221.519.516.115.60102030金融制造物流零售文娱教育医疗（亿人）2019-2020年中国七大行业产业互联网指数平均指数：17.0数据来源：CNNIC第47次中国互联网发展状况统计报告、艾瑞咨询：2019-

9、2020年中国产业互联网指数报告云在工科实验教学中的应用The Application of Cloud Computing in the Experimental Teaching of EngineeringCRM 视觉&云计算的三大支撑技术视觉计算和云Visual Computing and Cloud Computing存储StorageCRM CRM 网络Internet计算-虚拟化Computing-Virtualization视觉计算在云端应用的技术优势The Technical Advantages of Visual Computing in the Cloud Comput

10、ing类别传统教学视觉计算基于云的视觉计算加载方式预载数据，等待时间长无需预载，即点即用运行速度慢，时常卡顿实时渲染，秒级运行运行终端设备对终端设备要求高支持PC网页端、移动端、微信等，轻量化泛终端，使用场景丰富浏览器配置浏览器需支持WebGL/Web3D等HTML5特性支持主流浏览器，无特殊要求版权保护数据模型下载至本地，安全性差云端加载，有效保护课程版权安全维护管理维护困难，管理成本高集中管理，方便维护共享方式共享困难，利用率低可控共享学习场景固定终端、固定场所任意时间，任意地点基于视觉计算和云的教育模式是工科实验教学发展的必然趋势The educational model based o

11、n visual computing and cloud is the inevitable trend of the development of engineering experimental teaching传统工科实验教学设备仪器智能化转型研究国家级实验教学示范中心挂牌20020基于视觉计算，利用虚拟仿真解决传统工科实验做不到、做不好、做不上、做不了的问题国家“科技进步奖”一等奖科研成果转化1000MW火电厂的虚拟仿真系统受到国内外师生高度认可获评国家级虚拟仿真实验项目依托视觉计算和云，实现教学资源共享，泛终端快速访问New Future on Cloud全球先

12、进的工科实验教学平台建设The Construction of the Worlds Advanced Engineering Experimental Teaching Platform 建设全球先进的工科实验教学平台技术框架Technical Framework全球先进的工科实验教学平台服务平台运营平台计算平台基础信息操作系统存储资源池实时传输GPU调度平台监控计费服务云渲染数据存储订单服务实例调度应用发布计算资源池网络虚拟化Re.Lab-x数据来源：清华大学能源与动力工程系虚拟仿真实验统计数据专业数量9个课程数量16门年实验学时22400小时实验项目32项年实验学生数700人全球先进的工科实验教学平台开展情况The Development of the Worlds Advanced Engineering Experimental Teaching Platform此处有15s 宣传片THANKS