虚拟维修在航空发动机维修专业中的应用研究
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虚拟维修在航空发动机维修专业中的应用研究
祖以慧1  海雯炯2  李秀静3
（成都航空职业技术学院，航空工程学院，四川 成都 610100
成都航空职业技术学院，航空工程学院，四川 成都 610100；南通理工学院，计算机与信息工程学院，江苏 南通 226002） Zu Yihui 1  Hai Wenjiong 2  LiXiujing 3
(Chengdu Aeronautic Polytechnic,College of Aeronautical Engineering, SiChuan Chengdu610100)
(Chengdu Aeronautic Polytechnic,College of Aeronautical Engineering, SiChuan Chengdu610100)
1引言
鉴于高职院校学生的培养注重“理实结合”的特点，而且实践环节在整个人才培养方案体系中所占比重逐渐增大，尤其是航空发动机维修专业作为培养维修飞机“心脏”的技术技能人才，更需要注重学生的动手实践能力培养，但限于学校经费及场地的限制，实践环节往往不能很好的保证，在此背景下，虚
拟维修的引入迫在眉睫，其不仅在时间、空间、地域上使维修训练变得更有效率、更容易，同时节约了维修成本，同时可以激发学生兴趣，是一种新教学方法的尝试和变革。 虚拟维修（Virtual Maintenance）[1]中的“虚拟”是将真实世界进行数字模拟，虚拟维修依托于计算机仿真技术、信息技术和虚拟现实技术，在“虚拟的工作车间”模拟真实的维修过程和对维修作业的可视化管理，本质就是高逼真度的模拟现实世界的视觉、听觉和动作的人机交互技术，通过使用计算机仿真技术处理复杂的仿真数据在可视化的情况下实现可视化管理[2]。 2存在的问题
传统发动机教学存在的问题，（1）航空发动机价格高昂，院校经费的限制，可用于教学的设备投入数量少，通常是分组教学，或者很多同学围在一起听实训老师的讲解，共享几台设备，教学效果不佳；（2）维护、维修设备会花费大量的人力和物力，使得设备投入更加困难；（3）设备不能及时更新，实践教学内容偏老旧；（4）如若操作不当，不仅会损坏设备，也容易造成人员受伤；鉴于以上存在的诸多问题，虚拟维修的引入不仅解决了成本投入的问题，同时每个学生都可以通过客户端进行操作，模拟真实的维修过程，实现教、练、考、评的四级体系，同时学生自己动手操作会更深入的了解和学习，激发学生学习兴趣[3-8]。 3系统架构分析
虚拟维修训练系统从整体架构上分为四个层次，分别为任务输入-系统决策-方案配置决策响应来实现人机交互，主要架构如图1
所示：  图1系统主要架构图 维修资源根据用户维修任务的输入进行配置，任务分为教学
公务员 专业分类
演示、训练、考核三个模块。教学演示模块学员可以调用FLASH
宁波象山邮编教学文件进行观摩学习，训练和考核模块都需要先加载虚拟仿真场景和三维模型，中间层是可视化模块和专家模块，通过系统决策给出维修资源的配置方案和维修方案，维修资源调用方案是系统基于用户需求的角度给出的维修资源调用方案，系统会记录维修人员的整个操作流程，依次流程作为维修人员是否操作规范的依据。考核和评价的因子主要是操作步骤和操作时间，而每一个操作的复杂程度不同，所以需要耗费的时间也不同，本系统建立了一个时间模型进行评估。
虚拟维修可视化模块的实现是用户通过计算机对场景和模型
的操作交互，用户通过鼠标、键盘等触发动作，系统以命令的形式发给操作系统，操作系统通过响应命令呈现给用户以反馈，实现与场景的交互；故障诊断模块以及专家模块通过封装和动态链接库技术（DLL），在主程序中加载调用，诊断工具为基于单元要素的仪表设计作为创新点，能够满足用户的需求，更加方便和灵活，可移植性强。模块化设计的优势在于开发人员可以同步进行，
节省开发时间，同时模块化设计有利于系统的维护。维修手册（AMM）等作为外部辅助资源，以PDF 的形式呈现给用户参考。 参考文献
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作者简介：
祖以慧（1989.12－），性别女，吉林长春人，初级，工学硕士，
主要研究虚拟维修、故障诊断方向。
海文炯（1975.03-），性别女，四川资阳人，副教授，工学硕
士，主要研究航空发动机维修方向。
李秀静（1989.03-），性别女，辽宁锦州人，讲师，工学硕士，
主要研究计算机软件开发方向。

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