虚拟现实技术在飞机维修人员培养中的应用探讨

虚拟现实技术在飞机维修人员培养中的应用探讨

潘慧

身份证号321284199112310228，上海市 201323

摘要：本文探讨了虚拟现实技术在飞机维修人员培训中的应用。基于飞机维修人员培训的实际情况，分析了困扰飞机维修人员培训机构和航空公司的实际问题，探讨了如何应用虚拟现实技术建立航空维修培训系统，提高飞机维修人员的培训质量。本发明可以提高飞机维修教员的学习兴趣和实践能力，降低飞机维修人员的培训成本，提高飞机维修人员的培训效率，有效提高飞机维修人员的培训质量。

关键词:飞机维修人员培训；虚拟现实

当今社会，民航业发展迅速，民用飞机的数量与日俱增。与此同时，维护飞机安全的飞机维修人员的数量需求也越来越大。因为航空安全关系到人民的生命财产安全，是每一家航空公司的生命线，所以对机务人员的机务素质要求很高，要求每一个机务人员都要达到机务相应岗位的要求。正是因为国内对民航飞机维修人员的需求量大，要求高，所以国内很多高校都开设了飞机维修相关专业来培养民航飞机维修人员，各航空公司也会对自己的飞机维修人员进行相应的培训，以达到岗位要求。但是，目前无论是高校的机务人员培养模式，还是航空公司的机务人员培养模式，都还是基于传统的培养模式，存在很多问题。

一、困扰各学院、各航空公司飞机维修人员培养的现实问题

1.1飞机维修人员培养模式落后。

目前，航空院校和航空公司培养飞机维修人员的方式仍然是传统的纸质教材、视频动画、多媒体课件和CBT媒体，理论知识主要由教师讲授，学生理解和记忆。实践内容以教师操作示范和学生实训为主。这种传统的飞机维修人员培训方式无法模拟飞机维修的真实环境，知识和技能主要是单向输入。学生在学习过程中往往缺乏对飞机维修训练的兴趣、互动、知识技能的流动性和沉浸感。

1.2有些飞机维修训练内容不能进行实物。

飞机维修人员的实训需要大量的设备来进行实训，但是由于很多航空设备都非常昂贵，所以在培养飞机维修人员的过程中，无论是航空院校还是航空公司都不可能全部使用实际设备来进行飞机维修人员的实物培训。虽然一些航空院校和航空公司也购买了昂贵的设备来培训飞机维修人员，但由于设备在使用中的丢失和损坏，一些项目无法大规模进行实物培训。

1.3飞机维修人员培训成本高。

在培养飞机维修人员的过程中，需要大量的仪器、设备和耗材，而这些仪器、设备和耗材的价格都比较高。同时，为了保证仪器、设备和耗材的有效性，需要对仪器、设备和耗材进行管理和维护，还需要大量的人力和财力对存放仪器、设备和耗材的场所进行管理和租赁，使得飞机维修人员的培训成本居高不下。

1.4飞机维修人员培训效率低。

首先，航空院校和航空公司仍然采用传统的纸质教材、视频动画、多媒体课件、CBT媒体等手段对飞机维修人员进行培训，完成飞机维修人员的培训内容需要较长的时间。

其次，由于飞机维修人员的训练设备价格昂贵，而各航空院校和航空公司的维修训练设备有限，很难满足所有飞机维修人员同时使用的需求，而且还要考虑训练的安全性和设备的损耗。这样飞机维修人员在飞机维修训练时只能轮流训练。以上两个主要原因导致了飞机维修人员培训的低效。

1.5一些存在安全隐患的维修培训内容无法有效实施。

航空安全是民航业的生命线。飞机维修人员的训练要求必须在保证人员和设备安全的前提下进行。但一些特殊的飞机维修训练内容存在一定的安全隐患。如果飞机维修人员的故障排除训练处理不当，可能会对飞机维修人员和设备造成损害。这些高风险的飞机维修训练内容，目前只能在模拟器或模拟设备中进行，而且模拟器使用起来价格昂贵，这些涉及飞机安全的训练内容往往训练不充分。

二、解决方案

传统的飞机维修人员培养方法难以培养出完全符合岗位要求的飞机维修人员，因此有必要引入新的飞机维修人员培养方法来解决上述问题。应用虚拟现实技术建立基于工作场景的航空维修训练系统是解决方案之一。

2.1虚拟现实技术

所谓虚拟现实，就是虚拟与现实的结合。从理论上讲，虚拟现实技术(VR)是一种计算机仿真系统，利用计算机生成一个环境来模拟现实，使用户沉浸在虚拟环境中，体验虚拟现实世界。虚拟现实技术通过计算机技术将现实生活中的各种数据输入计算机系统产生电子信号，并与各种输出设备相结合，使之成为人们能够感受到的虚拟现实场景。这些场景可以是现实中的实物，也可以是我们生活中看不到的东西，通过三维仿真场景表现出来。因为这些东西不是我们直接能看到的，而是通过计算机技术模拟建立的现实世界，所以叫虚拟现实。

2.2虚拟现实航空维修训练系统

利用虚拟现实技术，为民航飞机维修人员的飞机维修训练建立三维虚拟现实飞机维修场景。飞机维修训练员在虚拟现实飞机维修场景中进行飞机维修训练，飞机维修人员与系统的交互是飞机维修训练的内容。飞机维修培训师身临其境，通过多感官刺激营造沉浸感和临场感。而且，该系统可以根据训练者的训练需求自主选择训练模块和训练类型，还可以在虚拟现实场景中对飞机维修训练者进行飞机维修评估。

2.3虚拟现实技术在飞机维修人员培训中的应用优势

(1)增强飞机维修教员的学习兴趣。虚拟现实航空维修训练系统引入后，学员在虚拟现实中学习真实的飞机维修场景。在虚拟场景中，学生通过真实的训练过程掌握飞机维修训练的知识和技能，避免了死记硬背，提高了学生的学习兴趣。

(2)提高飞机维修人员的实践能力。

引入虚拟现实航空维修训练系统后，可以通过虚拟现实系统设置飞机维修训练的内容，飞机维修训练员可以在系统设置的虚拟现实场景中进行飞机维修训练。虚拟现实场景中的飞机，可以是系统设置下的某一线民航主力机型，也可以是某机型的具体工作内容。飞机维修培训内容与一线飞机维修工作内容一致，学以致用，能有效提高飞机维修人员的实践能力。

(3)降低飞机维修人员的培训成本。

引入虚拟现实航空维修训练系统后，飞机维修训练员使用的维修训练飞机、仪器、设备、耗材不再需要全部实物，部分训练内容可以通过虚拟三维场景实现。教练机可以在训练过程中不考虑仪器、设备、耗材的成本、损坏和损耗而达到训练目的，只需要支付虚拟现实航空维修训练系统的维护和场地费用，因此大大降低了飞机维修人员的训练成本。

(4)提高飞机维修人员培训效率。

一方面，在传统的飞机维修人员培训方式中，飞机维修培训的内容分为不同的知识和技能模块，培训人员要学习和培训所有的知识和技能模块，耗时较长。引入虚拟现实航空维修训练系统后，许多飞机维修内容被整合为综合飞机维修工作内容。教员在虚拟的真实环境中进行训练，将自己的知识和技能从分散的知识中整合成一体化的工作内容，可以有效提高飞机维修人员训练的效率。另一方面，在虚拟现实场景中训练飞机维修人员，不涉及仪器、设备和耗材的成本、损坏和损耗，所以我们只需要根据训练需要配备足够的虚拟现实训练设备，就可以在相同的时间内训练更多的飞机维修人员，可以有效提高飞机维修人员训练的效率。

(5)提高航空器维修人员的安全培训。

飞机维修人员不仅要保证飞机在维修过程中的安全，还要保证维修人员自身的安全。所有的训练都要在安全的前提下进行。但是在实际的维修工作中，一些紧急情况下会存在一些隐患，针对这些隐患很难得到有效的培训。引入虚拟现实航空维修训练系统后，可以利用虚拟现实系统对紧急情况下存在安全隐患的工作内容进行有效训练，既达到了有效训练的目的，又解决了训练中存在的安全问题，可以有效提高维修训练的安全性。

(6)建立检验飞机维修人员培训质量的新途径。

由于设备和场地的限制，传统的飞机维修人员培训方法无法有效检查和考核某些维修工作内容。引入虚拟现实航空维修训练系统后，虚拟现实维修系统建立的虚拟场景可以有效地检查和评估一些受实际维修训练限制的维修内容，建立了检查飞机维修人员训练质量的新途径。

三、拓展应用

虚拟现实训练系统不仅可以应用于飞机维修人员的培训，还可以应用于其他技能要求高、实用性强、安全性要求高的行业。根据不同行业的特点，利用虚拟现实在真实的三维工作场景中对不同行业的员工进行培训。比如可以设置铁路机车维修的工作场景，对铁路机车维修人员进行培训。我们可以建立船舶维修的工作场景，培训船舶维修人员。它可以虚拟医生手术的真实工作场景，训练医生的操作等。，具有一定的推广性。

四、结论

本文从飞机维修人员培训的实际情况出发，分析了困扰航空院校和航空公司的飞机维修人员培训方法，并针对部分飞机维修培训内容无法实物进行、飞机维修人员培训成本高， 飞机维修人员培训效率低，一些存在安全隐患的维修培训内容无法有效实施。 介绍了如何利用虚拟现实航空维修训练系统，增强飞机维修教员的学习兴趣，提高飞机维修人员的实践能力，降低飞机维修人员的培训成本，提高飞机维修人员的培训效率，增强培训的沉浸感，提高飞机维修人员在培训过程中的安全性，建立检验飞机维修人员培训质量的新途径。

参考文献：

[1]于潞.虚拟现实技术在航电专业机务维护训练中的应用研究.仪表技术.2020.09

[2]郭巍.某型飞机机务虚拟训练系统的设计与现实.信息记录材料.2016.06

[3]范士娟.基于虚拟现实的铁路机务检修培训系统.内燃机车.2006.08

[4]刘明.沉浸式虚拟现实技术的教育应用与挑战[J].教育现代化.2018.5(51)

[5]闫坤茹.虚拟现实教育的研究现状及发展趋势—基于2014-2019中英文期刊文献分析.机电产品开发与创新.2019.0963