飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器及協(xié)同維修方法
【專利摘要】一種飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器及協(xié)同維修方法。訓(xùn)練器包括教員控制客戶端、飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器和多個(gè)學(xué)員客戶端；其中教員控制客戶端與飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器相連，而飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器則與多個(gè)學(xué)員客戶端相接。教員控制客戶端內(nèi)裝有教員控制客戶端程序、維修任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)和維修結(jié)果評(píng)估模塊。飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器主要包括虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)、共享資源約束機(jī)制、Petri網(wǎng)協(xié)同關(guān)系模型和場(chǎng)景一致性實(shí)現(xiàn)約束。學(xué)員客戶端包括維修手冊(cè)模塊、3D飛機(jī)仿真環(huán)境和駕駛艙內(nèi)視景。本發(fā)明的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器及協(xié)同維修方法有益效果：可完成大型復(fù)雜裝備多人協(xié)同維修的訓(xùn)練，提高維修人員規(guī)范操作、多人協(xié)作的能力。
【專利說(shuō)明】飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器及協(xié)同維修方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于民用航空【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器及協(xié)同維修方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)民航業(yè)的快速發(fā)展，機(jī)隊(duì)規(guī)模不斷擴(kuò)大。與此同時(shí)，民機(jī)系統(tǒng)的集成度和復(fù)雜性也在不斷提高，因此民機(jī)維修工藝日趨復(fù)雜。因此，當(dāng)今民航維修領(lǐng)域亟需解決提高維修訓(xùn)練效率、維修人員的技術(shù)水平等問(wèn)題。
[0003]目前維修系統(tǒng)中的訓(xùn)練方法多種多樣，但大多是以提高熟練操作度為主，因此仿真度不高，達(dá)不到使受訓(xùn)人員身臨其境，感覺(jué)操作力度，操作站位等的效果。例如，波音公司利用改進(jìn)的Dassault/IBM計(jì)算機(jī)輔助三維交互應(yīng)用系統(tǒng)(CATIA)完成飛機(jī)的數(shù)字化拆裝，提供了一種相對(duì)有效的維修性工具。雖然該裝備的分布式結(jié)構(gòu)可容納多人同時(shí)實(shí)訓(xùn)，但是該系統(tǒng)僅用于拆裝訓(xùn)練，但不能實(shí)現(xiàn)維修班組成員的協(xié)同操作，因此實(shí)訓(xùn)的綜合程度不高，訓(xùn)練過(guò)程不完整。另外，雖然少數(shù)機(jī)構(gòu)使用國(guó)外進(jìn)口的機(jī)務(wù)維護(hù)訓(xùn)練器，但這些訓(xùn)練器綜合程度較高，價(jià)格昂貴，而且一次只能容納少數(shù)人員實(shí)訓(xùn)，因此訓(xùn)練效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供了一種基于維修任務(wù)，能同時(shí)訓(xùn)練多名學(xué)員作為一個(gè)維修班組的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器及協(xié)同維修方法。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器包括教員控制客戶端、飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器和多個(gè)學(xué)員客戶端；其中教員控制客戶端與飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器相連，而飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器則與多個(gè)學(xué)員客戶端相接。
[0006]所述的教員控制客戶端內(nèi)裝有教員控制客戶端程序、維修任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)和維修結(jié)果評(píng)估t吳塊。
[0007]所述的飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器主要包括虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)、共享資源約束機(jī)制模塊、Petri網(wǎng)協(xié)同關(guān)系模型和場(chǎng)景一致性實(shí)現(xiàn)約束模塊。
[0008]所述的學(xué)員客戶端包括維修手冊(cè)模塊、3D飛機(jī)仿真環(huán)境和駕駛艙內(nèi)視景。
[0009]本發(fā)明提供的利用上述飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器進(jìn)行的協(xié)同維修方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟:
[0010]1)教員在教員控制客戶端的維修任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇維修任務(wù)，然后傳送給飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器；
[0011]2)飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器接收該維修任務(wù)，并檢索維修任務(wù)特征數(shù)據(jù)庫(kù)，然后通過(guò)特征映射確定主場(chǎng)景和子場(chǎng)景數(shù)據(jù)，并將維修任務(wù)和場(chǎng)景數(shù)據(jù)編號(hào)發(fā)送給多個(gè)學(xué)員客戶端⑶；
[0012]3)學(xué)員客戶端接收到維修任務(wù)和場(chǎng)景數(shù)據(jù)編號(hào)后，加載實(shí)時(shí)渲染的場(chǎng)景數(shù)據(jù)、駕駛艙內(nèi)視景和維修手冊(cè)模塊，駕駛艙內(nèi)視景輸出相應(yīng)的效應(yīng)，多個(gè)學(xué)員將參考維修手冊(cè)模塊中的具體內(nèi)容在3D飛機(jī)仿真環(huán)境和駕駛艙內(nèi)視景中協(xié)同操作，完成維修任務(wù)；
[0013]4)在協(xié)同維修過(guò)程中，飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器將接收各個(gè)學(xué)員客戶端的操作指令以進(jìn)行駕駛艙內(nèi)視景和3D飛機(jī)場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染，并加載基于組件裝配約束關(guān)系的Petri網(wǎng)協(xié)同關(guān)系模型和共享資源控制網(wǎng)來(lái)約束資源派遣次序，之后學(xué)員在3D飛機(jī)仿真環(huán)境的工具庫(kù)和航材庫(kù)中領(lǐng)取拆裝所需的工具和航材，維修過(guò)程中飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器采用鎖同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景一致性，并通過(guò)動(dòng)態(tài)的操作序列數(shù)據(jù)鏈表存儲(chǔ)各學(xué)員客戶端的操作信息;
[0014]5)最后教員控制客戶端接收拆卸序列數(shù)據(jù)鏈表，并利用維修結(jié)果評(píng)估模塊自動(dòng)評(píng)估維修操作任務(wù)完成情況。
[0015]本發(fā)明提供的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器及協(xié)同維修方法的有益效果:可完成大型復(fù)雜裝備多人協(xié)同維修的訓(xùn)練，可提高維修人員規(guī)范操作、多人協(xié)作的能力。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明提供的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中1.教員控制客戶端，2.飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器，3.學(xué)員客戶端。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器及協(xié)同維修方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器包括教員控制客戶端1、飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2和多個(gè)學(xué)員客戶端3 ;其中教員控制客戶端I與飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2相連，而飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2則與多個(gè)學(xué)員客戶端3相接，并且飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2與教員控制客戶端和多個(gè)學(xué)員客戶端3進(jìn)行雙向通信。
[0020]所述的教員控制客戶端I內(nèi)裝有教員控制客戶端程序、維修任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)和維修結(jié)果評(píng)估模塊。教員通過(guò)控制客戶端程序設(shè)定維修任務(wù)，調(diào)用維修任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)，發(fā)送維修任務(wù)及故障信息到虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2，發(fā)送維修任務(wù)工卡或?qū)嵱?xùn)指導(dǎo)書(shū)到學(xué)員客戶端3，并接收虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2傳來(lái)的學(xué)員客戶端3維修任務(wù)過(guò)程中的拆卸序列數(shù)據(jù)鏈表和實(shí)訓(xùn)報(bào)告，利用維修結(jié)果評(píng)估模塊自動(dòng)評(píng)估學(xué)員的實(shí)訓(xùn)結(jié)果和成績(jī)。
[0021]所述的飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2主要包括虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)、共享資源約束機(jī)制模塊、Petri網(wǎng)協(xié)同關(guān)系模型和場(chǎng)景一致性實(shí)現(xiàn)約束模塊。飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2接收教員控制客戶端I發(fā)送過(guò)來(lái)的維修任務(wù)和故障信息，檢索維修任務(wù)特征數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)特征映射確定虛擬飛機(jī)主場(chǎng)景和子場(chǎng)景數(shù)據(jù)，然后將維修任務(wù)和場(chǎng)景數(shù)據(jù)編號(hào)發(fā)送給多個(gè)學(xué)員客戶端3。在協(xié)同維修過(guò)程中，飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2接收各個(gè)學(xué)員客戶端3的操作指令以進(jìn)行駕駛艙內(nèi)視景和3D飛機(jī)場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染，采用鎖同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)學(xué)員客戶端場(chǎng)景一致性，并通過(guò)動(dòng)態(tài)的操作序列數(shù)據(jù)鏈表存儲(chǔ)各學(xué)員客戶端3的操作信息，接收各學(xué)員客戶端3提交的實(shí)訓(xùn)報(bào)告，最后將拆卸序列數(shù)據(jù)鏈表和實(shí)訓(xùn)報(bào)告發(fā)送給教員控制客戶端
1
[0022]所述的學(xué)員客戶端3包括維修手冊(cè)模塊、3D飛機(jī)仿真環(huán)境和駕駛艙內(nèi)視景。維修手冊(cè)模塊由飛機(jī)維修手冊(cè)4麗、151、451、4麗、411^及維修工卡組成。3D飛機(jī)仿真環(huán)境由飛機(jī)主場(chǎng)景和子場(chǎng)景組成，主場(chǎng)景支持飛機(jī)繞機(jī)檢查、勤務(wù)等實(shí)訓(xùn)，子場(chǎng)景由飛機(jī)各個(gè)艙的LRU三維模型組成，LRU三維模型有功能屬性、故障屬性、拆裝屬性。駕駛艙內(nèi)視景由各機(jī)載系統(tǒng)仿真模型組成，包括功能模型、操作模型、故障模型，支持系統(tǒng)的操作、測(cè)試、故障效應(yīng)顯示。學(xué)員客戶端3接收飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的維修任務(wù)和故障信息，驅(qū)動(dòng)駕駛艙內(nèi)視景和3D飛機(jī)仿真環(huán)境輸出相應(yīng)的效應(yīng)，學(xué)員參考維修手冊(cè)，在3D飛機(jī)仿真環(huán)境和駕駛艙內(nèi)視景中協(xié)同操作，完成維修任務(wù)。學(xué)員的操作信息和實(shí)訓(xùn)報(bào)告通過(guò)TCP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2。
[0023]本發(fā)明提供的利用上述飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器進(jìn)行的協(xié)同維修方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟:
[0024]1)教員在教員控制客戶端1的維修任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇維修任務(wù)，然后傳送給飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2 ；
[0025]2)飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2接收該維修任務(wù)，并檢索維修任務(wù)特征數(shù)據(jù)庫(kù)，然后通過(guò)特征映射確定主場(chǎng)景和子場(chǎng)景數(shù)據(jù)，并將維修任務(wù)和場(chǎng)景數(shù)據(jù)編號(hào)發(fā)送給多個(gè)學(xué)員客戶端3 ;
[0026]3)學(xué)員客戶端3接收到維修任務(wù)和場(chǎng)景數(shù)據(jù)編號(hào)后，加載實(shí)時(shí)渲染的場(chǎng)景數(shù)據(jù)、駕駛艙內(nèi)視景和維修手冊(cè)模塊，駕駛艙內(nèi)視景輸出相應(yīng)的效應(yīng)，多個(gè)學(xué)員將參考維修手冊(cè)模塊中的具體內(nèi)容在3D飛機(jī)仿真環(huán)境和駕駛艙內(nèi)視景中協(xié)同操作，完成維修任務(wù)；
[0027]4)在協(xié)同維修過(guò)程中，飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2將接收各個(gè)學(xué)員客戶端3的操作指令以進(jìn)行駕駛艙內(nèi)視景和3D飛機(jī)場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染，并加載基于組件裝配約束關(guān)系的Petri網(wǎng)協(xié)同關(guān)系模型和共享資源控制網(wǎng)來(lái)約束資源派遣次序，之后學(xué)員在3D飛機(jī)仿真環(huán)境的工具庫(kù)和航材庫(kù)中領(lǐng)取拆裝所需的工具和航材，維修過(guò)程中飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器2采用鎖同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景一致性，并通過(guò)動(dòng)態(tài)的操作序列數(shù)據(jù)鏈表存儲(chǔ)各學(xué)員客戶端的操作信息；
[0028]5)最后教員控制客戶端1接收拆卸序列數(shù)據(jù)鏈表，并利用維修結(jié)果評(píng)估模塊自動(dòng)評(píng)估維修操作任務(wù)完成情況。
【權(quán)利要求】
1.一種飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器，其特征在于:其包括教員控制客戶端(1)、飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器(2)和多個(gè)學(xué)員客戶端(3);其中教員控制客戶端(1)與飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器(2)相連，而飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器(2)則與多個(gè)學(xué)員客戶端(3)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器，其特征在于:所述的教員控制客戶端(1)內(nèi)裝有教員控制客戶端程序、維修任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)和維修結(jié)果評(píng)估模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器，其特征在于:所述的飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器(2)主要包括虛擬場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)、共享資源約束機(jī)制模塊、Petri網(wǎng)協(xié)同關(guān)系模型和場(chǎng)景一致性實(shí)現(xiàn)約束模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器，其特征在于:所述的學(xué)員客戶端(3)包括維修手冊(cè)模塊、3D飛機(jī)仿真環(huán)境和駕駛艙內(nèi)視景。
5.一種利用權(quán)利要求1所述的飛機(jī)數(shù)字化協(xié)同虛擬維護(hù)訓(xùn)練器進(jìn)行的協(xié)同維修方法，其特征在于:所述的方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟: 1)教員在教員控制客戶端(1)的維修任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇維修任務(wù)，然后傳送給飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器(2); 2)飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器(2)接收該維修任務(wù)，并檢索維修任務(wù)特征數(shù)據(jù)庫(kù)，然后通過(guò)特征映射確定主場(chǎng)景和子場(chǎng)景數(shù)據(jù)，并將維修任務(wù)和場(chǎng)景數(shù)據(jù)編號(hào)發(fā)送給多個(gè)學(xué)員客戶端⑶； 3)學(xué)員客戶端(3)接收到維修任務(wù)和場(chǎng)景數(shù)據(jù)編號(hào)后，加載實(shí)時(shí)渲染的場(chǎng)景數(shù)據(jù)、駕駛艙內(nèi)視景和維修手冊(cè)模塊，駕駛艙內(nèi)視景輸出相應(yīng)的效應(yīng)，多個(gè)學(xué)員將參考維修手冊(cè)模塊中的具體內(nèi)容在3D飛機(jī)仿真環(huán)境和駕駛艙內(nèi)視景中協(xié)同操作，完成維修任務(wù)； 4)在協(xié)同維修過(guò)程中，飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器(2)將接收各個(gè)學(xué)員客戶端(3)的操作指令以進(jìn)行駕駛艙內(nèi)視景和3D飛機(jī)場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染，并加載基于組件裝配約束關(guān)系的Petri網(wǎng)協(xié)同關(guān)系模型和共享資源控制網(wǎng)來(lái)約束資源派遣次序，之后學(xué)員在3D飛機(jī)仿真環(huán)境的工具庫(kù)和航材庫(kù)中領(lǐng)取拆裝所需的工具和航材，維修過(guò)程中飛機(jī)虛擬仿真系統(tǒng)服務(wù)器(2)采用鎖同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景一致性，并通過(guò)動(dòng)態(tài)的操作序列數(shù)據(jù)鏈表存儲(chǔ)各學(xué)員客戶端的操作信息； 5)最后教員控制客戶端(1)接收拆卸序列數(shù)據(jù)鏈表，并利用維修結(jié)果評(píng)估模塊自動(dòng)評(píng)估維修操作任務(wù)完成情況。
【文檔編號(hào)】G09B9/08GK104504958SQ201410811732
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】錢(qián)文高, 耿宏, 馬紅巖, 郝磊, 秦慶霞 申請(qǐng)人:中國(guó)民航大學(xué)