基于AHM的機務工程輔助教學軟件開發(fā)及應用

姜穎　陳聰

摘 要 AHM是波音公司研發(fā)的一個自動化的維護決策支持系統(tǒng)，是機務維修技術人員在工作中使用較為頻繁的系統(tǒng)之一，但由于系統(tǒng)權(quán)限較高且使用實時數(shù)據(jù)，不能直接應用于機務專業(yè)的普通教學。針對課堂教學需要，結(jié)合機務工程專業(yè)人才培養(yǎng)的需求及特點，本文開發(fā)了波音公司AHM的模擬輔助教學軟件，豐富教學內(nèi)容及教學手段，達到提高學生工程實際應用能力，并提高教學質(zhì)量的目的。

關鍵詞 機務工程 AHM系統(tǒng) 多媒體教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.03.025

0 引言

機務工程類專業(yè)主要培養(yǎng)滿足國內(nèi)外航空維修企業(yè)需求、具備高水平維修專業(yè)技術的工程技術和管理人才。在就業(yè)率保持穩(wěn)定增長的大趨勢下，機務類專業(yè)建設工作，也一直著力于提高學生工程實際應用能力，使畢業(yè)生能夠快速適應企業(yè)需求。

飛機健康管理（Airplane Health Management，AHM）系統(tǒng)的使用，使基于大數(shù)據(jù)的飛機遠程狀態(tài)實時監(jiān)控得以實現(xiàn)，可以有效地提高航空公司的飛機運行效率。AHM系統(tǒng)在B777和B747-400機隊中得到廣泛應用，在B787中，AHM系統(tǒng)更將成為飛機的標準配置。[1，2]維修方式的不斷發(fā)展，使維修企業(yè)對維護人員的綜合能力提出了更高的要求。因此，本文針對機務工程中飛機健康管理技術人才的培養(yǎng)問題進行了研究。

目前，很多航空公司都將AHM系統(tǒng)作為員工培訓的重要支持手段。但由于用戶權(quán)限的限制及課堂教學本身的特點，還無法將AHM系統(tǒng)直接應用于普通機務工程專業(yè)的本科教學中。因此，本文在研究AHM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及具體功能的基礎上，采用Authorware開發(fā)了基于AHM的模擬演示系統(tǒng)，[3]并制定了基于該輔助教學軟件的多媒體教學方案，對豐富課堂教學手段和內(nèi)容、提高學生工程應用能力，具有重要的實用價值。

1 AHM模擬系統(tǒng)的開發(fā)

1.1 AHM的工作模式

AHM是波音公司研究開發(fā)的一個自動化的維護決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括基于實時數(shù)據(jù)的故障管理、飛機性能狀態(tài)監(jiān)控、客戶化的警告與分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對飛機系統(tǒng)和主要部件故障制定相應的維修計劃。飛機各系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)通過飛機的ACARS系統(tǒng)直接傳送到波音公司的終端服務器，相關用戶根據(jù)相應權(quán)限，可以通過互聯(lián)網(wǎng)實時了解飛機的飛行狀態(tài)信息，并通過AHM系統(tǒng)自帶的故障分析和預警功能對故障進行跟蹤，以及進行相應的維修準備。同時，還可以通過對飛機歷史數(shù)據(jù)的評估分析，對飛機系統(tǒng)的性能發(fā)展趨勢作出進一步的預測。[4，5]

1.2 系統(tǒng)設計

為實現(xiàn)輔助教學目的，針對機務工程課堂教學需要，設計模擬軟件包括AHM模擬、COMPARE、SUMMARIZE三個功能模塊。

AHM模擬模塊為整個模擬軟件的核心模塊，包括AHM介紹及AHM系統(tǒng)功能模擬。而AHM系統(tǒng)功能模擬部分是AHM模擬模塊的重點，同時也是整個模擬軟件演示的最重要的部分。功能模擬部分主要的內(nèi)容是對AHM系統(tǒng)排故流程的介紹，對AHM系統(tǒng)網(wǎng)站使用的教學以及對AHM系統(tǒng)在遇到新的和重復性故障時的分析處理過程。

COMPARE模塊用于展示數(shù)字化維修與傳統(tǒng)維修比較之下的優(yōu)越性，以及波音公司的AHM系統(tǒng)與空客公司AIRMAN系統(tǒng)的差異性分析。

SUMMARIZE模塊用于對前兩個模塊的演示過程和對比分析進行綜合總結(jié)。

COMPARE模塊和SUMMARIZE模塊主要是為了滿足課堂教學需要而特別設計的。綜上，經(jīng)過研究分析，設計本模擬軟件的系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 整體框架設計圖

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

為更好地展示AHM系統(tǒng)，首先需要結(jié)合輔助教學需要，進行相關素材的搜集、處理或制作。素材主要包括兩部分，包括波音公司AHM系統(tǒng)的用戶手冊及相關機載維護手冊等的手冊素材，以及根據(jù)系統(tǒng)需要利用軟件自行繪制的素材。

Authorware軟件是在流程線上進行邏輯編輯的，編輯的內(nèi)容是靠圖標演示的形式完成的。根據(jù)系統(tǒng)設計架構(gòu)完成圖標的建立及拓展，再根據(jù)邏輯順序，將相關的素材添加在圖標及其子圖標中，然后進行相應的調(diào)整和修改，并最終實現(xiàn)演示。如圖2所示為添加了相應素材后的AHM排故流程的演示。

圖2 AHM排故流程演示

為了展示波音AHM系統(tǒng)網(wǎng)站的完整性，將AHM功能面板進行了軟件按鈕的鏈接，通過點擊每一個按鍵，能夠進入相應的界面，了解對應的具體內(nèi)容。其中可以了解到飛行狀態(tài)視圖，為飛機的狀態(tài)和故障狀態(tài)提供了一個備用視圖，這樣可以更直觀地了解飛機的動態(tài)，如圖3所示。根據(jù)飛機的歷史數(shù)據(jù)等項目，通過用戶報告和飛行數(shù)據(jù)報告制定合理的維修方案報告，如圖4所示。

3 結(jié)論

本文結(jié)合機務工程專業(yè)人才培養(yǎng)的需求及特點，針對課堂教學需要，模擬波音AHM系統(tǒng)設計并開發(fā)了相應的多媒體輔助教學軟件。軟件主要對AMM系統(tǒng)的排故流程、網(wǎng)站使用、故障分析和處理實現(xiàn)了模擬演示；同時根據(jù)教學需要，設計并實現(xiàn)了比較模塊，以及總結(jié)模塊，已達到進一步提高教學效果的作用。利用模擬軟件對AHM系統(tǒng)進行仿真演示，能便利地應用于課堂教學，有效地提高機務工程專業(yè)教學質(zhì)量。

參考文獻

[1] 李愛軍，章衛(wèi)國，譚鍵.飛行器健康管理技術綜述[J].電光與控制，2007.14（3）：79-83.

[2] 常琦，袁慎芳.飛行器綜合健康管理（IVHM）系統(tǒng)技術現(xiàn)狀及發(fā)展[J].系統(tǒng)工程與電子技術，2009.31（11）：2652-2657.

[3] 陳聰，金洋，鄭韜，王軒.基于AIRMAN的輔助教學系統(tǒng)開發(fā)及其在機務工程教學中的應用[J].科技視界，2016.13：101-102.

[4] 張林.飛機健康管理（AHM）系統(tǒng)在航空運行中的應用和作用[J].科技傳播，2012.6：158，165.

[5] 李春生，張磊，張雷.飛機健康實時監(jiān)控技術現(xiàn)狀[J].航空技術，2013.163（10）：65-67.