维普资讯 http://www.cqvip.com 兵工自动化 Ｏ．Ｉ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ２００７年第２６卷第７期 ２００７，Ｖｏ１．２６，ＮＯ．７ 文童编号：ｌ００６一ｌ５７６（２００７）０７一Ｌ０５—０１ 虚拟维修训练模式问题研究 谭继帅，王松山 （军械工程学院装备指挥与管理系，河北石家庄０５０００３） 摘要：考虑虚拟维修训练系统的功能和实际学习训练的过程性，其训练可分为介绍、引导、练习、考核和自由等模式， 使处于不同知识、技能水平的训练者都有合适的训练切入点，满足不同训练要求，达到提高虚拟维修训练效果的目的。 中图分类号：ＴＰ２０７ 文献标识码：Ｄ ０ 引言 介绍模式：系统向训练者介绍所选维修任务的相关知识， 目前，国外在虚拟维修训练方面的研究已取得较大进展， 演示该维修任务执行流程和方法。训练者主要通过“看”和 出现了许多较为成熟的应用系统。而国内的研究还处于起步 “听”熟悉维修任务、获取相关知识，是被动的知识接受者。 阶段。故就虚拟维修训练模式及其设计问题予以分析。 演示过程中，训练者可对场号视角进行操作，如旋转、放大／ 缩小等，可从任意角度观看维修任务的执行情况，这是维修 ｌ 当前国内外研究动态 实况录像和一般的动画演示所无法或很难达到的。 现有虚拟维修训练系统的功能比较单一，没有体现出训 引导模式：系统提供的交互程度比前者稍高。维修任务 练的过程性。仅有少数系统涉及到多模式训练的问题。 被划分为若干低层维修子任务，系统以适当方式分步给出低 德国Ｅｂｅｒｈａｒｄ Ｂｌｕｅｍｅｌ和Ａｘｅｌ Ｈｉｎｔｚｅ等开发的交互式虚 层维修子任务的相关知识描述和提示信息，让训练者边看边 拟维修训练系统，支持复杂技术装备的维修流程训练，提供 听边做。此时的人机交互须体现训练者对维修任务实施的参 了介绍、引导、自由和探索四种模式。欧洲战机综合虚拟维 与性。例如要求训练者必须选择正确的维修工具和操作对象 修训练系统（ＥＵＲＯＦＩＧＨＥＲ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｔｒａｉｎｉｎｇ）虚 后，该步骤才能正确顺利实施；先拆某个部件，另一个部件 拟维修训练器（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｔｒａｉｎｅｒ）是局域网分布式 才能被拆卸。一个子任务完成之后才给出下一个子任务，直 虚拟维修训练系统，分１个老师工作台和８个学生工作台， 至整个维修任务顺利完成。该模式应提供报错和提示功能。 提供自由、老师引导和演示三种模式西班牙的ＶＩＥＭＡＮ基 练习模式：训练者在没有提示信息情况下执行维修任务， 于拆装动画的虚拟维修训练系统，具有自动、训练和评价三 系统根据准则判断每步维修任务执行正确与否，并及时给出 种模式。美国北卡罗来纳州的研究三角形学会（Ｒｅｓｅａｒｃｈ 判断结果。此时交互程度更高。例如训练者要对各层维修子 Ｔｒｉａｎｇｌｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）和美国海军航空兵作战中心训练系统部开 任务的执行流程进行正确组织，对每个子任务相关内容进行 发的桌面式虚拟诊断训练系统，提供了理论学习、自由播放 正确匹配，选定每步操作的操作．Ｙ－具和操作对象等。该模式 和操作三种训练模式。 中系统不主动提供维修任务相关知识和帮助信息，但训练者 国外已出现具有多种训练模式的虚拟维修训练系统，但 可通过请求获取帮助。 未对训练模式问题进行专门阐述。且不同系统的模式分类、功 考核模式：系统只提供简短的维修任务描述，训练者在没 能和技术特点不一致，存在较大随意性，尚缺乏系统研究。 有提示和帮助的情况下，自主完成维修任务。此时的交互和 目前，国内还未开发出符合实际工程应用的虚拟维修训 练习模式中的交互大致相同，只是系统不再提供帮助和提示， 练系统，出现的一些原型只提供了示范、考核等功能，综合功 而且系统会对训练情况进行记录，并根据记录生成训练效果 能较单一，未能体现出训练的过程性。 评价报告，以考评训练者的训练效果。 ２几种虚拟维修训练模式的确定 自由模式：该模式作为补充模式提出。前四种模式都有特 建立具有多种训练模式的虚拟维修训练系统前，先进行 定功能和训练目的，训练者在各模式下有确定的任务和交互 训练模式划分。主要考虑所开发系统的功能和实际学习训练 方式，训练者的自主性受到。而在自由模式中，场号中 的过程性，同时参考现有虚拟维修训练模式，将系统的训练 样机上的部分约束也被适当解除，系统提供了更为自由的空 模式划分为介绍、引导、练习、考核和自由等模式。 间，用于了解装备内部结构、各部件层次和装配关系等内容， 如图１，如训练者对训练内容不熟悉，系统应在虚拟环境 不需要完成特定维修任务。该模式提供定制维修任务功能， 中向训练者演示维修任务、介绍相关知识，此时人机交互程 可由训练者自己组织、设定、并实施维修任务，系统根据各 度较低。随着训练的继续和训练者知识水平的提高，人机交 种约束给出适当提示。 互程度逐步提高，以增加训练的投入性。当训练者基本掌握 在构建具体的虚拟维修训练系统时，可对以上五种训练模式 训练内容后，训练者可进行考核，以判定其知识水平。 进行适当裁减，以适应具体训练系统的要求。 循序渐进的培训过程 ３ 结束语 考虑到培训的过程性、阶段性和韧Ｉ练者的知识水平，提出 低 人机交互程度 高 的虚拟维修训练系统训练模式，可使处于不同知识、技能水 平的训练者都有合适的训练切入点，满足不同训练要求，达 到提高虚拟维修训练效果的目的。今后将进一步研究不同类 型虚拟维修训练系统的多训练模式实现问题，包括各训练模 图ｌ训练模式问题示意图 式的功能、交互、系统界面、知识表达等。 收稿口期：２００７—０４—３０：修心¨期：２００７—０６—０２ 作者简介：谭继帅（１９８２一），男，江苏人，军械工程学院在读硕士，从事虚拟维修训练研究。
