培养大国工匠,铸造镇国重器! 飞机大部件装配虚拟仿真实验如何成就航空人才
7月20日是人类首次登月的纪念日,这一天如同一座无形的里程碑,激励着一代又一代中国航空航天人奋发向上、砥砺前行。早在上古,中国人的祖先就畅想出“嫦娥奔月”的神话,近古,又有万户尝试火箭升空。在今天看来,这些不免有些天马行空,但又何尝不是用理想与勇气探索未知深空呢?
如今,嫦娥、神舟、C919……一系列镇国重器让神话与幻想成为现实,我们征服深空的脚步不断迈进。
这其中,飞机制造对对国民经济和科学技术的发展起着重大带动作用,可以推动我国工业的整体突破和进步,促使更多的新材料、现代制造技术、先进动力系统、电子信息技术、自动控制系统、计算机等领域关键技术的科研进步。
其不仅集中体现着国家工业水平、科技水平和综合工业实力,也对相应高素质人才的培养,乃至适配教育系统的改革,提出了更高的全新要求。
虚拟仿真
突破传统教学瓶颈
受到场地规模、材料损耗、硬件投资、实验风险等因素制约,在过去,航空航天类专业的很多实验教学都无法在学校内开展,大量学生只能在进入相关行业后进行实习培训,这就需要很长时间的适应才能正式进入工作。甚至,因为缺乏实践能力,大大限制了其理论应用,国家与高校投入大量财力、人力培养的高端人才,难免陷入眼高手低、无处施展的尴尬境地。
虚拟仿真实验平台的到来,改变了这一切,学生能够感受与真实的生产过程一致的实验环境,从而更好地掌握专业知识、提高专业能力。
通过虚拟仿真技术,对航空教学场景、设备等进行真实环境模拟,以高度还原的参数,直观可见的变化原理,通过更低成本的硬件投入与物资损耗、更低风险的操作,突破教学瓶颈,实现教学目标,从而为我国航空航天事业输送更多专业技术人才。
2022年,工业和信息化部、教育部、文化和旅游部、国家广播电视总局、国家体育总局等五部门联合发布《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》,强调“以虚拟现实核心软硬件突破提升产业链韧性,以虚拟现实行业应用融合创新构建生态发展新局面,以虚拟现实新业态推动文化经济新消费,为制造强国、网络强国、文化强国和数字中国建设提供有力支撑”。
对于集中体现国家工业水平、科技水平和综合工业实力的飞机制造而言,将虚拟仿真技术运用于教学实践,显然符合将推动新质生产力发展与推进教育改革相结合的时代主题。
虚拟仿真实训
培养高素质航空制造人才
恒点与南航克服新技术融合创新应用、大量数据的远程传输等多项困难,共同打造的飞机大部件装配虚拟仿真实验。
该实验囊括《飞机装配技术》《飞机钣金成形技术》《飞机自动钻铆技术》《飞机装配工装设计与制造》等飞行器制造工程专业课程教学的主要内容,面向本专业、航空航天类以及机械工程类相关专业学生,实行“一人一任务”的探究性实验模式。
实验包括飞机蒙皮成形工艺设计、壁板自动钻铆工艺设计、飞机翼身对接等三个实验模块。根据飞行器制造工程专业培养方案和飞机装配技术特点,按照体系化设想,以飞机零部件为主线,以飞机大部件为目标,根据知识结构,参考实际制造工序,构成一个飞机大部件装配的实验体系。
在虚拟仿真实训中,对参数与环境进行高度仿真,为教学提供更丰富的模拟实际场景教学资源,让学生“沉浸式”地体验飞机制造的过程,在低风险、高还原的虚拟环境中,更为直观地了解飞机制造工程的实际操作流程。这种真实的模拟训练有助于学生将理论结合实践,缩短从理论学习到岗位实操的距离。
不仅如此,配套的教学系统,还可以对学生的学习成果进行更为全面合理的评价,并对教学过程进行及时、智能的反馈,学生有任何问题也可以联络课程顾问。其也可以帮助校方及时、全面掌握教学进度与学生情况,从而提高教学管理效率,更好地把控教学进度与质量。
值得一提的是,该项目还可以通过在线平台的方式,实现分散式教学,打破时空的限制,将“虚拟现实+互联网”技术融入教学,允许异地师生共同完成虚拟仿真实训。
在4月9日的“中国慕课大会”上,该项目以“5G+VR”的先进授课方式,实现往返4000公里、三地学生协同实验——将贵州理工大学、西北工业大学两地同学接入位于北京的大飞机装配虚拟实验系统,共同完成了大飞机翼身对接虚拟仿真协同实验,还通过全息技术与圣贤孔子进行了一场穿越时空的对话,令人叹为观止。
这是国内第一次,也是相关领域里最先进技术的结合,填补了当前我国飞行器制造工程专业在飞机装配虚拟仿真实践教学平台方面的空白。这一虚拟仿真实验项目也为校企合作共创以高科技手段培养高科技人才,提供了珍贵的参考样本。
南京恒点是一家虚拟仿真实验、实践教学体系综合服务商,公司持续专注于信息化教育技术与传统教学的深度融合,提供完整的信息化教学解决方案。南京恒点将不断创新,持续在虚拟仿真行业深耕,响应国家“高科技、高效能、高质量”的教育现代化内涵要求,为高校数字化转型、新质生产力发展提供支持。想了解更多相关资讯或需求方面,欢迎随时咨询我们:025-83222290 。
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