劉思佳

摘要：我國航空產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，飛機與發(fā)動機主機廠以及航空公司對高端技術技能型人才需求強烈。文章通過分析飛機與發(fā)動機裝配與修理課程特點，在授課過程中融入現(xiàn)代飛機與發(fā)動機裝配與修理的先進技術方法，以典型部件的裝配與維修作為牽引，結合工程實際，將理論與實訓相結合的傳統(tǒng)教學模式轉變?yōu)槔碚?、虛擬裝配仿真、項目實作融為一體的理虛實一體化教學模式，將課程提升為集實用性與創(chuàng)新性為一體的應用型課程，在提高教學質量的同時，培養(yǎng)學生多學科交叉思維和處理飛機與發(fā)動機裝配與修理實際工程問題的能力。

關鍵詞：飛機與發(fā)動機;裝配與維修;理虛實一體化;教學模式

中圖分類號：TK407-4;G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）22-0247-02

0? 引言

目前我國航空工業(yè)高速發(fā)展，航空企業(yè)對高素質專業(yè)技術人員的需求增加，裝配和維修人員供不應求。隨著ARJ21、C919等國產(chǎn)客機適航驗證的逐步實施，對設計、制造、維護等環(huán)節(jié)的技術人才需求迫切，然而，運用傳統(tǒng)飛機與發(fā)動機裝配與修理分段式的教學方法已偏離了崗位實際，無法滿足高素質技術技能型人才培養(yǎng)的需要，因此，需要進行課程改革。此外，隨著高職擴招專項工作的開展，全國各地全面深化職業(yè)教育改革，穩(wěn)定高職擴招規(guī)模，致使高職院校生源結構復雜，提前招生、對口單招、統(tǒng)招、注冊入學和“3+3”中高職銜接等多樣化生源，使得學生培養(yǎng)難度不斷加大[1]。在飛機機電設備維修專業(yè)人才培養(yǎng)過程中，《飛機與發(fā)動機裝配與修理》課程是與崗位對接的專業(yè)核心課程。如何培養(yǎng)基礎不同的學生，讓其掌握本門專業(yè)課程，并提高處理飛機與發(fā)動機裝配與修理實際工作的崗位技術能力，便成了高職院校飛機機電設備維修專業(yè)教學中亟待解決的問題。

1? 我國航空制造與維修產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

《中國民用航空發(fā)展第十三個五年規(guī)劃》指出，要以行業(yè)需求為導向，建設并完善民航持續(xù)安全和建設民航強國相匹配的現(xiàn)代民航教育體系，培養(yǎng)符合行業(yè)標準的不同層次高素質人才[2];同時“中國制造2025”提出，高職院校不斷深化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學改革，促進學生全面發(fā)展，越來越注重綜合職業(yè)素質和職業(yè)能力的培養(yǎng)[3]。

1.1 制造與維修行業(yè)發(fā)展與人才對接分析

目前我國飛機和發(fā)動機的生產(chǎn)主要依靠航空工業(yè)和航發(fā)集團的主機廠，其中航空工業(yè)的主機廠負責生產(chǎn)飛機及其配件，航發(fā)集團主機廠生產(chǎn)發(fā)動機及其配件，合格的飛機和發(fā)動機部件最終在總裝配廠數(shù)字化對接裝配成整機[4]。在航空工業(yè)集團和中航發(fā)動機集團獨立運營的背景下，從事傳統(tǒng)裝配和數(shù)字化裝配的技術技能型人才，大多數(shù)單純從事飛機或者發(fā)動機的裝配制造，僅在飛機與發(fā)動機部件對接總裝時，才需要對飛機和發(fā)動機裝配知識都掌握的技術技能型人才;而航空公司、飛機與發(fā)動機大修廠等航空維修企業(yè)，為保證航空器安全而進行航線維護作業(yè)，則需要同時具備飛機、發(fā)動機全面檢查和維護能力的機務人員。

1.2 我國航空院校航空產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

目前，國內開設飛機機電設備維修專業(yè)的院校有近百所，各高校為了使輸送人才與行業(yè)完全契合，將飛機裝配與修理、發(fā)動機裝配與修理課程的理論和實訓教學分段開設，不利于學生對飛機與發(fā)動機裝配與修理知識全面系統(tǒng)的掌握，同時也導致了缺乏集飛機與發(fā)動機裝配與修理于一體的專業(yè)教材，而在役的飛機需要將飛機機體與發(fā)動機對接裝配成一體，因此，飛機與發(fā)動機裝配與修理知識要深度融合，將飛機裝配與修理、發(fā)動機裝配與修理融合為一本教材并整合為一門課程，不僅減少了教材的數(shù)量，而且將飛機與發(fā)動機裝配和修理有機的結合起來。

2? 傳統(tǒng)教學模式存在的問題

傳統(tǒng)教學多采用理論、實訓分段授課的教學方式，缺乏虛擬現(xiàn)實前沿技術的融入，無法緊扣崗位技能要求。以機翼等大部件對接裝配為例，授課過程涉及飛機結構與系統(tǒng)、工程力學、發(fā)動機結構與原理等交叉學科，從理論到實踐跨度較大，不利于學生透徹的理解知識，即使學生理解了理論知識，在實訓教學時，因學校缺乏必要的工藝裝備和裝配生產(chǎn)線，無法完成和行業(yè)對接的實訓教學，致使學生對零、部件間的連接關系、裝配工藝等難以把握;對于能進行實訓的項目，教學中也需要教師多次示范，學生不斷練習，因此，這種理論、實訓一體的傳統(tǒng)教學方式，不利于學生對飛機與發(fā)動機裝配與維護知識的系統(tǒng)學習，造成了人員、設備、時間的浪費。為此，將飛機與發(fā)動機部件裝配或維修工程問題設計成虛擬裝配、虛擬維修的形式，教學過程中增加學生對飛機或發(fā)動機典型部件裝配工藝分析、數(shù)字化裝配等實際問題的處理能力，課前采用逆向工程，從零、部件掃描、建模，課中實施虛擬裝配、運動模擬分析等環(huán)節(jié)，使得學生對部件結構特點、裝配工藝等知識點充分理解，同時虛擬裝配仿真可以有效降低實訓環(huán)節(jié)中學生裝配和維修差錯，能夠和航空制造企業(yè)以及航空維修企業(yè)崗位無縫對接，因此，虛擬裝配就顯得十分必要。

3? 理虛實一體化教學模式的改革

隨著航空產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，以往通過學校單獨培養(yǎng)學生的傳統(tǒng)教學模式，已經(jīng)難以適應行業(yè)數(shù)字化裝配與維修的發(fā)展節(jié)奏，在產(chǎn)教融合的時代背景下，高校需要轉變傳統(tǒng)教學方法，將數(shù)字化虛擬裝配與維護引入課堂，設計全新的教學模式，將理論、虛擬裝配、項目實作有機的融為一體，緊密結合崗位實際，以“虛擬”充實“理論”，并以“虛擬”指導“實作”作為教學驅動力，是教學改革的關鍵環(huán)節(jié)。

3.1 改進理論教學方法

在理論教學中，主要以飛機與發(fā)動機典型部件的裝配與修理為牽引進行剖析。飛機裝配主要分析傳統(tǒng)裝配和數(shù)字化裝配方法在飛機裝配中的實際應用，以機翼、機身、尾翼、起落架等大部件的裝配為例分析部裝、總裝過程中的裝配工藝。其中傳統(tǒng)裝配模式涉及飛機裝配過程、定位方法、尺寸協(xié)調方法、裝配工裝、裝配連接技術;而數(shù)字化裝配模式涉及數(shù)字量協(xié)調方法、柔性工裝、裝配過程數(shù)字化檢測等;發(fā)動機裝配部分主要分析發(fā)動機裝配工藝過程、定位方法、裝配精度保障方法、裝配工裝、柔性工裝、裝配連接技術的傳統(tǒng)裝配和數(shù)字化裝配方法，主要以壓氣機、燃燒室、渦輪等典型部件為例分析傳裝、總裝等工程實際問題，通過對行業(yè)現(xiàn)狀的分析傳統(tǒng)裝配和數(shù)字化裝配在飛機與發(fā)動機生產(chǎn)中的重要性。

3.2 虛擬仿真系統(tǒng)

現(xiàn)代飛機和發(fā)動機結構緊湊，形狀復雜，在我國飛機和發(fā)動機自主研制的背景下，為適應時代需求，在人才培養(yǎng)上需要注重反設計及創(chuàng)新，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學中設計好的結構分析[5]。另外，高校存在缺少機型、裝配工裝和專用工具等問題，難以實現(xiàn)大型部件的實際裝配工作，需要引入虛擬裝配仿真，虛擬裝配系統(tǒng)的結構如圖1所示。教學中通過對產(chǎn)品裝配工藝的分析，結合人機環(huán)境規(guī)劃裝配路徑，以飛機大部件中的機翼部件為例，設計了“某型飛機中外翼對接裝配”工程問題為導向的教學模式，采用虛擬裝配方法，學生可以直觀的看到機翼零部件結構，感受裝配全場景，有利于裝配知識的學習。這種教師課前下發(fā)任務單、典型部件分解工藝文件，采用逆向工程，完成部件的分解、掃描、建模，課中通過對部件的虛擬裝配和裝配運動模擬，進行裝配工藝分析的“項目”制定模式，可以使學生掌握飛機大部件結構，并能充分學習分解、裝配工藝方法，增強了解決問題的能力。

另外，隨著VR、AR等可視化軟件的普及，將虛擬軟件作為輔助工具是培養(yǎng)現(xiàn)代民航裝配與維修人才的必然選擇。以活塞五發(fā)動機的虛擬拆裝為例，通過虛擬裝配軟件與活塞五發(fā)動機維護手冊相融合的可視化虛擬拆裝項目教學，按機型維護工卡進行虛擬拆裝，可使學生充分感受到發(fā)動機裝配與維修的行業(yè)全景，減少后續(xù)在實作過程中產(chǎn)生的人為差錯，提高學生的學習熱情和課堂參與度。

3.3 啟發(fā)式實踐教學

以校企合作為基礎，進行教育資源與行業(yè)深度整合，分析崗位需求，在教學過程中致力于實現(xiàn)專業(yè)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈對接、教學過程與生產(chǎn)過程對接。為解決此類問題，實訓教學過程中需要大量引入飛機與發(fā)動機裝配或維修的實際案例，為此，收集了一些典型國內發(fā)生的裝配事故和飛行事故案例。通過與航空公司、航空專家等進行溝通，尋找飛機與發(fā)動機生產(chǎn)裝配和服役中存在的典型問題，引導學生產(chǎn)生共鳴。校企共同承擔實訓教學，例如以飛機機身壁板鉚接裝配為例，在工作空間狹小、環(huán)境嘈雜的情況下容易引起鉚接損傷，針對此類問題采用啟發(fā)式教學，運用所學知識，從生產(chǎn)實際、裝配方法等方面入手，達到提高學習興趣的目的，增加學生解決實際問題和提高自身綜合素質的能力。

3.4 教學檢驗

為檢驗《飛機與發(fā)動機裝配與修理》課程的教學效果，通過對某部件的虛擬裝配考核、項目拆裝實作考核、期末考核相結合的方式檢驗教學成效。另外，可以通過定期舉辦飛機與發(fā)動機拆裝大賽的方式，聘請航空公司專家制定項目工卡，盡可能與行業(yè)接軌的檢驗方法，對學生的實際操作過程進行專業(yè)評分與考核，以檢驗學生學習的效果。

4? 結論

《飛機與發(fā)動機裝配與修理》是集理論性、實踐性、綜合性于一體的專業(yè)課程。依托校企合作航空產(chǎn)業(yè)基地，搭建飛機與發(fā)動機數(shù)字化裝配與修理平臺，優(yōu)化理虛實教學方案，建立虛實互補教學和產(chǎn)業(yè)融通與互補，切實滿足飛機與發(fā)動機裝配與維修領域對專業(yè)人才素養(yǎng)的實際需求，達到理虛實相結合的應用型、綜合型、創(chuàng)新型的人才培養(yǎng)目標。

參考文獻：

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[4]楊洋，羅宇，陳軍.基于飛機發(fā)動機數(shù)字化對接安裝工藝研究[J].內燃機與配件，2020（01）：34-35.

[5]胡曉安，丁相玉.航空發(fā)動機強度與振動教改探討[J].教育教學論壇，2018（48）：96-97.