一、项目背景
现代国防装备复杂度持续提升,舰艇、火炮、特种车辆等主战装备集成大量机电、液压、电气部件,传统实装维修保养训练存在不少现实痛点。一方面,主战装备造价高、数量有限,反复拆装训练会造成实体磨损,备件消耗成本大;另一方面,很多内部结构、高危故障场景没法在实装上面反复演练,参训人员实操机会很少,关键维修科目一年练不了几次。另外,传统训练靠老技师口传手教,训练质量很难量化评估,新人上手周期长。
部队装备保障数字化转型的需求越来越迫切,需要一套不依赖真机、可以反复练、能复现各类故障场景的实训平台。我们依托多年军工XR仿真项目经验,基于数字孪生、VR/AR物理仿真技术,开发了这套装备维修保养虚拟训练系统,用来解决国防装备维修保养训练“高成本、高风险、实操机会少、考核难量化”的难题。
二、系统概述
装备维修保养虚拟训练系统是面向部队装备保障分队的数字化实训平台,采用“一网三端”架构,分为网页理论端、VR沉浸式实训端、教员管控考核端,三端数据互通。系统可对装备做1:1高精度三维建模,还原装备外观、内部管线、零部件结构,同时加入力学、物理仿真模型,模拟拆装阻力、部件联动关系。
覆盖舰船、火炮、特种车辆等多型国防装备,学员可以在虚拟环境里完成装备结构学习、日常保养、部件拆装、故障排查、装配回装、通电测试整套流程。硬件上搭配VR头显、力反馈手套等设备,模拟真实维修手感;教员端可以统一管理学员、自定义故障、查看训练记录,整套系统不用占用实装、不用消耗备件,在室内就能开展常态化维修保养训练。
三、产品优势
零损耗、零安全风险:全部操作在虚拟空间完成,不会损坏真实装备,密封件、螺栓等耗材完全不用消耗,漏油、高压、电路短路这类高危故障也可以放心反复演练,不会出现安全事故。
故障场景可灵活配置:实装很难人为制造多种故障,这套系统教员可以一键设置不同故障模式,比如管路堵塞、电路断路、部件磨损等,用来训练故障识别和定位能力。
训练不受场地装备数量限制:一套系统可以同时支持多名学员训练,不用抢实装,驻训、室内教学都能用,新人可以反复练习,直到动作规范。
训练过程可记录、可量化:系统自动记录操作顺序、时长、错误步骤,训练结果自动生成报告,不再只靠教员主观打分,能精准找到学员薄弱环节。
国产自研,满足国防保密要求:底层仿真技术自主可控,模型、训练数据本地部署,不对外传输,可根据不同装备型号快速定制,适配部队保密管理规范。
四、核心功能
装备结构认知与理论学习:网页端提供三维爆炸视图、剖切查看功能,学员可以拆开外壳看内部管路、电路,搭配电子技术手册、保养规程,提前看懂装备原理,打好理论基础。高度真实的复杂装备维修虚拟环境,模拟真实装备的外观、结构和操作过程,为学员提供身临其境的学习体验。
沉浸式拆装与保养实操:VR端模拟完整维修保养流程,工具选取、部件拆卸、清洁润滑、更换配件、装配复位都可以操作;力反馈设备还原拧螺栓、拔管线的手感,操作顺序错了系统会给出提示,强化规范操作习惯,也可制定个性化训练计划。
多类型故障模拟与排故训练:内置故障案例库,教员自主单点或组合设置故障,学员按照维修流程排查定位、完成修复,模拟战场抢修、日常巡检排故场景。
智能考核与训练复盘:支持自动组卷考核,系统自动评判操作对错,记录扣分点;训练结束后可以回放完整操作过程,方便教员讲评,学员回看自己的错误动作。
教员管理与学情统计:教员端统一管理学员账号、训练任务,汇总全班训练数据,统计高频错误项,方便针对性安排补训,包含装备原理培训、考核评定、军械操作、军械装备维修、故障判断、复盘评估、档案数据库等多方面。
多人协同维修训练:支持多人在同一个虚拟场景里配合开展维修作业,模拟班组协同抢修,训练多人分工配合能力。同时支持多种教学模式,包括指导式教学、考核式教学和自主学习模式,能够满足不同学习阶段和不同学习需求的学员,提供个性化的学习体验。
五、应用价值
缩短保障人员培养周期:新兵和新保障人员可以先在虚拟环境反复练熟流程,再上实装实操,大幅降低上手难度,技能形成速度明显加快。
降低部队装备训练保障成本:减少实装拆装损耗、备件采购消耗,减少实装出动频次,节省装备维护经费。
补齐高危、少见故障科目训练短板:很多平时很难遇到的故障、危险性高的维修科目,都可以常态化开展训练,提升保障人员应急抢修能力。
实现装备保障训练数字化管理:训练数据全部留存,建立部队维修人员能力档案,把维修训练从过去靠经验判断,变成数据驱动的标准化训练。
支撑新装备提前开展保障培训:新装备列装之前,就可以建立数字模型提前开展维修保养教学,做到装备到人之前,保障人员能力先行,加快新装备战斗力生成。