張志遠 趙世偉/中國民航大學
國外飛機制造廠家在國際航協(xié)ATA104《飛機維修培訓指南》的基礎上,結(jié)合有效合理的信息化及與之配套的授課方式,開發(fā)了相應的機型培訓系統(tǒng),提倡學員在教學平臺上進行主動探索和學習,形成了完善的機型維修培訓體系。國內(nèi)CCAR-147 維修培訓機構(gòu)的機型維修培訓大綱編制及課程開發(fā)大部分都是被動全盤接受國外既定的培訓教材和培訓方法,尚未形成完整的適合國產(chǎn)民機的機型維修培訓大綱開發(fā)體系。
在制定維修培訓大綱之前,進行培訓需求分析(TNA)是判斷培訓是否必要和確定培訓目標的一種常用方法。趙小峰[1]以ARJ21 為例對機型培訓課程開發(fā)中的TNA 過程進行了闡述。黃俊[2]等在總結(jié)當前民航培訓現(xiàn)狀的基礎上討論了基于TNA 的民機機型維修培訓大綱制定方法,包括確定機型維修任務,確定受訓者進入條件,通過DIF(困難性、重要性和頻繁性)分析篩選任務,分析任務的KSA(知識、技能、意識),確定培訓提綱初稿,專家評估和內(nèi)部驗證共6 個步驟,并以某機型氣源系統(tǒng)為分析對象建立了維修培訓大綱。除理論教學外,實習也是機型維修培訓中不可或缺的一部分,高云[3]對機型實習培訓教學大綱開發(fā)中的實習培訓項目選取和實習培訓方式進行了探討。此外,對直升機的維修培訓規(guī)范及大綱制定也多采用TNA 分析方法[4-6],以上所有的分析方法都是在電子表格上進行的。
借助信息技術(shù)的優(yōu)勢,本文設計開發(fā)了一個計算機平臺系統(tǒng),采用B/S(瀏覽器/服務器)方式實現(xiàn)了機型維修培訓TNA 分析的主要功能。
圖1 平臺功能模塊組成
平臺采用B/S 模式開發(fā),前臺采用bootstrap-table 框架,后臺采用mysql 數(shù)據(jù)庫。功能模塊構(gòu)成如圖1 所示,包括基礎數(shù)據(jù)管理、維修任務分析和培訓大綱管理三個部分。其中,基礎數(shù)據(jù)管理包括用戶管理、數(shù)據(jù)字典管理和知識點管理。系統(tǒng)根據(jù)權(quán)限不同將用戶分為三類:管理員、分析人員和普通用戶。管理員擁有所有權(quán)限,分析人員可以進行DIF 分析、KSA 分析以及培訓大綱的自動生成和符合性驗證,普通用戶只能瀏覽。數(shù)據(jù)字典采用鍵—值對方式存放一些特定條目類型的數(shù)據(jù),如所需知識(功能、組成、位置等),這些數(shù)據(jù)都可以編輯,系統(tǒng)輸出隨字典內(nèi)容發(fā)生變化,為系統(tǒng)的使用提供了極大的靈活性。知識點采用ATA100 進行編碼,包含編號( 如23,23-80,23-81-00,23-81-01)和名稱(如通信、綜合自動調(diào)諧、無線電調(diào)諧系統(tǒng)、調(diào)諧控制板)兩部分,將其組織成樹狀,方便KSA 分析時的知識點選擇。
圖2 TNA分析流程
圖3 維修任務管理界面(所有分析結(jié)果僅用于功能展示,不具參考意義,下同)
平臺按圖2 所示流程組織TNA 分析,其中左邊灰色框內(nèi)為管理員工作,右邊藍色框內(nèi)為分析人員工作。管理員負責導入維修任務,分配DIF 分析人員,根據(jù)DIF 分析結(jié)果選擇維修任務,分配KSA 分析人員,以及設置培訓大綱應符合的規(guī)章要求(如學時、每個章節(jié)所要求的等級等)。分析人員進行DIF 分析和KSA 分析以及培訓大綱的生成和符合性驗證,若驗證不通過,則需重新進行KSA 分析。
管理員通過AMM 手冊(XML 格式)將維修任務導入系統(tǒng)中,選用XML,主要是因為其容易讀取和解析。分析過程中為方便瀏覽手冊內(nèi)容,可附加導入pdf 格式的手冊,系統(tǒng)根據(jù)維修任務號自動匹配手冊對應頁碼,點擊超鏈接即可瀏覽相應內(nèi)容,無需另行打開手冊人工翻查,使用起來更加方便。維修任務按章組織,按維修任務號排序,包括任務編號、任務概述、發(fā)布日期、任務狀態(tài)、頁碼范圍(點擊該列可打開對應的pdf 手冊)等,如圖3 所示。若某個維修任務的發(fā)布日期晚于數(shù)據(jù)庫中的記錄,表明該任務有更新,系統(tǒng)會用醒目的顏色進行標注,提示重新分析該任 務。
DIF 分析界面如圖4 所示,其中困難性依據(jù)、重要性依據(jù)和頻繁性依據(jù)均來自于可編輯的數(shù)據(jù)字典。與一般DIF分析不同,每條依據(jù)都對應一個分數(shù),同種依據(jù)下的條目分數(shù)之和為1。分析人員選擇不同的依據(jù),系統(tǒng)自動計算其分數(shù)并作為是否困難(重要/頻繁)的值。若所有依據(jù)均不合適,則選擇NA 得零值,以區(qū)分是否進行了DIF 分析。對于同一個維修任務,管理員指派多人進行DIF 分析,取所有分析人員的平均值作為最后的分析結(jié)果。在數(shù)據(jù)字典中設定一個閾值,若平均值超過此值,則認為其是困難(重要/頻繁)的。
圖4 DIF分析示例
所有指派人員均完成DIF 分析后,系統(tǒng)按AC-66-008 所述規(guī)則自動進行判斷,并將其簡化為以下程序邏輯:
“if 不重要 then 放棄;
else if 困難 && 不頻繁 then 優(yōu)先選擇;
else 選擇”
例如,圖3 所示任務滿足困難、重要且不頻繁(閾值均為0),因此優(yōu)先選擇該項維修任務。對于放棄的維修任務,管理員也可酌情手工選擇。
對于選擇的維修任務(含手工選擇),管理員指派分析人員進行KSA 分析。與DIF 分析不同,同一個維修任務KSA 分析僅指派一人。KSA 分析界面如圖5 所示,由多個面板組成,每個面板包含知識點以及知識、技能、意識三個板塊,每個板塊中又包含學時(分鐘)和等級。知識點內(nèi)容來源于基礎數(shù)據(jù)管理模塊,使用bootstrap-treeview 插件按三級編碼組織成樹狀圖形,如圖6所示。手工輸入知識點前幾位編碼,系統(tǒng)會自動檢索對應的節(jié)點,使知識點的選擇更加快捷。知識、技能和意識的內(nèi)容均來自數(shù)據(jù)字典。等級是指AC-147-04R2 中所述培訓目標的等級,如等級1 是指“了解 AMM 手冊的系統(tǒng)描述部分中關于飛機結(jié)構(gòu),系統(tǒng)和動力裝置的概要知識”。等級包含0、1、2、3 共四級,其中等級0 表示不適用于該類機型。“分鐘”是指講授該知識點或技能點所需的時間。一個維修任務的KSA分析中可包含多個知識點,點擊“增加知識點”按鈕后,系統(tǒng)提供一個新的面板供用戶輸入,若不需要,可點擊面板右上角的“×”號將其刪除。DIF 和KSA 分析的結(jié)果都可以在維修任務管理中看到,方便管理員掌握任務分析進 度。
圖5 KSA分析界面
AC-147-04R2 中規(guī)定了機型維修培訓大綱必須滿足的條件,如對ME 專業(yè)I 類培訓必須達到120 學時,另外,對各章節(jié)的理論培訓需要達到的等級和實習培訓必須覆蓋的內(nèi)容也有相應的規(guī)定。平臺設計了對應模塊來管理以上規(guī)章制度,顯示界面和規(guī)章一致,方便用戶使用。由于新的執(zhí)照管理規(guī)定將取消專業(yè)劃分,特別設計了一列“不分專業(yè)”,以增強平臺的可擴展性。
針對KSA 分析得出的知識、技能等內(nèi)容,按照ATA 章節(jié)重新組織自動生成培訓大綱初稿,如圖7 所示。取每章所有知識點的分鐘數(shù)之和作為本章培訓所需的時間,并將其轉(zhuǎn)換為學時。所有章節(jié)的培訓學時之和就是培訓大綱的總學時,該值需滿足規(guī)章要求。取每章所有知識點的等級最小值作為本章培訓的等級要求,該值也需滿足規(guī)章要求。取每章所有技能點的并集作為本章培訓所覆蓋的技能點,該值同樣也需滿足規(guī)章要 求。
圖6 知識點樹形選擇控件
圖7 培訓大綱生成與驗證界面
圖8 培訓大綱導出為EXCEL格式
圖7 分別展示了驗證過程中學時不滿足要求、等級不滿足要求及技能點不滿足要求三種情況。對于不滿足規(guī)章要求的章節(jié),分析人員需要重新進行KSA分析,然后點擊圖7 中的“重新生成培訓大綱”按鈕,得到新的培訓大綱,再點擊“符合性驗證”按鈕,重新驗證其是否符合規(guī)章要求。每章的教學目標和題量可以點擊“修改”按鈕進行設置。需要注意的是,每次重新生成培訓大綱后,系統(tǒng)對于上一次修改的教學目標和題量等內(nèi)容都會予以保留,使用更加人性化。為方便用戶對培訓大綱的管理,點擊“導出至EXCEL”按鈕可將培訓大綱的詳細內(nèi)容導出為EXCEL 格式,方便用戶打印后供教學使用,如圖8 所示。
依據(jù)TNA 分析過程,設計和實現(xiàn)了基于B/S 模式的機型維修培訓需求分析及大綱制定平臺,具有維修任務導入、DIF 分析、KSA 分析、自動生成培訓大綱及符合性驗證等功能,界面簡潔,使用方便。