機型維修培訓需求分析與大綱制定平臺的開發*

張志遠 趙世偉/中國民航大學

0 引言

國外飛機制造廠家在國際航協ATA104《飛機維修培訓指南》的基礎上，結合有效合理的信息化及與之配套的授課方式，開發了相應的機型培訓系統，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CCAR-147 維修培訓機構的機型維修培訓大綱編制及課程開發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民機的機型維修培訓大綱開發體系。

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中的TNA 過程進行了闡述。黃俊[2]等在總結當前民航培訓現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，專家評估和內部驗證共6 個步驟，并以某機型氣源系統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。

借助信息技術的優勢，本文設計開發了一個計算機平臺系統，采用B/S（瀏覽器/服務器）方式實現了機型維修培訓TNA 分析的主要功能。

1 平臺功能模塊與TNA 分析流程

圖1 平臺功能模塊組成

平臺采用B/S 模式開發，前臺采用bootstrap-table 框架，后臺采用mysql 數據庫。功能模塊構成如圖1 所示，包括基礎數據管理、維修任務分析和培訓大綱管理三個部分。其中，基礎數據管理包括用戶管理、數據字典管理和知識點管理。系統根據權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。數據字典采用鍵—值對方式存放一些特定條目類型的數據，如所需知識（功能、組成、位置等），這些數據都可以編輯，系統輸出隨字典內容發生變化，為系統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、綜合自動調諧、無線電調諧系統、調諧控制板）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，其中左邊灰色框內為管理員工作，右邊藍色框內為分析人員工作。管理員負責導入維修任務，分配DIF 分析人員，根據DIF 分析結果選擇維修任務，分配KSA 分析人員，以及設置培訓大綱應符合的規章要求（如學時、每個章節所要求的等級等）。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。

2 維修任務分析

管理員通過AMM 手冊（XML 格式）將維修任務導入系統中，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容，可附加導入pdf 格式的手冊，系統根據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、發布日期、任務狀態、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布日期晚于數據庫中的記錄，表明該任務有更新，系統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、重要性依據和頻繁性依據均來自于可編輯的數據字典。與一般DIF分析不同，每條依據都對應一個分數，同種依據下的條目分數之和為1。分析人員選擇不同的依據，系統自動計算其分數并作為是否困難（重要/頻繁）的值。若所有依據均不合適，則選擇NA 得零值，以區分是否進行了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果。在數據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，系統按AC-66-008 所述規則自動進行判斷，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。知識點內容來源于基礎數據管理模塊，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，系統會自動檢索對應的節點，使知識點的選擇更加快捷。知識、技能和意識的內容均來自數據字典。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 手冊的系統描述部分中關于飛機結構，系統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?！胺昼姟笔侵钢v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

3 培訓大綱管理

AC-147-04R2 中規定了機型維修培訓大綱必須滿足的條件，如對ME 專業I 類培訓必須達到120 學時，另外，對各章節的理論培訓需要達到的等級和實習培訓必須覆蓋的內容也有相應的規定。平臺設計了對應模塊來管理以上規章制度，顯示界面和規章一致，方便用戶使用。由于新的執照管理規定將取消專業劃分，特別設計了一列“不分專業”，以增強平臺的可擴展性。

針對KSA 分析得出的知識、技能等內容，按照ATA 章節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之和作為本章培訓所需的時間，并將其轉換為學時。所有章節的培訓學時之和就是培訓大綱的總學時，該值需滿足規章要求。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。對于不滿足規章要求的章節，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，系統對于上一次修改的教學目標和題量等內容都會予以保留，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容導出為EXCEL 格式，方便用戶打印后供教學使用，如圖8 所示。

4 結束語

依據TNA 分析過程，設計和實現了基于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。