How Pinnacle Solutions is transforming military maintenance training with Unity-powered virtual twins

在维护准备方面取得可衡量的改进

• 杨百翰大学的一项研究表明， 85%以上的维护人员更喜欢虚拟维护培训而不是传统教学，这提高了参与度和学习成果。
• 当虚拟维护培训与课堂教学和实践操作相结合时，课程结束测试成绩提高了17%。
• 根据亚利桑那州立大学与 Anacapa Sciences, Inc. 合作开展的研究，知识留存提高了近 10% ，有助于维护人员在对运行中的飞机进行维护之前编译版本信心。
• 减少对运营飞机的依赖，降低设备磨损、燃油成本和维护相关培训费用，同时提高飞机可用性。
• 已在美国多个军事组织和盟国部署，支持在世界各地的教室、作战单位和分布式学习环境中开展可扩展的飞机维护培训。
• 通过沉浸式虚拟孪生、指导程序、性能分析和讲师指导的评估，支持更快、更标准化的维护人员资格认证。

这些成果全体学员表明， Unity 支持的虚拟维护培训如何帮助国防组织提高战备水平、加快员工队伍发展、减少对作战设备的依赖，并缩放提供一致的、数据驱动的培训。

构建飞机维修培训的未来

现代军用飞机变得越来越复杂，对负责保持飞机随时可以执行任务的技术人员提出了更高的要求。然而，传统的维护培训依赖于课堂教学、技术手册和有限的操作飞机访问，这使得在保护宝贵设备的同时提供实践经验变得困难。

十多年来，Akima 旗下的Pinnacle Solutions公司一直通过 Unity 支持的虚拟维护培训器 (VMT) 帮助军事和航空航天组织应对这一挑战。利用高度精细的虚拟孪生技术，该公司使维护人员能够在操作运行中的飞机之前安全地学习和练习复杂的程序。如今，Pinnacle的培训解决方案为美国支持。陆军、力、海军、海军陆战队、国民警卫队、特种作战部队和盟军国防组织，涵盖各种航空平台。

Pinnacle 的最新项目之一是T-7A 红鹰维护训练System(MTS) 。该系统基于公司基于 Unity 的 VXT（即虚拟“万物”训练器）架构，将高度详细的飞机虚拟孪生模型与交互式课程、模拟故障诊断和教员指导的培训相结合。result形成了一种可扩展的培训解决方案，帮助维护人员编译版本信心和熟练程度，同时为教员提供新的方法来标准化、衡量和持续改进培训成果。

学习取决于飞机

几十年来，军事维修训练主要依靠课堂教学、印刷的技术手册、教员演示和使用现役飞机进行实践操作。虽然这些方法仍然至关重要，但它们也带来了巨大的挑战。飞机可用性往往有限，训练可能会受到作战需求的限制，早期学习中犯下的错误会在安全、设备磨损和任务准备方面造成真正的损失。

随着飞机系统的不断进步，这些挑战也日益加剧。培训机构必须培养更多维护人员，使其能够在日益复杂的平台上工作，同时还要跟上不断变化的配置、已更新的技术数据和新的任务设备的步伐。与此同时，他们需要一致的方法来评估地理位置分散的单位的熟练程度，而不能仅仅依靠昂贵的体能训练员或作战飞机。

Pinnacle 开发了其 VMT平台，以补充传统的维护指导，提供沉浸式、可重复的培训，可以随时随地进行。该平台允许维护人员在逼真的虚拟环境中练习完整的维护流程、排除故障并安全地从错误中学习，从而有助于：

• 在学生过渡到实际飞机驾驶之前，Build的信心和熟练程度。
• 让动手实践维护指导更安全、更具可扩展性

构建用于实际维护的虚拟孪生体

Pinnacle 的 VMT 产品线的核心是该公司基于 Unity 的 VXT 架构，这是一个通用的开发平台，它使用单一的模拟和课程数据设置，即可在桌面、教室、Web 和XR环境中实现沉浸式维护培训。Pinnacle 不会为每个设备开发单独的应用程序，而是一次性构建培训内容，并将其部署到多种交付格式中，同时保持一致的用户体验。

最新的例子是T-7A 红鹰维护训练System(MTS) 。该虚拟孪生体由 CAD 和工程数据构建而成，能够还原飞机，甚至细致到维护人员在实际维护过程中接触到的各个部件。当前模型包含约80,000 个独特的网格，使学生能够在安全的虚拟环境中探索完整的飞机系统、执行指导和非指导的维护任务、使用模拟测试设备诊断故障并练习真实的维护工作流程。

由于该平台围绕共享的模拟和课程架构构建，教师可以在教室、个人工作站和沉浸式XR环境中提供一致的培训，同时通过 SCORM 和 xAPI 与现有学习管理系统集成来跟踪学生的性能。

应用内幕：边做边学

Pinnacle 的 VMT 系统不会将培训局限于理论或孤立的组件，而是允许维护人员以与真实维护操作非常接近的方式与完整的飞机系统进行交互。

Users可以：

• 浏览高度精细的完整飞机及其主要子系统的虚拟孪生模型
• 通过引导式或非引导式培训模式学习维护程序
• 使用模拟测试设备诊断和解决故障
• 使用 X 射线、分离、展开和注释工具可视化复杂组件
• 反复练习维护任务，既不会消耗飞机飞行时间，也不会造成运行设备损坏的风险。
• 通过集成的教师和学习管理系统跟踪进度和性能

该平台还包含一个沙盒创作环境，使教员能够在同一个应用程序中编译版本自定义课程、创建交互式测验、开发动画演示，并根据指定的飞机配置或任务要求定制培训。Pinnacle 将沉浸式可视化与结构化教学和详细的性能分析相结合，将传统的维护培训转变为可扩展的、数据驱动的学习体验。

使用Unity构建：扩展高保真维护培训

Unity为 Pinnacle 的 VXT 架构提供了实时3D基础，使公司能够在单一开发环境中开发、优化和部署高度详细的维护培训器。

团队在整个制作管线中都使用Unity ：

Unity 编辑器：

Unity 编辑器是一个中央开发环境，它将工程数据、交互式培训内容、仿真逻辑和教学体验整合到一个应用程序中。

通用渲染管线（URP）：

URP在桌面、Web 和XR部署中提供一致的视觉质量，同时支持详细飞机维护培训所需的极高零件数量。

XR软件包和Input System：

Unity 的XR工具和Input System启用同一个应用程序能够支持台式电脑、 VR头显和多种输入设备，包括标准鼠标、 3D鼠标和XR控制器，而无需维护单独的代码库。

Build文件：

使用单个Unity项目生成PC、Web 和XR版本，使团队能够针对每个平台定制部署，同时保持一个共享的模拟和课程数据设置。

性能优化：

维护培训面临着独特的技术挑战，因为用户可能需要检查飞机的几乎每一个组件。Pinnacle 将 Unity 的细节级别 (LOD)系统和遮挡剔除与其自身专有的基于距离的剔除管线相结合，从而有效地管理数万个单独的飞机组件，同时在 PC、平板电脑和XR设备上保持实时性能。

Pinnacle 通过围绕Unity构建自己的生产管线，创建了一个灵活的基础，无需重新设计底层架构即可集成新的飞机平台、沉浸式技术和未来的 AI 功能。

旨在与每个平台共同成长

Pinnacle 的 VMT平台被开发为一个长期的产品架构，而不是一系列独立应用程序的集合。基于 Unity 驱动的 VXT 核心，每一架新飞机、发动机或子系统都为可在未来项目中重复使用的通用基础增添了新的内容，从而加快了开发速度，同时保持了训练环境的一致性。

这种产品线方法使 Pinnacle 能够迅速扩展到新的航空、地面、海上和无人平台，而无需从头开始重建其软件。与此同时，激光雷达扫描、CAD转化、对象识别和人工智能辅助建模技术的进步，有助于缩短开发时间，同时提高未来虚拟孪生的保真度。

该路线图还包括更深入地采用VR和XR、分布式多用户训练、AI 增强的内容生成以及智能性能分析，以确保该平台能够随着客户需求和新兴技术的发展而不断演进。

走出课堂：重新思考维护培训

随着军事平台的日益先进和维护人员的日益分散，国防组织正在寻求超越传统课堂教学的更灵活、数据驱动的劳动力发展方法。

Pinnacle 将高保真虚拟孪生与沉浸式实时3D体验相结合，使组织能够在课堂、作战单位和伙伴国家之间标准化维护培训，同时减少对作战飞机和昂贵的物理训练设备的依赖。同一个虚拟孪生体可以利用共享的模拟和课程数据设置，支持课堂教学、自主学习、沉浸式XR体验和按需培训。

即使飞机可用性、旅行或运营需求限制了传统的实践指导，这种方法也能帮助组织提高战备水平、加快资格认证速度并保持培训的连续性。随着实时3D、虚拟孪生、人工智能和沉浸式技术的不断成熟，它们正在为国防维护训练奠定更加互联、可扩展和具有弹性的基础。

塑造维护培训的未来

Pinnacle 的愿​​景不仅限于单个飞机项目，更是一个与平台无关的生态系统，能够支持空中、地面、海上和无人系统的维护培训。该愿景的核心是基于 Unity 的 VXT 架构，这是一个稳定、可扩展的基础架构，旨在整合新技术而无需重复重新架构。

未来的发展将侧重于通过人工智能辅助内容创建、CAD 和数字线程集成、增强的XR体验以及更具适应性、数据驱动的训练来扩展虚拟孪生功能。Pinnacle 还在探索新兴的 AI 驱动渲染技术，这些技术可以在降低底层3D资产的大小和复杂性的同时，提供更高的视觉保真度，从而使高保真维护培训的开发和部署更加高效。

Pinnacle 将Unity 的实时3D平台与人工智能、沉浸式技术和虚拟孪生开发方面的进步相结合，正在帮助塑造飞机维护培训的未来，为国防组织提供工具，以编译版本更有能力的维护人员，提高战备水平，并在未来几年内支持任务的成功。