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

Apporter des améliorations mesurables en matière de préparation à la maintenance

• Plus de 85 % des mainteneurs ont préféré la formation virtuelle de maintenance à l'instruction traditionnelle, améliorant l'engagement et les résultats d'apprentissage selon une étude menée par l'Université Brigham Young.
• 17% plus de notes aux examens de fin de cours obtenues lorsque la formation de maintenance virtuelle a été utilisée parallèlement à l'enseignement en classe et pratique et
• une rétention de connaissances presque 10% meilleure, aidant les mainteneurs à gagner en confiance avant de travailler sur des avions opérationnels, selon des recherches de l'Arizona State University en partenariat avec Anacapa Sciences, Inc.
• Réduction de la dépendance aux avions opérationnels, ce qui diminue l'usure des équipements, les coûts de carburant et les dépenses de formation liées à la maintenance tout en améliorant la disponibilité des avions.
• Déployé au sein de plusieurs organisations militaires américaines et de nations alliées, soutenant la formation évolutive en maintenance d'aéronefs dans des salles de classe, des unités opérationnelles et des environnements d'apprentissage distribués dans le monde entier.
• Prise en charge d'une qualification des mainteneurs plus rapide et standardisée grâce à des jumeaux virtuels immersifs, des procédures guidées, des Analytics de performance et des évaluations dirigées par un instructeur.

Ensemble, ces résultats démontrent comment la formation virtuelle de maintenance alimentée par Unity aide les organisations de défense à améliorer leur préparation, à accélérer le développement de la main-d'œuvre, à réduire la dépendance aux équipements opérationnels et à fournir une formation cohérente et basée sur les données à grande échelle.

Construire l'avenir de la formation en maintenance aéronautique

Les avions militaires modernes deviennent de plus en plus sophistiqués, ce qui impose des exigences croissantes aux techniciens responsables de les maintenir prêts pour la mission. Cependant, la formation à la maintenance s'est traditionnellement appuyée sur l'enseignement en classe, les manuels techniques et un accès limité aux avions opérationnels, ce qui rend difficile l'acquisition d'une expérience pratique tout en préservant des équipements précieux.

Depuis plus d'une décennie, Pi nnacle Solutions, une société Akima, aide les organisations militaires et aérospatiales à relever ce défi grâce à des simulateurs de maintenance virtuels (VMT) basés sur Unity. En utilisant des jumeaux numériques très détaillés, l'entreprise permet aux mainteneurs d'apprendre et de pratiquer en toute sécurité des procédures complexes avant de travailler sur des avions opérationnels. Aujourd'hui, les solutions de formation de Pinnacle soutiennent les États-Unis. Armée, Force aérienne, Marine, Corps des Marines, Garde nationale, Opérations spéciales et organisations de défense alliées sur une large gamme de plateformes aéronautiques.

L'un des derniers projets de Pinnacle est le Système de formation à la maintenance Red Hawk T-7A (MTS). Construit sur l'architecture VXT basée sur Unity de l'entreprise (c'est-à-dire Virtual "Anything" Trainer), le système combine un jumeau virtuel très détaillé de l'avion avec des leçons interactives, un diagnostic de défauts simulé et une formation animée par un instructeur. Le résultat est une solution de formation évolutive qui aide les mainteneurs à gagner en confiance et en compétence tout en offrant aux instructeurs de nouvelles façons de standardiser, de mesurer et d'améliorer continuellement les résultats de la formation.

Lorsque l'apprentissage dépend de l'avion

Pendant des décennies, la formation en maintenance militaire reposait fortement sur l'enseignement en classe, les manuels techniques imprimés, les démonstrations d'instructeurs et la pratique pratique avec des avions opérationnels. Bien que ces méthodes restent essentielles, elles présentent également des défis importants. La disponibilité des avions est souvent limitée, la formation peut être contrainte par les exigences opérationnelles, et les erreurs commises pendant les premiers apprentissages entraînent de réels coûts en termes de sécurité, d'usure des équipements et de préparation des missions.

À mesure que les systèmes d'avion deviennent plus sophistiqués, ces défis n'ont fait que croître. Les organisations de formation doivent préparer un plus grand nombre de mainteneurs pour travailler sur des plateformes de plus en plus complexes, tout en s'adaptant aux configurations évolutives, aux données techniques mises à jour et aux nouveaux équipements de mission. En même temps, ils ont besoin de méthodes cohérentes pour évaluer la compétence dans des unités géographiquement dispersées sans dépendre uniquement d'instructeurs physiques coûteux ou d'avions opérationnels.

Pinnacle a développé sa plateforme VMT pour compléter l'instruction de maintenance traditionnelle par une formation immersive et reproductible qui peut être dispensée à tout moment et n'importe où. En permettant aux mainteneurs de pratiquer des procédures de maintenance complètes, de dépanner les pannes et d'apprendre en toute sécurité de leurs erreurs dans un environnement virtuel réaliste, la plateforme aide :

• Développer la confiance et la compétence avant que les étudiants ne passent à des avions réels
• Rendre les instructions de maintenance pratique plus sûres, plus évolutives

Construire des jumeaux numériques pour la maintenance du monde réel

Au cœur de la gamme de produits VMT de Pinnacle se trouve l'architecture VXT basée sur Unity de l'entreprise, une plateforme de développement commune qui permet une formation de maintenance immersive sur les environnements de bureau, de salle de classe, web et XR en utilisant un ensemble unique de données de simulation et de cours. Plutôt que de développer des applications séparées pour chaque appareil, Pinnacle crée le contenu de formation une seule fois et le déploie sur plusieurs formats de diffusion tout en maintenant une expérience utilisateur cohérente.

Le dernier exemple est le Système de formation à la maintenance Red Hawk T-7A (MTS). Construit à partir de données CAO et d'ingénierie, le jumeau numérique recrée l'avion jusqu'aux composants individuels avec lesquels les maintenanciers interagissent lors des procédures de maintenance réelles. Le modèle actuel contient environ 80,000 unique meshes, permettant aux étudiants d'explorer des systèmes d'aéronefs complets, d'effectuer des tâches de maintenance guidées et non guidées, de diagnostiquer des pannes à l'aide d'équipements de test simulés et de pratiquer des flux de travail de maintenance réalistes dans un environnement virtuel sûr.

Parce que la plateforme est construite autour d'une architecture de simulation et de cours partagée, les instructeurs peuvent dispenser une formation cohérente dans les salles de classe, les postes de travail individuels et les environnements XR immersifs tout en suivant les performances des étudiants grâce à l'intégration SCORM et xAPI avec les systèmes de gestion de l'apprentissage existants.

À l'intérieur de l'application : apprendre en faisant

Plutôt que de limiter la formation à la théorie ou à des composants isolés, le VMT de Pinnacle permet aux mainteneurs d'interagir avec des systèmes d'avion complets d'une manière qui reflète étroitement les opérations de maintenance réelles.

Les utilisateurs peuvent :

• Naviguer dans des jumeaux numériques virtuels très détaillés d'avions complets et de sous-systèmes majeurs
• Apprenez les procédures de maintenance grâce à des modes de formation guidés ou non guidés
• Diagnostiquer et résoudre les pannes à l'aide d'équipements de test simulés
• Visualiser des assemblages complexes à l'aide de rayons X, isoler, agrandir et annoter avec des outils
• Pratiquez les tâches de maintenance de manière répétée sans consommer d'heures de vol ni risquer d'endommager l'équipement opérationnel
• Suivre les progrès et les performances grâce à des systèmes de gestion de l'apprentissage et des instructeurs intégrés

La plateforme comprend également un environnement de création en bac à sable qui permet aux instructeurs de construire des leçons personnalisées, de créer des quiz interactifs, de développer des visites guidées animées et d'adapter la formation à des configurations d'aéronefs ou des exigences de mission spécifiques, le tout dans la même application. En combinant la visualisation immersive avec des instructions structurées et des Analytics de performance détaillées, Pinnacle transforme la formation de maintenance traditionnelle en une expérience d'apprentissage évolutive et pilotée par les données.

Construire avec Unity : faire évoluer la formation de maintenance haute fidélité

Unity fournit la base 3D en temps réel derrière l'architecture VXT de Pinnacle, permettant à l'entreprise de développer, d'optimiser et de déployer des simulateurs de maintenance très détaillés à partir d'un seul environnement de développement.

L'équipe utilise Unity tout au long du pipeline de production :

Éditeur Unity :

Unity Editor est l'environnement de développement central où les données d'ingénierie, le contenu de formation interactif, la logique de simulation et les expériences pédagogiques sont réunis dans une seule application.

Pipeline de rendu universel (URP):

URP fournit une qualité visuelle constante sur les déploiements de bureau, web et XR tout en prenant en charge les très grands nombres de pièces requis pour la formation détaillée à la maintenance d'avions.

Paquets XR et Input System :

Les outils XR et l'Input System de Unity permettent à la même application de prendre en charge les PC de bureau, les casques VR et de multiples périphériques d'entrée, y compris les souris standard, les souris 3D et les contrôleurs XR, sans maintenir des bases de code séparées.

Construire des profils:

Un seul projet Unity est utilisé pour générer des builds PC, web et XR, permettant à l'équipe d'adapter le déploiement pour chaque plateforme tout en maintenant un ensemble de données de simulation et de leçons partagé.

Optimisation des performances :

La formation à la maintenance présente des défis techniques uniques car les utilisateurs peuvent avoir besoin d'inspecter pratiquement chaque composant d'un avion. Pinnacle combine le système de niveau de détail (LOD) d'Unity et le culling d'occlusion avec son propre pipeline de culling basé sur la distance pour gérer efficacement des dizaines de milliers de composants d'avions individuels tout en maintenant des performances en temps réel sur PC, tablettes et appareils XR.

En construisant son propre pipeline de production autour de Unity, Pinnacle a créé une base flexible qui permet d'intégrer de nouvelles plateformes d'avions, des technologies immersives et de futures capacités d'IA sans redessiner l'architecture sous-jacente.

Conçu pour évoluer avec chaque plateforme

La plateforme VMT de Pinnacle a été développée comme une architecture produit à long terme plutôt que comme une collection d'applications autonomes. Construit sur le cœur VXT alimenté par Unity, chaque nouvel avion, moteur ou sous-système s'ajoute à une base commune qui peut être réutilisée dans les futurs programmes, accélérant le développement tout en maintenant la cohérence dans les environnements de formation.

Cette approche par gammes de produits permet à Pinnacle de se développer rapidement dans de nouvelles plateformes aéronautiques, terrestres, maritimes et sans pilote sans reconstruire son logiciel à partir de zéro. En même temps, les progrès dans le balayage LIDAR, la conversion CAO, la reconnaissance d'objets et la modélisation assistée par IA aident à réduire le temps de développement tout en augmentant la fidélité des futurs jumeaux numériques.

La feuille de route comprend également une adoption plus approfondie de la VR et de la XR, la formation multi-utilisateurs distribuée, la génération de contenu améliorée par l'IA et l'Analytics intelligente des performances, garantissant que la plateforme continue d'évoluer en fonction des exigences des clients et des technologies émergentes.

Au-delà de la salle de classe : repenser la formation à la maintenance

À mesure que les plateformes militaires deviennent plus avancées et que les effectifs de maintenance se dispersent de plus en plus, les organisations de défense se tournent au-delà de l'enseignement traditionnel en faveur d'approches plus flexibles et axées sur les données pour le développement des effectifs.

En combinant des jumeaux numériques virtuels haute fidélité avec des expériences 3D immersives en temps réel, Pinnacle permet aux organisations de standardiser la formation à la maintenance dans les salles de classe, les unités opérationnelles et les nations partenaires tout en réduisant la dépendance aux avions opérationnels et aux coûteux équipements de formation physiques. Le même jumeau virtuel peut prendre en charge l'enseignement en classe, l'apprentissage autodirigé, les expériences XR immersives et la formation au besoin à partir d'un ensemble de données de simulation et de cours partagé.

Cette approche aide les organisations à améliorer leur préparation, à accélérer la qualification et à maintenir la continuité de la formation, même lorsque la disponibilité des avions, les voyages ou les exigences opérationnelles limitent l'enseignement pratique traditionnel. Alors que la 3D en temps réel, les jumeaux numériques, l'IA et les technologies immersives continuent de se perfectionner, elles jettent les bases d'une approche plus connectée, évolutive et résiliente de la formation en maintenance de défense.

Façonner l'avenir de la formation en maintenance

La vision de Pinnacle s'étend au-delà des programmes d'avions individuels pour un écosystème agnostique à la plateforme capable de prendre en charge la formation à la maintenance sur les systèmes aériens, terrestres, maritimes et sans pilote. Au centre de cette vision se trouve l'architecture VXT alimentée par Unity, une base stable et extensible conçue pour intégrer de nouvelles technologies sans réarchitecture répétée.

Les développements futurs se concentreront sur l'élargissement des capacités des jumeaux numériques grâce à la création de contenu assistée par l'IA, l'intégration de la CAO et du fil numérique, des expériences XR améliorées et une formation plus adaptative et pilotée par les données. Pinnacle explore également des techniques de rendu émergentes basées sur l'IA qui pourraient offrir une fidélité visuelle encore plus grande tout en réduisant la taille et la complexité des actifs 3D sous-jacents, rendant la formation de maintenance haute fidélité plus efficace à développer et à déployer.

En combinant la plateforme 3D en temps réel de Unity avec les avancées en IA, en technologie immersive et en développement de jumeaux numériques, Pinnacle aide à façonner l'avenir de la formation à la maintenance d'aéronefs, donnant aux organisations de défense les outils pour former des techniciens plus compétents, améliorer la préparation et soutenir le succès des missions pour les années à venir.