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

Mang lại những cải thiện có thể đo lường được về khả năng sẵn sàng bảo trì

• Hơn 85% người bảo trì ưa thích Huấn luyện Bảo trì Ảo hơn so với hướng dẫn truyền thống, cải thiện sự tham gia và kết quả học tập theo một nghiên cứu với Đại học Brigham Young.
• 17% higher end-of-course test scores achieved khi Huấn luyện Bảo trì Ảo được sử dụng cùng với giảng dạy trên lớp và thực hành và
• Gần 10% khả năng ghi nhớ kiến thức tốt hơn, giúp những người bảo trì xây dựng sự tự tin trước khi làm việc trên máy bay vận hành theo nghiên cứu của Đại học Bang Arizona hợp tác với Anacapa Sciences, Inc.
• Giảm sự phụ thuộc vào máy bay vận hành, giảm hao mòn thiết bị, chi phí nhiên liệu và chi phí đào tạo liên quan đến bảo trì đồng thời cải thiện tính khả dụng của máy bay.
• Được triển khai trên nhiều tổ chức quân sự Hoa Kỳ và các quốc gia đồng minh, hỗ trợ đào tạo bảo trì máy bay có khả năng mở rộng trong các lớp học, đơn vị tác chiến và môi trường học tập phân tán trên toàn thế giới.
• Hỗ trợ trình độ nhân viên bảo trì được tiêu chuẩn hóa và nhanh hơn thông qua các bản sao ảo nhập vai, quy trình hướng dẫn, Analytics hiệu suất và đánh giá do người hướng dẫn thực hiện.

Cùng nhau, những kết quả này chứng minh cách huấn luyện bảo trì ảo được hỗ trợ bởi Unity giúp các tổ chức quốc phòng cải thiện khả năng sẵn sàng, đẩy nhanh phát triển lực lượng lao động, giảm sự phụ thuộc vào thiết bị vận hành và cung cấp đào tạo nhất quán, dựa trên dữ liệu trên quy mô lớn.

Xây dựng tương lai của đào tạo bảo trì hàng không

Máy bay quân sự hiện đại ngày càng trở nên tinh vi, đặt ra những yêu cầu cao hơn đối với các kỹ thuật viên chịu trách nhiệm giữ cho chúng sẵn sàng cho nhiệm vụ. Tuy nhiên, đào tạo bảo trì theo truyền thống đã dựa vào giảng dạy trên lớp, tài liệu kỹ thuật và khả năng tiếp cận hạn chế với máy bay đang hoạt động, khiến việc cung cấp kinh nghiệm thực hành trở nên khó khăn trong khi vẫn bảo quản các thiết bị có giá trị.

Trong hơn một thập kỷ, Pinnacle Solutions, một công ty của Akima, đã giúp các tổ chức quân đội và hàng không vũ trụ giải quyết thách thức này thông qua các Huấn luyện viên Bảo trì Ảo (VMTs) được hỗ trợ bởi Unity. Sử dụng các bản sao ảo chi tiết cao, công ty cho phép các kỹ thuật viên học và thực hành các quy trình phức tạp một cách an toàn trước khi làm việc trên máy bay đang hoạt động. Hôm nay, các giải pháp đào tạo của Pinnacle hỗ trợ Hoa Kỳ. Quân đội, Không quân, Hải quân, Thủy quân Lục chiến, Vệ binh Quốc gia, Đặc nhiệm và các tổ chức quốc phòng đồng minh trên nhiều nền tảng hàng không khác nhau.

Một trong những dự án mới nhất của Pinnacle là Hệ thống Đào tạo Bảo trì Red Hawk T-7A (MTS). Được xây dựng trên kiến trúc VXT dựa trên Unity của công ty (tức là Huấn luyện viên "Bất cứ thứ gì" ảo), hệ thống kết hợp bản sao ảo chi tiết cao của máy bay với các bài học tương tác, chẩn đoán lỗi mô phỏng và đào tạo có hướng dẫn viên. Kết quả là một giải pháp đào tạo có thể mở rộng giúp người bảo trì xây dựng sự tự tin và trình độ đồng thời mang đến cho người hướng dẫn những cách mới để tiêu chuẩn hóa, đo lường và cải thiện liên tục kết quả đào tạo.

Khi việc học phụ thuộc vào máy bay

Trong nhiều thập kỷ, đào tạo bảo trì quân sự phụ thuộc nhiều vào giảng dạy trên lớp, các tài liệu kỹ thuật in ấn, các buổi trình diễn của giảng viên và thực hành thực tế bằng cách sử dụng máy bay đang hoạt động. Mặc dù những phương pháp này vẫn rất cần thiết, chúng cũng đặt ra những thách thức đáng kể. Sự sẵn có của máy bay thường bị hạn chế, việc huấn luyện có thể bị giới hạn bởi nhu cầu hoạt động, và những sai lầm mắc phải trong quá trình học tập ban đầu mang lại những chi phí thực sự về an toàn, hao mòn thiết bị và khả năng sẵn sàng của nhiệm vụ.

Khi các hệ thống máy bay ngày càng tiên tiến, những thách thức này càng gia tăng. Các tổ chức đào tạo phải chuẩn bị số lượng lớn hơn các kỹ thuật viên để làm việc trên các nền tảng ngày càng phức tạp trong khi bắt kịp với các cấu hình đang phát triển, dữ liệu kỹ thuật được cập nhật và thiết bị nhiệm vụ mới. Đồng thời, họ cần những cách nhất quán để đánh giá trình độ trên các đơn vị phân tán về mặt địa lý mà không chỉ dựa vào các huấn luyện viên vật lý tốn kém hoặc máy bay vận hành.

Pinnacle đã phát triển nền tảng VMT của mình để bổ sung cho hướng dẫn bảo trì truyền thống bằng đào tạo nhập vai, có thể lặp lại và có thể được cung cấp bất cứ lúc nào, bất cứ nơi nào. Bằng cách cho phép người bảo trì thực hành các quy trình bảo trì hoàn chỉnh, khắc phục sự cố và học hỏi an toàn từ sai lầm trong môi trường ảo thực tế, nền tảng này giúp:

• Xây dựng sự tự tin và trình độ trước khi học sinh chuyển sang máy bay thật
• Làm cho hướng dẫn bảo trì thực hành an toàn hơn, có khả năng mở rộng hơn

Xây dựng bản sao ảo cho bảo trì thực tế

Trọng tâm của dòng sản phẩm VMT của Pinnacle là kiến trúc VXT được hỗ trợ bởi Unity của công ty, một nền tảng phát triển chung cho phép đào tạo bảo trì nhập vai trên các môi trường máy tính để bàn, lớp học, web và XR bằng một bộ dữ liệu mô phỏng và bài học duy nhất. Thay vì phát triển các ứng dụng riêng biệt cho từng thiết bị, Pinnacle xây dựng nội dung đào tạo một lần và triển khai nó trên nhiều định dạng phân phối trong khi vẫn duy trì trải nghiệm người dùng nhất quán.

Ví dụ mới nhất là Hệ thống Đào tạo Bảo trì Red Hawk T-7A (MTS). Được xây dựng từ dữ liệu CAD và kỹ thuật, bản sao ảo tái tạo máy bay đến từng thành phần mà kỹ thuật viên tương tác trong các quy trình bảo trì thực tế. Mô hình hiện tại chứa khoảng 80,000 unique meshes, cho phép sinh viên khám phá các hệ thống máy bay hoàn chỉnh, thực hiện các nhiệm vụ bảo trì có hướng dẫn và không có hướng dẫn, chẩn đoán lỗi bằng thiết bị kiểm tra mô phỏng và thực hành các quy trình bảo trì thực tế trong môi trường ảo an toàn.

Vì nền tảng được xây dựng dựa trên kiến trúc mô phỏng và bài học chung, người hướng dẫn có thể cung cấp khóa đào tạo nhất quán trên các lớp học, các máy trạm cá nhân và môi trường XR nhập vai trong khi theo dõi hiệu suất của học sinh thông qua tích hợp SCORM và xAPI với các hệ thống quản lý học tập hiện có.

Bên trong ứng dụng: học bằng cách làm

Thay vì giới hạn việc đào tạo trong lý thuyết hoặc các thành phần riêng lẻ, VMT của Pinnacle cho phép kỹ thuật viên tương tác với các hệ thống máy bay hoàn chỉnh theo cách phản ánh sát với các hoạt động bảo trì thực tế.

Người dùng có thể:

• Điều hướng các bản sao ảo chi tiết cao của toàn bộ máy bay và các hệ thống phụ lớn
• Học các quy trình bảo trì thông qua chế độ đào tạo có hướng dẫn hoặc không có hướng dẫn
• Chẩn đoán và khắc phục sự cố bằng thiết bị kiểm tra mô phỏng
• Trực quan hóa các cụm phức tạp bằng tia X, sử dụng các công cụ cô lập, mở rộng và chú thích
• Thực hành các nhiệm vụ bảo trì lặp đi lặp lại mà không tiêu tốn giờ bay của máy bay hoặc có nguy cơ làm hỏng thiết bị vận hành
• Theo dõi tiến độ và hiệu suất thông qua các hệ thống quản lý giảng viên và học tập tích hợp

Nền tảng này cũng bao gồm môi trường soạn thảo Sandbox cho phép giảng viên xây dựng các bài học tùy chỉnh, tạo các bài kiểm tra tương tác, phát triển các hướng dẫn hoạt hình và điều chỉnh đào tạo theo cấu hình máy bay hoặc yêu cầu nhiệm vụ cụ thể, tất cả trong cùng một ứng dụng. Bằng cách kết hợp hình ảnh hóa nhập vai với hướng dẫn có cấu trúc và phân tích hiệu suất chi tiết, Pinnacle biến đổi đào tạo bảo trì truyền thống thành trải nghiệm học tập có thể mở rộng, dựa trên dữ liệu.

Xây dựng với Unity: mở rộng đào tạo bảo trì độ trung thực cao

Unity cung cấp nền tảng 3D thời gian thực đằng sau kiến trúc VXT của Pinnacle, cho phép công ty phát triển, tối ưu hóa và triển khai các chương trình đào tạo bảo trì có độ chi tiết cao từ một môi trường phát triển duy nhất.

Nhóm sử dụng Unity trong toàn bộ quy trình sản xuất:

Unity Editor:

Unity Editor là môi trường phát triển trung tâm nơi dữ liệu kỹ thuật, nội dung đào tạo tương tác, logic mô phỏng và trải nghiệm hướng dẫn được kết hợp thành một ứng dụng duy nhất.

Universal Render Pipeline (URP):

URP mang lại chất lượng hình ảnh nhất quán trên các triển khai máy tính để bàn, web và XR đồng thời hỗ trợ số lượng bộ phận cực cao cần thiết cho đào tạo bảo trì máy bay chi tiết.

Các gói XR và Input System:

Công cụ XR và Input System của Unity cho phép cùng một ứng dụng hỗ trợ máy tính để bàn, tai nghe VR và nhiều thiết bị đầu vào, bao gồm chuột tiêu chuẩn, chuột 3D và bộ điều khiển XR, mà không cần duy trì các cơ sở mã riêng biệt.

Xây dựng Hồ sơ:

Một dự án Unity duy nhất được sử dụng để tạo các bản dựng PC, web và XR, cho phép nhóm tùy chỉnh deployment cho từng nền tảng trong khi vẫn duy trì một bộ dữ liệu mô phỏng và bài học chung.

Tối ưu hóa hiệu suất:

Đào tạo bảo trì đặt ra những thách thức kỹ thuật độc đáo vì người dùng có thể cần kiểm tra hầu hết mọi bộ phận của máy bay. Pinnacle kết hợp hệ thống Mức độ chi tiết (LOD) của Unity và cắt bỏ vật thể che khuất với quy trình cắt bỏ dựa trên khoảng cách độc quyền của riêng mình để quản lý hiệu quả hàng chục nghìn thành phần máy bay riêng lẻ trong khi vẫn duy trì hiệu suất thời gian thực trên PC, máy tính bảng và thiết bị XR.

Bằng cách xây dựng quy trình sản xuất của riêng mình xung quanh Unity, Pinnacle đã tạo ra một nền tảng linh hoạt cho phép tích hợp các nền tảng máy bay mới, các công nghệ nhập vai và các khả năng AI trong tương lai mà không cần thiết kế lại kiến trúc cơ bản.

Được thiết kế để phát triển cùng mọi nền tảng

Nền tảng VMT của Pinnacle được phát triển như một kiến trúc sản phẩm dài hạn thay vì một tập hợp các ứng dụng độc lập. Được xây dựng trên lõi VXT được hỗ trợ bởi Unity, mỗi máy bay, động cơ hoặc hệ thống phụ mới đều bổ sung vào một nền tảng chung có thể được tái sử dụng trong các chương trình tương lai, đẩy nhanh quá trình phát triển đồng thời duy trì tính nhất quán trên các môi trường đào tạo.

Cách tiếp cận theo dòng sản phẩm này cho phép Pinnacle nhanh chóng mở rộng sang các nền tảng hàng không, mặt đất, hàng hải và không người lái mới mà không cần xây dựng lại phần mềm từ đầu. Đồng thời, những tiến bộ trong quét LIDAR, chuyển đổi CAD, nhận dạng đối tượng và mô hình hóa hỗ trợ bởi AI đang giúp giảm thời gian phát triển đồng thời tăng độ trung thực của các bản sao ảo trong tương lai.

Lộ trình cũng bao gồm việc áp dụng sâu hơn VR và XR, đào tạo đa người dùng phân tán, tạo nội dung tăng cường bằng AI và phân tích hiệu suất thông minh, đảm bảo nền tảng tiếp tục phát triển song song với yêu cầu của khách hàng và các công nghệ mới nổi.

Vượt ra ngoài lớp học: suy nghĩ lại về đào tạo bảo trì

Khi các nền tảng quân sự ngày càng tiên tiến và lực lượng bảo trì ngày càng phân tán, các tổ chức quốc phòng đang tìm kiếm các phương pháp linh hoạt hơn, dựa trên dữ liệu thay vì chỉ dựa vào giảng dạy trong lớp truyền thống để phát triển lực lượng lao động.

Bằng cách kết hợp các bản sao ảo có độ trung thực cao với trải nghiệm 3D thời gian thực nhập vai, Pinnacle cho phép các tổ chức tiêu chuẩn hóa đào tạo bảo trì trên các lớp học, đơn vị vận hành và các quốc gia đối tác đồng thời giảm sự phụ thuộc vào máy bay vận hành và thiết bị đào tạo vật lý tốn kém. Bản sao ảo giống hệt có thể hỗ trợ giảng dạy trong lớp học, học tập tự điều chỉnh, trải nghiệm XR nhập vai và đào tạo theo nhu cầu từ một bộ dữ liệu mô phỏng và bài học chung.

Cách tiếp cận này giúp các tổ chức cải thiện khả năng sẵn sàng, đẩy nhanh việc đủ điều kiện và duy trì tính liên tục của việc đào tạo, ngay cả khi sự sẵn có của máy bay, việc đi lại hoặc nhu cầu hoạt động hạn chế việc hướng dẫn thực hành truyền thống. Khi các công nghệ 3D thời gian thực, bản sao ảo, AI và nhập vai tiếp tục trưởng thành, chúng đang đặt nền móng cho một phương pháp bảo trì quốc phòng kết nối hơn, có khả năng mở rộng và kiên cường hơn.

Định hình tương lai của đào tạo bảo trì

Tầm nhìn của Pinnacle vượt ra ngoài các chương trình máy bay riêng lẻ để trở thành một hệ sinh thái độc lập với nền tảng, có khả năng hỗ trợ đào tạo bảo trì trên các hệ thống hàng không, mặt đất, hàng hải và không người lái. Trung tâm của tầm nhìn đó là kiến trúc VXT được hỗ trợ bởi Unity, một nền tảng ổn định, có thể mở rộng được thiết kế để tích hợp các công nghệ mới mà không cần tái cấu trúc lặp đi lặp lại.

Phát triển trong tương lai sẽ tập trung vào việc mở rộng khả năng của bản sao ảo thông qua tạo nội dung được hỗ trợ bởi AI, tích hợp CAD và luồng kỹ thuật số, trải nghiệm XR nâng cao và đào tạo thích ứng hơn, dựa trên dữ liệu. Pinnacle cũng đang khám phá các kỹ thuật kết xuất dựa trên AI mới nổi có thể mang lại độ trung thực hình ảnh cao hơn nữa trong khi giảm kích thước và độ phức tạp của các tài sản 3D cơ bản, giúp việc phát triển và triển khai các khóa đào tạo bảo trì có độ trung thực cao trở nên hiệu quả hơn.

Bằng cách kết hợp nền tảng 3D thời gian thực của Unity với những tiến bộ trong AI, công nghệ nhập vai và phát triển bản sao ảo, Pinnacle đang giúp định hình tương lai của đào tạo bảo trì máy bay, cung cấp cho các tổ chức quốc phòng các công cụ để xây dựng những người bảo trì có năng lực hơn, cải thiện khả năng sẵn sàng và hỗ trợ thành công nhiệm vụ trong nhiều năm tới.