机型维修培训需求分析与大纲制定平台的开发*

张志远 赵世伟/中国民航大学

0 引言

国外飞机制造厂家在国际航协ATA104《飞机维修培训指南》的基础上，结合有效合理的信息化及与之配套的授课方式，开发了相应的机型培训系统，提倡学员在教学平台上进行主动探索和学习，形成了完善的机型维修培训体系。国内CCAR-147 维修培训机构的机型维修培训大纲编制及课程开发大部分都是被动全盘接受国外既定的培训教材和培训方法，尚未形成完整的适合国产民机的机型维修培训大纲开发体系。

在制定维修培训大纲之前，进行培训需求分析（TNA）是判断培训是否必要和确定培训目标的一种常用方法。赵小峰[1]以ARJ21 为例对机型培训课程开发中的TNA 过程进行了阐述。黄俊[2]等在总结当前民航培训现状的基础上讨论了基于TNA 的民机机型维修培训大纲制定方法，包括确定机型维修任务，确定受训者进入条件，通过DIF（困难性、重要性和频繁性）分析筛选任务，分析任务的KSA（知识、技能、意识），确定培训提纲初稿，专家评估和内部验证共6 个步骤，并以某机型气源系统为分析对象建立了维修培训大纲。除理论教学外，实习也是机型维修培训中不可或缺的一部分，高云[3]对机型实习培训教学大纲开发中的实习培训项目选取和实习培训方式进行了探讨。此外，对直升机的维修培训规范及大纲制定也多采用TNA 分析方法[4-6]，以上所有的分析方法都是在电子表格上进行的。

借助信息技术的优势，本文设计开发了一个计算机平台系统，采用B/S（浏览器/服务器）方式实现了机型维修培训TNA 分析的主要功能。

1 平台功能模块与TNA 分析流程

图1 平台功能模块组成

平台采用B/S 模式开发，前台采用bootstrap-table 框架，后台采用mysql 数据库。功能模块构成如图1 所示，包括基础数据管理、维修任务分析和培训大纲管理三个部分。其中，基础数据管理包括用户管理、数据字典管理和知识点管理。系统根据权限不同将用户分为三类：管理员、分析人员和普通用户。管理员拥有所有权限，分析人员可以进行DIF 分析、KSA 分析以及培训大纲的自动生成和符合性验证，普通用户只能浏览。数据字典采用键—值对方式存放一些特定条目类型的数据，如所需知识（功能、组成、位置等），这些数据都可以编辑，系统输出随字典内容发生变化，为系统的使用提供了极大的灵活性。知识点采用ATA100 进行编码，包含编号（ 如23，23-80，23-81-00，23-81-01）和名称（如通信、综合自动调谐、无线电调谐系统、调谐控制板）两部分，将其组织成树状，方便KSA 分析时的知识点选择。

图2 TNA分析流程

图3 维修任务管理界面（所有分析结果仅用于功能展示，不具参考意义，下同）

平台按图2 所示流程组织TNA 分析，其中左边灰色框内为管理员工作，右边蓝色框内为分析人员工作。管理员负责导入维修任务，分配DIF 分析人员，根据DIF 分析结果选择维修任务，分配KSA 分析人员，以及设置培训大纲应符合的规章要求（如学时、每个章节所要求的等级等）。分析人员进行DIF 分析和KSA 分析以及培训大纲的生成和符合性验证，若验证不通过，则需重新进行KSA 分析。

2 维修任务分析

管理员通过AMM 手册（XML 格式）将维修任务导入系统中，选用XML，主要是因为其容易读取和解析。分析过程中为方便浏览手册内容，可附加导入pdf 格式的手册，系统根据维修任务号自动匹配手册对应页码，点击超链接即可浏览相应内容，无需另行打开手册人工翻查，使用起来更加方便。维修任务按章组织，按维修任务号排序，包括任务编号、任务概述、发布日期、任务状态、页码范围（点击该列可打开对应的pdf 手册）等，如图3 所示。若某个维修任务的发布日期晚于数据库中的记录，表明该任务有更新，系统会用醒目的颜色进行标注，提示重新分析该任 务。

DIF 分析界面如图4 所示，其中困难性依据、重要性依据和频繁性依据均来自于可编辑的数据字典。与一般DIF分析不同，每条依据都对应一个分数，同种依据下的条目分数之和为1。分析人员选择不同的依据，系统自动计算其分数并作为是否困难（重要/频繁）的值。若所有依据均不合适，则选择NA 得零值，以区分是否进行了DIF 分析。对于同一个维修任务，管理员指派多人进行DIF 分析，取所有分析人员的平均值作为最后的分析结果。在数据字典中设定一个阈值，若平均值超过此值，则认为其是困难（重要/频繁）的。

图4 DIF分析示例

所有指派人员均完成DIF 分析后，系统按AC-66-008 所述规则自动进行判断，并将其简化为以下程序逻辑：

“if 不重要 then 放弃；

else if 困难 && 不频繁 then 优先选择；

else 选择”

例如，图3 所示任务满足困难、重要且不频繁（阈值均为0），因此优先选择该项维修任务。对于放弃的维修任务，管理员也可酌情手工选择。

对于选择的维修任务（含手工选择），管理员指派分析人员进行KSA 分析。与DIF 分析不同，同一个维修任务KSA 分析仅指派一人。KSA 分析界面如图5 所示，由多个面板组成，每个面板包含知识点以及知识、技能、意识三个板块，每个板块中又包含学时（分钟）和等级。知识点内容来源于基础数据管理模块，使用bootstrap-treeview 插件按三级编码组织成树状图形，如图6所示。手工输入知识点前几位编码，系统会自动检索对应的节点，使知识点的选择更加快捷。知识、技能和意识的内容均来自数据字典。等级是指AC-147-04R2 中所述培训目标的等级，如等级1 是指“了解 AMM 手册的系统描述部分中关于飞机结构，系统和动力装置的概要知识”。等级包含0、1、2、3 共四级，其中等级0 表示不适用于该类机型。“分钟”是指讲授该知识点或技能点所需的时间。一个维修任务的KSA分析中可包含多个知识点，点击“增加知识点”按钮后，系统提供一个新的面板供用户输入，若不需要，可点击面板右上角的“×”号将其删除。DIF 和KSA 分析的结果都可以在维修任务管理中看到，方便管理员掌握任务分析进 度。

图5 KSA分析界面

3 培训大纲管理

AC-147-04R2 中规定了机型维修培训大纲必须满足的条件，如对ME 专业I 类培训必须达到120 学时，另外，对各章节的理论培训需要达到的等级和实习培训必须覆盖的内容也有相应的规定。平台设计了对应模块来管理以上规章制度，显示界面和规章一致，方便用户使用。由于新的执照管理规定将取消专业划分，特别设计了一列“不分专业”，以增强平台的可扩展性。

针对KSA 分析得出的知识、技能等内容，按照ATA 章节重新组织自动生成培训大纲初稿，如图7 所示。取每章所有知识点的分钟数之和作为本章培训所需的时间，并将其转换为学时。所有章节的培训学时之和就是培训大纲的总学时，该值需满足规章要求。取每章所有知识点的等级最小值作为本章培训的等级要求，该值也需满足规章要求。取每章所有技能点的并集作为本章培训所覆盖的技能点，该值同样也需满足规章要 求。

图6 知识点树形选择控件

图7 培训大纲生成与验证界面

图8 培训大纲导出为EXCEL格式

图7 分别展示了验证过程中学时不满足要求、等级不满足要求及技能点不满足要求三种情况。对于不满足规章要求的章节，分析人员需要重新进行KSA分析，然后点击图7 中的“重新生成培训大纲”按钮，得到新的培训大纲，再点击“符合性验证”按钮，重新验证其是否符合规章要求。每章的教学目标和题量可以点击“修改”按钮进行设置。需要注意的是，每次重新生成培训大纲后，系统对于上一次修改的教学目标和题量等内容都会予以保留，使用更加人性化。为方便用户对培训大纲的管理，点击“导出至EXCEL”按钮可将培训大纲的详细内容导出为EXCEL 格式，方便用户打印后供教学使用，如图8 所示。

4 结束语

依据TNA 分析过程，设计和实现了基于B/S 模式的机型维修培训需求分析及大纲制定平台，具有维修任务导入、DIF 分析、KSA 分析、自动生成培训大纲及符合性验证等功能，界面简洁，使用方便。