大部件裝配作為飛機制造的關鍵環節，一直是飛行器制造工程專業的核心課程，但由于其涉及眾多零件、工裝、高精密裝備以及龐大場地，在學校開展“真實”實驗面臨諸多困難。記者了解到，南京航空航天大學近年來傾力打造了虛擬仿真的沉浸式課堂，有效破解了產教融合的時空壁壘。

實驗室里，一排排先進的虛擬現實設備躍入眼簾。學生們興奮地穿戴好VR眼鏡和數據手套，準備踏入“飛機制造世界”。

“過去，學生只能通過圖紙和視頻想象飛機裝配過程；現在，他們能‘觸摸’每一個鉚釘的力度，感受每一塊蒙皮的張力。”課程負責人田威教授指著屏幕上跳動的三維模型說。

據介紹，2017年，南京航空航天大學機電學院推出國家虛擬仿真實驗教學項目《飛機大部件裝配虛擬仿真實驗》，成為2019年教育部組織的中國慕課大會上唯一的現場展示項目。項目將“虛擬現實+互聯網”技術融入實驗教學，填補了當前我國飛行器制造工程專業在飛機裝配虛擬仿真實踐教學平臺方面的空白。

作為國內首個深度融入虛擬仿真技術的飛機制造教學課程，《飛機大部件裝配虛擬仿真實驗》以三大核心模塊構建了完整的教學閉環。在飛機蒙皮成形工藝設計模塊，平整的金屬板材在虛擬拉形機的精密操控下逐漸變形為飛機蒙皮。學生需精細調整各項拉形工藝參數，任何微小偏差都可能導致蒙皮表面出現瑕疵。飛機壁板自動鉆鉚工藝設計模塊中，壁板從零散的零件通過自動鉆鉚機精確連接。學生需親手設計并優化鉆鉚工藝參數，誤差需控制在絲級。而在飛機翼身對接模塊，學生需綜合運用前兩個模塊所學知識，在虛擬環境中構建大尺寸空間坐標系，于動態平衡中，完成數十噸部件的精準對接，稍有偏差便會觸發系統警報。

“這就像在數字世界玩一場‘硬核拼圖’游戲，但每一塊‘拼圖’都對應著真實的物理規律。”田威教授表示，通過虛實融合的交互設計，學生不僅能觀察裝配過程，更能通過力反饋設備感知操作阻力，甚至聽到鉚槍擊發的模擬聲響，全方位沉浸在虛擬的飛機制造環境中。

課堂上，同學們經常能見到來自商飛、成飛等單位的工程師們，他們帶著一線案例走進課堂，為學生們傳授行業最新技術。

“產教融合不是簡單的企業參觀，而是讓行業需求反向定義教學場景。”田威介紹，課程教師團隊與眾多單位或企業工程師交流溝通，結合理論知識和行業最新案例，編纂飛機裝配新教材，并發展出數字教材，以行業需求映射教學內容，供相關行業和專業學習借鑒。

該課程的另一大亮點是不設“標準答案”的考核方式和面向“多元化”能力的培養。它不僅僅傳授制造技術原理，而是基于“探索式”實驗過程設計，將工程分析能力、技術探索能力、知識掌握能力等多元化能力融入其中。學生們在實驗過程中不僅要掌握主流先進制造技術的精髓，更要學會如何運用這些知識解決實際問題，從而培養出全面的工程素養。

“在上課過程中，師生可以一起研討，形成創造性的方案，并應用在虛擬裝配仿真實驗中。”負責飛機壁板自動鉆鉚工藝設計模塊的王珉老師表示，“我們鼓勵‘試錯’——虛擬環境中的‘失敗’，恰恰是創新思維的起點。”

機電學院2023級博士生孫冠宇表示：“在課本中，晦澀難懂的矩陣變換，以機翼、機身位姿的形式展現到眼前時，讓我們了解到了課堂中難以接觸的工程思維，讓人豁然開朗。我想，這門課是我從理論走向實踐的第一導師，也是從學生走向工程師的一個起點。”

揚子晚報/紫牛新聞 楊甜子

實習生 王涵

校對 盛媛媛