Brevet FR3038119A1 — publié le 20161230

SIMULATEUR D'OPERATIONS DE MAINTENANCE POUR AERONEF DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine technique général des 5 turbomachines d'aéronef. Plus précisément, l'invention concerne un simulateur d'opérations de maintenance pour former un opérateur à une opération de maintenance pour aéronef. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les opérateurs de maintenance d'aéronef suivent actuellement des 10 formations théoriques avec des cours projetés en salle, des supports papier et éventuellement d'autres sources de documentation. Les opérateurs en cours de formation n'ont pas toujours l'occasion de mettre rapidement en pratique les informations théoriques acquises. Par ailleurs, la formation d'un opérateur par un instructeur, par exemple 15 par téléphone ou par vidéoconférence, dans laquelle l'apprenant s'exerce à effectuer des gestes donnés, précisément et dans un ordre prédéterminé sur une turbomachine ou une partie d'aéronef peut s'avérer coûteuse et difficile à mettre en oeuvre. Cette formation pratique à distance risque par d'ailleurs d'être moins efficace qu'une formation avec l'instructeur présent physiquement. 20 Il existe un besoin pour qu'un apprenant puisse s'exercer à la réalisation d'opérations de maintenance, sans la présence d'un instructeur et sans une turbomachine ou un aéronef. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre au moins partiellement les problèmes 25 rencontrés dans les solutions de l'art antérieur. 3038119 2 A cet égard, l'invention a pour objet un procédé de simulation d'opérations de maintenance pour aéronef, comprenant : une étape de reconnaissance d'un mouvement ou d'une position d'un opérateur par un dispositif de reconnaissance à distance, et d'élaboration d'une indication de reconnaissance représentative du mouvement reconnu ou de la position reconnue, une étape de modélisation d'une action de l'opérateur dans un modèle numérique de tout ou partie de l'aéronef, en réponse à l'indication de reconnaissance du mouvement de l'opérateur ou de la position de l'opérateur. Le procédé de simulation peut être mis en oeuvre de manière automatisée, sans la présence physique d'un instructeur, d'une turbomachine ou d'un aéronef. Le procédé de simulation permet d'améliorer la formation d'opérateurs de maintenance, en leur donnant plus facilement la possibilité de mettre en pratique les connaissances théoriques qu'ils ont acquises. Le procédé de simulation complète utilement une formation théorique des opérateurs de maintenance. Le procédé de simulation facilite la formation pratique de plusieurs opérateurs simultanément. L'invention peut comporter de manière facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non. Avantageusement, le procédé de simulation comprend une suite de mouvements à effectuer par l'opérateur et à reconnaître par le dispositif de reconnaissance à distance, la suite de mouvements étant modélisée dans le modèle numérique par une suite d'opérations de maintenance pour aéronef. Selon une particularité de réalisation, une deuxième opération de maintenance n'est pas affichée, tant qu'au moins un mouvement prédéterminé, associé à une première opération de maintenance dans le modèle numérique, n'est pas reconnu par le dispositif de reconnaissance à distance. Le procédé de simulation permet notamment d'améliorer la formation d'un opérateur en contrôlant que l'opérateur effectue les mouvements attendus dans un 3038119 3 temps raisonnable. Le procédé de simulation incite l'opérateur à s'exercer jusqu'à réaliser une opération de maintenance de manière satisfaisante. L'invention porte également sur un simulateur d'opérations de maintenance pour aéronef. 5 Le simulateur comprend une unité de commande informatique, une unité d'affichage et un dispositif de reconnaissance à distance de mouvement. L'unité de commande informatique est configurée pour modéliser numériquement au moins une opération de maintenance dans un modèle numérique de tout ou partie de l'aéronef. 10 L'unité d'affichage est reliée à l'unité de commande informatique. L'unité d'affichage est configurée pour afficher le modèle numérique. Le dispositif de reconnaissance à distance de mouvement est configuré pour reconnaître à distance un mouvement d'un opérateur ou une position de l'opérateur et pour élaborer une indication de reconnaissance du mouvement reconnu ou de la 15 position reconnue. Selon l'invention, l'unité de commande est configurée pour modéliser une action de l'opérateur dans le modèle numérique, en réponse à l'indication de reconnaissance de mouvement de l'opérateur ou de position de l'opérateur. Le simulateur est destiné à mettre en oeuvre le procédé de simulation 20 d'opérations de maintenance pour aéronef décrit ci-dessus. Le simulateur est relativement peu coûteux et facilement transportable. Le dispositif de reconnaissance à distance de mouvement est notamment configuré pour transmettre à l'unité de commande l'indication de reconnaissance du mouvement reconnu ou de la position reconnue. 25 Avantageusement, le modèle numérique est un modèle de cockpit d'aéronef ou un modèle de turbomachine pour aéronef. Selon une particularité de réalisation, le dispositif de reconnaissance à distance de mouvement comprend au moins un capteur à infrarouge. Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif de reconnaissance à distance comprend un premier détecteur de mouvement à distance et un 3038119 4 deuxième détecteur de mouvement à distance de structure différente et présentant un champ de détection plus resserré. De préférence, le dispositif de reconnaissance à distance est configuré pour reconnaître un mouvement du bras, du poignet, de la main et/ou d'un doigt de 5 l'opérateur. Selon une autre particularité de réalisation, le dispositif de reconnaissance à distance est configuré pour reconnaître une suite de mouvements à effectuer par l'opérateur. L'unité de commande est de préférence configurée pour modéliser la suite de mouvements dans le modèle numérique par une suite d'opérations 10 de maintenance pour aéronef. Selon une autre forme de réalisation avantageuse, le simulateur est configuré pour que l'unité d'affichage n'affiche pas une deuxième opération de maintenance modélisée dans le modèle numérique, tant que le dispositif de reconnaissance à distance ne reconnait pas au moins un mouvement prédéterminé associé 15 à une première opération de maintenance dans le modèle numérique. Tant qu'un mouvement prédéterminé associé à une première opération de maintenance n'est pas détecté ou reconnu par le dispositif de reconnaissance, au moins deux possibilités sont envisageables. Soit l'unité de commande modélise la deuxième opération de 20 maintenance et l'unité de commande donne l'ordre à l'unité d'affichage de ne pas afficher la réalisation de la deuxième opération de maintenance. Soit l'unité de commande ne modélise pas, au moins partiellement, la deuxième opération de maintenance. De la sorte, l'unité d'affichage ne peut pas afficher la réalisation de la deuxième opération de maintenance. 25 Dans tous les cas, l'unité d'affichage n'affiche pas la réalisation de la deuxième opération de maintenance. Avantageusement, l'unité de commande est configurée pour afficher des instructions représentatives d'une suite de mouvements à effectuer par l'opérateur et à reconnaître par le dispositif de reconnaissance à distance. 3038119 5 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : 5 la figure 1 est une représentation schématique d'un simulateur d'opérations de maintenance selon un mode de réalisation préféré; la figure 2 illustre le fonctionnement du simulateur d'opérations de maintenance pour aéronef ; la figure 3 illustre l'affichage d'un mouvement prédéterminé 10 à effectuer par l'opérateur pour modéliser une opération de maintenance ; les figures 4a, 4b, 4c, 4d représentent différents mouvements susceptibles d'être effectués par un opérateur au cours de la modélisation d'une opération de maintenance pour aéronef ; la figure 5 représente les deux fonctionnalités principales 15 d'un logiciel de simulation d'opérations de maintenance du simulateur du mode de réalisation préféré; la figure 6 illustre un procédé de simulation d'opérations de maintenance, mis en oeuvre par le simulateur représenté à la figure 1; la figure 7 illustre un procédé de simulation d'opérations de 20 maintenance selon un premier exemple de réalisation et selon le procédé général illustré à la figure 6. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures 25 portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. La figure 1 représente un simulateur 1 d'opérations de maintenance pour aéronef. Le simulateur 1 sert à former un opérateur humain 6 à des opérations de maintenance d'une turbomachine d'aéronef et/ou à des opérations de maintenance à 3038119 6 effectuer à l'intérieur d'un aéronef. Ces opérations de maintenance correspondent par exemple à une procédure de vérification de démarrage automatique de la turbomachine ou de démarrage manuel de la turbomachine. Le simulateur 1 comprend une unité de commande 2, une unité 5 d'affichage 4 et un dispositif de reconnaissance à distance 5 de mouvement. L'unité de commande 2 comprend au moins un ordinateur qui sert de support à un logiciel 3 de simulation d'opérations de maintenance pour aéronef, ainsi qu'un clavier 43. Le logiciel 3 comprend un modèle numérique de cockpit 31 ou un modèle 10 numérique de turbomachine pour aéronef. Le logiciel 3 intègre des actions 8 de l'opérateur dans le modèle numérique 30. Les actions 8 de l'opérateur sont modélisées par l'unité de commande 2 à partir de la reconnaissance d'un mouvement de l'opérateur ou d'une position de l'opérateur. L'unité d'affichage 4 est reliée à l'unité de commande 2. L'unité 15 d'affichage 4 affiche des informations à l'attention de l'opérateur 6 en cours de formation sur ordre de l'unité de commande 2. L'unité d'affichage 4 comprend un premier dispositif d'affichage 41 et un deuxième dispositif d'affichage 42. Le premier dispositif d'affichage 41 et le deuxième dispositif d'affichage 42 sont des écrans d'ordinateur. 2 0 Le premier dispositif d'affichage 41 affiche le modèle numérique 30. Le deuxième dispositif d'affichage 42 affiche des instructions 45 représentatives d'un mouvement ou d'une suite de mouvements 75 à effectuer par l'opérateur dans la réalité. En variante, le deuxième dispositif d'affichage 42 affiche une action 8 à réaliser dans le modèle numérique 30 sur la base d'un mouvement 70 ou d'une 25 suite de mouvement 75 détectés et reconnus. Le dispositif de reconnaissance à distance 5 reconnait à distance un mouvement ou une position 7. L'unité de commande 2 et le dispositif de reconnaissance à distance 5 permettent que les mouvements reconnus ou les positions 7 reconnues par le dispositif de reconnaissance à distance 5 soient convertis en mouvements virtuels ou en 3038119 7 positions 7 virtuelles dans le modèle numérique 30 et affichés par le dispositif d'affichage 4. Le dispositif de reconnaissance à distance 5 comprend un premier détecteur de mouvement à distance 51 et un deuxième détecteur de mouvement à 5 distance 52. Le premier détecteur 51 et le deuxième détecteur 52 sont des capteurs à infrarouges sensibles à la chaleur dégagée par l'opérateur humain 6 dans l'infrarouge. Les détecteurs 51 et 52 convertissent un mouvement 70 de l'opérateur en une indication de reconnaissance de mouvement. Les détecteurs 51, 52 convertissent une position en une 10 indication de reconnaissance de position. Le deuxième détecteur de mouvement 52 est de structure différente du premier détecteur de mouvement 51. Le deuxième détecteur de mouvement présente un champ de détection plus resserré que le premier détecteur de mouvement 51. En contrepartie, le deuxième détecteur 52 est aussi plus précis que le premier détecteur 51. 15 Le premier détecteur 51 est par exemple un capteur connu sous le nom de « KinnectTm » ou un détecteur similaire. Le deuxième détecteur 52 est par exemple un capteur connu sous la dénomination « LeapMotionTM » ou un détecteur similaire. Le premier détecteur 51 détecte et reconnait des mouvements du bras 61 et de la partie du corps de l'opérateur 6 au-dessus du buste. Le deuxième détecteur 52 20 détecte et reconnait des mouvements de doigts 64 ou des mains 63 de l'opérateur. Le premier détecteur 51 et le deuxième détecteur 52 détectent et reconnaissent chacun un mouvement ou une position du poignet 62 de l'opérateur 6. La figure 2 représente par exemple une action 8 de l'opérateur 6, lorsqu'il est en train de réaliser une première opération de maintenance 81 dans le modèle 25 numérique 30. Cette première opération de maintenance 81 consiste en l'actionnement d'un bouton virtuel 39, par la modélisation du déplacement du bras 61, du poignet 62, de la main 63 et des doigts 64 de l'opérateur 6. A la figure 3, l'écran 41 affiche de manière détaillée un tableau de bord virtuel 33, en particulier un levier virtuel 38. L'écran 41 affiche aussi une barre d'outils 37 30 de commande du logiciel de simulation 3. 3038119 8 L'unité de commande 2 est en train de modéliser une deuxième opération de maintenance 82 qui consiste à faire basculer le levier virtuel 38. Le simulateur 1 ne permet de réaliser la deuxième opération de maintenance 82 dans le modèle numérique 30 que lorsque la première opération de 5 maintenance 81 a été correctement réalisée dans le modèle numérique 30. En d'autres termes, l'affichage de la deuxième opération de maintenance 82 sur le premier dispositif d'affichage 41 ne peut avoir lieu que lorsque le simulateur 1 a détecté et reconnu au moins un mouvement prédéterminé 77 de l'opérateur, associé à l'actionnement du bouton 39. 10 En référence aux figures 4a à 4d, le simulateur 1 reconnaît un mouvement de rotation 74 du poignet 62 pour l'associer par exemple à la rotation d'un bouton virtuel 39 du modèle de cockpit 31. Le simulateur 1 reconnaît un mouvement prédéterminé 77 de levé 78 de la main 63 et un mouvement prédéterminé 77 de poussé 76 de la main 63. L'unité de 15 commande 2 peut modéliser cette suite 75 de mouvements par l'actionnement du levier virtuel 38. Le simulateur 1 reconnaît également le levé 78 seul du bras 61 pour l'associer à l'ouverture ou la fermeture d'un clapet. Le même mouvement peut ensuite servir à appuyer sur un bouton virtuel 39. 20 Enfin, un mouvement de rapprochement 79 du poignet 62 ou de la main 63 est associé à un agrandissement de la taille l'affichage sur le premier dispositif d'affichage 41. Autrement dit, le mouvement de rapprochement 79 du poignet 62 ou de la main 63 est associé à un « zoom avant ». Un mouvement d'éloignement du poignet 62 ou de la main 63 est associé 25 à un mouvement de réduction de la taille de l'affichage sur le premier dispositif d'affichage 41. Autrement dit, le mouvement d'éloignement du poignet 62 ou de la main 63 est associé à un « zoom arrière ». La détection et la reconnaissance d'un mouvement ou d'une position de l'opérateur 6 pour la convertir en une action 8 liée à une opération de maintenance n'a lieu 30 que lorsque l'opérateur est entré dans un menu exercice 36 du logiciel de simulation 3. 3038119 9 Le logiciel de simulation 3 comprend un menu utilisateur 34 comportant le menu exercice 36 et un menu démonstration 35. Le menu démonstration 35 offre à l'opérateur 6 la possibilité de visualiser les opérations de maintenance qu'il aura à réaliser dans le modèle numérique 30. 5 La figure 6 illustre la mise en oeuvre générale d'un procédé de simulation d'opérations de maintenance par le simulateur 1 représenté aux figures 1 à 3. Tout d'abord, un mouvement de l'opérateur est reconnu par le dispositif de reconnaissance à distance 5 à l'étape 91. En variante, une position de l'opérateur est reconnue à l'étape 91. 10 Le procédé de simulation se poursuit à l'étape 92 par la modélisation d'une action 8 de l'opérateur 6 dans le modèle numérique 30 sur la base de l'indication de reconnaissance de mouvement ou de position transmise par le dispositif de reconnaissance à distance 5. Le premier dispositif d'affichage 41 affiche alors l'action 8 modélisée par 15 l'unité de commande 2 à l'attention de l'opérateur 6, à l'étape 93. De manière plus détaillée et en référence à la figure 7, un mouvement de l'opérateur est détecté par le dispositif de reconnaissance à distance 5, à l'étape 97, puis reconnu à l'étape 91. A titre d'alternative, une position de l'opérateur est détectée à l'étape 97 2 0 et reconnue par le dispositif de reconnaissance à distance 5 à l'étape 91. La reconnaissance du mouvement ou de la position conduit à la modélisation de l'action correspondante dans le modèle numérique 30, à l'étape 92. Le mouvement reconnu est ensuite comparé à un mouvement à effectuer à l'étape 94a, et/ou l'action 8 modélisée est comparée à l'action attendue de l'opérateur à 25 l'étape 94b, puis le résultat de cette comparaison est analysé à l'étape 95. Si le mouvement effectué et reconnu 70 ou la suite de mouvements effectués et reconnus est en adéquation avec le mouvement attendu ou la suite de mouvements attendus, le premier dispositif d'affichage 41 affiche la réalisation de l'opération de maintenance correspondante à l'étape 931. Le procédé de simulation se 3038119 10 poursuit par l'affichage de l'instruction représentative de l'opération de maintenance suivante, à l'étape 96. Sinon, le dispositif d'affichage 4 indique que l'opération de maintenance 932 n'a pas été effectuée correctement. Le deuxième dispositif d'affichage 42 indique que 5 l'opération de maintenance doit être recommencée, à l'étape 96. De manière générale, le simulateur est configuré pour reconnaître un mouvement ou une position de l'opérateur pour l'associer à une action liée à une opération de maintenance dans un modèle numérique. Il est également configuré pour reconnaître une suite de mouvements de l'opérateur associés à une opération de maintenance. 10 Le simulateur peut également modéliser en détail les conséquences d'une opération de maintenance de l'opérateur, afin qu'il puisse prendre plus vite conscience de ses erreurs. Cette modélisation des conséquences d'un grand nombre d'actions de l'opérateur peut également conférer un caractère ludique au procédé de simulation. 15 Il est possible de programmer le simulateur de sorte que l'unité d'affichage ne puisse afficher une autre opération de maintenance que celle en cours que lorsque les mouvements reconnus et associés à l'opération de maintenance en cours sont jugés suffisamment précis par l'unité de commande et qu'ils ont été effectués dans un temps raisonnable. 20 Le simulateur peut comporter plusieurs programmes en relation avec différents types d'opérations de maintenance. Le logiciel de simulation peut ne pas comporter de menu démonstration. Le premier détecteur et le deuxième détecteur peuvent être identiques. Le dispositif de reconnaissance à distance peut comprendre un seul détecteur à distance. 25 D'autres mouvements que ceux décrits ci-dessus en référence aux figures 4a, 4b, peuvent être détectés et reconnus par le dispositif de reconnaissance à distance. En particulier, le dispositif de reconnaissance à distance est choisi de manière à reconnaître le plus possible de mouvements pertinents pour des opérations de maintenance pour aéronef. 3038119 11 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite sans sortir du cadre de l'exposé de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de simulation d'opérations de maintenance pour aéronef, comprenant : - une étape de reconnaissance (91) d'un mouvement ou d'une position (7) d'un opérateur par un dispositif de reconnaissance à distance (5), et d'élaboration d'une indication de reconnaissance représentative du mouvement reconnu ou de la position de l'opérateur reconnue, une étape de modélisation (92) d'une action (8) de l'opérateur dans un modèle numérique (30) de tout ou partie de l'aéronef, en réponse à l'indication de reconnaissance du mouvement de l'opérateur ou de la position de l'opérateur. 2. Procédé de simulation selon la revendication précédente, comprenant une suite de mouvements (75) à effectuer par l'opérateur (6) et à reconnaître par le dispositif de reconnaissance à distance (5), la suite de mouvements (75) étant modélisée dans le modèle numérique (30) par une suite d'opérations de maintenance pour aéronef. 3. Procédé de simulation selon la revendication précédente, dans lequel une deuxième opération de maintenance (82) n'est pas affichée, tant qu'au moins un mouvement prédéterminé (77) associé à une première opération de maintenance (81) dans le modèle numérique (30) n'est pas reconnu par le dispositif de reconnaissance à distance (5). 4. Simulateur (1) d'opérations de maintenance pour aéronef, comprenant : une unité de commande (2) informatique, configurée pour modéliser numériquement une opération de maintenance dans un modèle numérique (30) de tout ou partie de l'aéronef, 3038119 13 une unité d'affichage (4) reliée à l'unité de commande (2) informatique, et configurée pour afficher le modèle numérique (30), un dispositif de reconnaissance à distance (5) de mouvement, configuré pour reconnaître à distance un mouvement d'un opérateur ou une position (7) de l'opérateur et 5 pour élaborer une indication de reconnaissance du mouvement ou de la position, l'unité de commande (2) étant configurée pour modéliser une action (8) de l'opérateur dans le modèle numérique (30), en réponse à l'indication de reconnaissance de mouvement de l'opérateur ou de position de l'opérateur. 10 5. Simulateur (1) selon la revendication précédente, dans lequel le modèle numérique (30) est un modèle de cockpit d'aéronef (31) ou un modèle de turbomachine pour aéronef. 6. Simulateur (1) selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, dans lequel le dispositif de reconnaissance à distance (5) de mouvement comprend au moins un capteur à infrarouge (51, 52). 7. Simulateur (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel le dispositif de reconnaissance à distance (5) comprend un premier détecteur de 20 mouvement à distance (51) et un deuxième détecteur de mouvement (52) à distance de structure différente et présentant un champ de détection plus resserré. 8. Simulateur (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel le dispositif de reconnaissance à distance (5) de mouvement est configuré pour 25 reconnaître un mouvement du bras (61), du poignet (62), de la main (63) et/ou d'un doigt (64) de l'opérateur. 9. Simulateur (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel le dispositif de reconnaissance à distance (5) est configuré pour reconnaître une 30 suite de mouvements (75) à effectuer par l'opérateur (6), et dans lequel l'unité de 3038119 14 commande (2) est configurée pour modéliser la suite de mouvements (75) dans le modèle numérique (30) par une suite d'opérations de maintenance pour aéronef. 10. Simulateur (1) selon la revendication précédente, configuré 5 pour que l'unité d'affichage (4) n'affiche pas une deuxième opération de maintenance (82) modélisée dans le modèle numérique (30), tant que le dispositif de reconnaissance à distance (5) ne reconnait pas au moins un mouvement prédéterminé (77) associé à une première opération de maintenance (81) dans le modèle numérique (30). 10 11. Simulateur (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel l'unité de commande (2) est configurée pour afficher des instructions (45) représentatives d'une suite de mouvements (75) à effectuer par l'opérateur (6) et à reconnaître par le dispositif de reconnaissance à distance (5).