Миссия марсохода NASA: ключевые инсайты умного производства

NASA посадила еще один марсоход на Марс в феврале, частично благодаря работе и лидерству Адама Стёльцнера. SME Smart Manufacturing интервьюировала его вскоре после — как раз когда он снял трубку с президентом США Джо Байденом.

Адам, какие были самые интересные вещи, которые вы узнали, готовясь к миссии Perseverance?

Во-первых, что вы можете сделать ужасно много из домашнего офиса. Во-вторых, что с вашим домашним офисом и тем, что вы можете сделать, много не так. В-третьих, что преданная команда индивидуально может реально засунуться и толкнуть что-то через финишную линию. Я волновался, когда ударила пандемия, что мы не успеем к запуску, и мы успели. С посадки мы узнали, что наше планирование было точно в точку. Мы получили кучу видео обратно от процесса посадки. И мы смогли увидеть вещи, которых никогда не видели раньше — и это выглядело очень похоже на то, как мы вообразили. Это также было оченьgratifying.

Могла ли миссия удаться без умного производства?

Абсолютно нет. Есть всевозможные места, где нам нужно поднять нашу производственную игру. Наиболее заметно — места, где мы делаем аддитивную работу, некоторые наши усилия в электронике. В вертолете Ingenuity мы используем детали из коммерчески доступной сотовой технологии, и те умны-произведены для эффективности и пропускной способности. Умное производство очень важно. Это часть быть «умным».

Пожалуйста, расскажите больше о роли аддитивного производства.

У нас несколько деталей на космическом аппарате, которые просто не имели хорошего смысла. Их дизайны движимы формой, геометрией. Отличный пример — некоторые калибровочные таргеты, которые мы используем для наших камер. Мы бы хотели, чтобы они были сделаны из титана, но нам не нужно, чтобы они были выточены из единого монолитного ковки, потому что нам не нужны механические свойства. Так что аддитивный подход — отличное решение.

Мы всё еще делаем переход к аддитивным техникам. То, что мы строим, имеет высокий спрос на соотношение прочность/вес, и высокий спрос на надежную, верифицируемую прочность/вес. Так что мы смотрим вперед к применениям аддитивного в тех доменах, по мере того как учимся быть более уверенными в механических свойствах аддитивных элементов.

Потому что прочность к верифицируемому весу — одна из самых важных вещей, на которые вы должны смотреть?

Да. И есть времена, когда вы не можете субтрактивно обработать вещь и получить весь материал, который вы могли бы из него. И вы можете сделать аддитивный подход и в итоге получить что-то, у которого правильное количество материала в правильных местах. Это большой бонус для нас.

Насколько пару лишних фунтов делают разницу в миссии вроде этой?

Есть разные способы думать о том, что стоит масса. На каком-то уровне можно сказать так: мы потратили примерно $200 млн на нашу пусковую ракету. И это поставило чуть более 1000 — 1025 кг марсохода на поверхность Марса. Это довольно много долларов за килограмм. Так что каждый килограмм считается.

Это даже не делает справедливости, потому что мы можем доставить только определенное количество материала, определенную массу, на поверхность Марса. Так что если бы мы были на 100 кг тяжелее, мы не могли бы сделать работу. Так что масса — первостепенна. Ракета уравнение — суровый мастер. Оно требует, чтобы полезная нагрузка — вещь на вершине ракеты, которую мы построили — была самой маленькой, самой легкой возможной вещью.

Мы понимаем, что печатная плата, работающая с камерами, была важна. И мы слышали о Tempo Automation, симулирующей плату перед производством. Почему это были хорошие идеи?

Нам нужно понимать, что мы собираемся строить и собирать вместе, сделает работу. Мы производим в ряде способов, включая, к сожалению, некоторые очень старомодные паяльники и белые провода. Но мы должны понимать, что наши дизайны жизнеспособны и встретят требования. Всё, что мы делаем — от пера и бумаги до современных техник умного производства, включая симуляцию цепей — необходимо для нас, чтобы знать, что когда мы соберем эту вещь, она сделает работу.

Какие другие продвижения умного производства возникли из Perseverance?

Мы используем много вендорских суб-сборок — в вертолете Ingenuity, в камерных системах для входов и посадок, и даже внутри некоторых наших инструментов. И все те используют разные техники умного производства для встречи наших затрат и расписания.

Мы также все более ищем возможности эксплуатировать наземную потребительскую электронику в новелльных способах. Как multi-voting, чтобы избежать проблем с радиационной непереносимостью, временных single-event upsets.

Так что мы всё больше опираемся на материалы, произведённые для наземных применений — и те производственные потоки сильно используют техники умного производства, потому что наземное применение так конкурентно.

Мы любим эти материалы, потому что мы понимаем надежность очень хорошо.

Мы используем чип Snapdragon Qualcomm из сотового. Тот был в паре миллионов сотовых. Очень трудно купить такой вид тестовой программы через время или единицы, когда вы строите кастомно. В будущем, думаю, вы увидите, что мы выходим в другие производственные потоки — потоки, которые сами являются ключевыми пользователями техник умного производства.

Так что уроки будут течь в обе стороны?

Думаю, они будут. Я имею в виду, определенно в прикладном смысле, люди смогут увидеть новелльные способы применения умного производства в чем-то таком красивом и величественном, как наш большой жирный марсоход.

Что еще о миссии вы хотели бы добавить, Адам?

Мы продолжаем находить новые применения техник умного производства в разработке наших космических аппаратов. Думаю, с каждой последующей миссией мы увидим больше включения техник умного производства, наиболее заметно в механическом строительстве и для аддитивного производства. Так что мы взволнованы и смотрим вперед к нашему будущему.