NASA's Mars Rover Missie: Sleutel inzichten voor slimme productie

NASA landde in februari nog een rover op Mars, mede dankzij het werk en leiderschap van Adam Steltzner. SME's Smart Manufacturing interviewde hem kort daarna - net als hij van de telefoon ging met VS-president Joe Biden.

Adam, wat waren de meest interessante dingen die je leerde in de voorbereiding op de Perseverance missie?

Eerst, dat je een heel veel kunt doen vanuit je thuiskantoor. Tweede, dat er veel dingen mis zijn met je thuiskantoor en wat je kunt doen. Derde, dat een toegewijd team individuen echt kan inpassen en iets over de finish line kan duwen. Ik was bezorgd toen de pandemie raakte dat we het niet naar de launch zouden maken, en we deden het. Sinds de landing hebben we geleerd dat onze planning precies klopte. We kregen een hoop video terug van het landingsproces. En we waren in staat dingen te zien die we nooit eerder hadden gezien - en het leek erg op hoe we het ons hadden voorgesteld. Dat was ook heel bevredigend.

Zou de missie geslaagd zijn zonder slimme productie?

Absoluut niet. Er zijn allemaal plekken waar we ons productiespel moeten opvoeren. Meest opvallend, plekken waar we additief werk doen, enkele van onze elektronica-inspanningen. In de Ingenuity helicopter, gebruiken we stukonderdelen van commercieel beschikbare mobiele telefoontechnologie, en die zijn slim geproduceerd voor efficiëntie en doorvoer. Slimme productie is heel belangrijk. Het is onderdeel van "slim" zijn.

Vertel ons meer over de rol die additieve productie speelde.

We hebben verschillende onderdelen op het ruimtevaartuig die gewoon geen goed zin maakten. Hun ontwerpen worden gedreven door vorm, door geometrie. Een geweldig voorbeeld zouden enkele van de calibratiedoelen zijn die we voor onze camera's gebruiken. We zouden ze graag van titanium willen laten maken, maar we hebben niet nodig dat het uit een enkel, monolithisch smedstuk uitgehold wordt, omdat we de mechanische eigenschappen niet nodig hebben. Dus, een additieve benadering is een geweldige oplossing.

We zijn nog steeds aan het switchen naar additieve technieken. Wat we bouwen neigt een hoge eis aan sterkte-gewicht te hebben, en een hoge eis aan betrouwbare, verifieerbare sterkte-gewicht. Dus, we kijken uit naar toepassingen voor additief in die domeinen naarmate we leren hoe we meer zeker kunnen zijn van onze mechanische eigenschappen van de additieve elementen.

Omdat sterkte tot verifieerbaar gewicht een van de belangrijkste dingen is waar je naar moet kijken?

Ja. En er zijn tijden dat je een ding niet subtractief kunt machine en al het materiaal eruit kunt halen dat je misschien zou kunnen. En je kunt een additieve benadering doen en eindigen met iets dat het juiste hoeveelheid materiaal op de juiste plekken heeft. Dat is een grote bonus voor ons.

Hoeveel verschil maken een paar extra pond in een missie als deze?

Er zijn verschillende manieren om te denken over wat massa ons kost. Op een bepaald niveau, kun je zeggen: We gaven ruwweg $200 miljoen uit aan ons launch vehicle. En dat zette een beetje meer dan 1.000 - 1.025 kg rover op het oppervlak van Mars. Dat is quite a bit dollars per kilo. Dus, elke kilo telt.

Dat doet het nog niet eens recht omdat we slechts in staat zijn een bepaald hoeveelheid materiaal, een bepaald hoeveelheid massa, aan het oppervlak van Mars te leveren. Dus, als we 100 kilo over hadden geweest, hadden we de klus niet gekund klaren. Dus, massa is paramount. De raketvergelijking is een harde meester. Het eist dat de payload - het ding op de top van de raket, wat wij bouwden - het kleinste, lichtst mogelijke ding is dat het kan zijn.

We begrijpen dat het printplaatje dat met de camera's werkt belangrijk was. En we hebben gehoord over Tempo Automation die het bord simuleerde vóór productie. Waarom waren dit goede ideeën?

We moeten begrijpen dat wat we gaan bouwen en samenstellen de klus gaat klaren. We produceren op een reeks manieren, inclusief, jammergenoeg, sommige heel old-school soldering iron en white wire. Maar we moeten begrijpen dat onze ontwerpen levensvatbaar zijn en aan de eisen zullen voldoen. Alles wat we doen - van pen en papier tot moderne slimme productietechnieken, inclusief simulatie van de circuits - is essentieel voor ons om te weten dat als we dit ding samenstellen, het de klus gaat klaren.

Welke andere slimme productie-vooruitgang is voortgekomen uit Perseverance?

We gebruiken veel vendor-gesourced sub-assemblages - in de Ingenuity helicopter, in de camera systemen voor de entries en landings, en zelfs binnen enkele van onze instrumenten. En al die gebruiken een verscheidenheid aan slimme productietechnieken om onze kosten en schema te halen.

We kijken ook steeds meer naar kansen om terrestrische consumentenelektronica op nieuwe manieren te exploiteren. Zoals multi-voting, om issues met stralingsintolerantie, tijdelijke single-event upsets te vermijden.

Dus, we leunen steeds meer op materialen geproduceerd voor terrestrische toepassingen - en die productiestromen gebruiken zwaar slimme productietechnieken omdat de terrestrische toepassing zo competitief is.

We houden van die materialen omdat we de betrouwbaarheid heel goed begrijpen.

We gebruiken Qualcomm's Snapdragon chip uit de mobiele telefoon. Dat is al in een paar miljoen mobiele telefoons uitgekomen. Het is heel moeilijk om die soort testprogramma door tijd of eenheden te kopen, als je dingen custom bouwt. In de toekomst, denk ik dat je zult zien dat we uitsteken naar andere productiestromen - productiestromen die zelf heel sleutelgebruikers zijn van slimme productietechnieken.

Dus, de lessen zullen beide kanten op vloeien?

Ik denk dat ze dat zullen. Ik bedoel, zeker in een applicatiezin, krijgen mensen te zien nieuwe manieren van slimme productie toe te passen in iets zo moois en majestueus als onze grote, vette rover.

Wat nog over de missie zou je willen toevoegen, Adam?

We blijven nieuwe toepassingen vinden voor slimme productietechnieken in de ontwikkeling van onze ruimtevaartuigen. Ik denk, met elke opvolgende missie, zullen we meer inclusie zien van slimme productietechnieken, meest opvallend in de mechanische bouw en voor additieve productie. Dus, we zijn enthousiast en kijken uit naar onze toekomst.