صنعت فناوری فضایی طی چهل سال گذشته در چرخه "ساختن طرح های تکراری" گیر افتاده است. این موضوع را می‌توانید در نمونه ای که شرکت بوئینگ، از یک فضاپیمای مدرن (با نام مسخره استارلاینر "Starliner") ساخته، مشاهده کنید. این کپسول فضایی دقیقا شبیه ماژول فرماندهی موشک آپولو در دهه 1960 است.
بیش از پنجاه سال از طراحی ماژول فرماندهی آپولو می گذرد. آیا استارلاینر "Starliner" بهترین چیزی است که می توانیم ارائه دهیم؟
ناسا و بوئینگ، شرکت های پیمانکار اصلی "Starliner"، میخواهند برای ما این تصور را ایجاد کنند که "Starliner" یک جهش شگفت انگیز و رو به جلو است. اما در کمال شرمندگی باید بگوییم که این طرح در اصل یک قوطی فلزیِ دارای سیستم پشتیبانی از حیات است. درست است که دارای سیستم کنسل شدن مأموریت بوده و بله، سپر حرارتی آن تا ده بار قابل استفاده است، اما فقط یک قوطی فلزیِ فانتزی است: به تنهایی نمی تواند به جایی برود.
همچنین ناسا برای ساخت یک قوطی حلبی مشابه به نام Orion (با هزینه ای بالغ بر 6 میلیارد دلار) نیز قرارداد بسته است. در نتیجه از زمان بازنشستگی شاتل فضایی، برای دو قوطی حلبی دیگر نیز، هزینه پرداخت خواهیم کرد. در واقع سه تا، زیرا آنها به SpaceX هم برای ساخت یک قوطی حلبی دیگر پول داده اند. از آنجا که قوطی های حلبی بسیار انقلابی هستند، بهتر است سه تا داشته باشید. بدون اشاره به اینکه این کارها واقعا چه نتیجه ای خواهد داشت!!! :))))
پیمانکاران صنعت هوافضا این تصور را دارند که همه چیز درست همانطور است که باید باشد:
منبع درآمد بی انتها و بدون زحمتی وجود دارد و "ماشین های کم ریسک" زیادی را با هزینه های هنگفت تولید می کنند. بدون اینکه به سقف محدودیت های موجود برسیم یا از آنها عبور کنیم.
به نظر می رسد که ما به عقب می رویم: از یک قوطی فلزی به یک شاتل فضایی و دوباره به یک قوطی فلزی.
برای اینکه Starliner بتواند به جاهای مختلف سفر کند یک سیستم لانچ فضایی جدید Space Launch System" (SLS) وجود دارد. که دقیقاً مانند موشک Apollo Saturn V که متعلق به دهه 1960 است. هر دو به گونه ای طراحی شده اند که ظرفیت حمل بار کافی برای ارسال سفینه های فضایی به ماه و مریخ را دارند. گزارش شده است که هر پرتاب SLS دو میلیارد دلار هزینه دارد - هر پرتاب!
به نظر می رسد که اکوسیستم اکتشافات فضایی فعلی که از طریق بودجه دولتی تامین می شود، شامل پیمانکارانی است که مدت زیادی در این بخش حضور دارند (ریشه دوانده اند) و واقعاً نمی خواهند کار جدیدی انجام دهند. آنها فقط می خواهند همان کارهای قدیمی را دوباره انجام دهند، تا جریان مالی را با حداقل میزان ریسک به وجود بیاورند. زیرا در غیر این صورت ریسک مأموریت به ریسک مالی تبدیل می شود و در نتیجه:
انجام کارهایی که قبلاً انجام داده اید، ریسک کمتری دارد.
و حالا SpaceX همه تصورات آنها را خراب کرده و درحال تغییردادن شرایط است. حالا باید در واقع، کارهایی که قبلاً انجام نداده اند، را امتحان کنند. ناگهان همه در مورد موشک هایی صحبت می کنند که توانایی فرود و استفاده دوباره را دارند. و ناگهان صحبت از بازگشت به ماه و حتی رفتن به مریخ است. کشورهای دیگر برنامه های خود را دوباره احیا کرده اند، زیرا هیچ کس نمی خواهد عقب بماند.
یک شرکت خصوصی چگونه می تواند همه این کارها را انجام دهد؟ یک شرکت خصوصی که تا قبل از این یک استارتاپ بوده است؟ چطور آن استارتاپ کوچک، موشک های خود را از صفر ساخت، و به درجه ای رسید و کارهایی را انجام داد که قبلاً فقط کشورها می توانستند انجام دهند (حداقل به ما اینطور گفته بودند). و با قدرت کمتری نسبت به کل صنعت هوافضا، حالا میتواند مسیر آینده آن را کنترل کند. چگونه آن شرکت، که دیگر کوچک نیست، با هزینه کمتری نسبت به ادعای پیمانکاران صنعت هوافضا، کارها را انجام می دهد؟
رهبری Agile Plus
رهبر SpaceX، ایلان ماسک، مسیر شغلی خود را با ساختن نرم افزار شروع کرد و ایده هایی را از آن صنعت به شرکت های خود آورده. SpaceX یک شرکت چابک است. و این یکی از دلایلی است که آنها می توانند کارها را سریعتر، ارزان تر و بهتر انجام دهند. و مهمتر از همه، آنها ایده های چابک را متفکرانه به کار می برند و نه به عنوان یک روش که بدون درک آن را دنبال کنند، بلکه به عنوان مجموعه ای از ایده ها، که به آنها الهام می بخشد از آن استفاده می کنند.
اما دلیل مهم دیگر موفقیت SpaceX این است که یک فرد رویا گرا در راس خود دارد، و او خود را عمیقا درگیر هر محصولی می کند. در عین حالی که نوعی از رهبری را به صورت عملی پیاده سازی می کند، بیشترین بهره را از همکارانش می گیرد.
ابتدا به بُعد چابک نگاه می کنیم.
سرمایه گذاری در طراحی از طریق فرآیند اتوماتیک توسعه و استقرار پروژه ها
شرکت SpaceX تلاش زیادی در زمینه اتوماسیون فرآیند طراحی و اعتبار سنجی، از طریق شبیه سازی و ماشین‌آلاتی که آن شبیه سازی ها را به شیوه اتوماسیون می سازند، انجام داده است. آنها از ابزارهای سنتی طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) مانند CATIA استفاده می کنند، و در یک سیستم مدل سازی سه بعدی سرتاسری، سرمایه گذاری کرده اند.
از این طریق می توانند کل مجموعه ها را مشاهده و شبیه سازی کرده و قطعات را به صورت خودکار چاپ (سه بُعدی) کنند. نکته مهم، این نرم افزار حتی هنگام کار با مجموعه های پیچیده، سریع است. به طوری که نیازی
به انتظار کشیدن مهندسان وجود نداشته باشد. و این شیوه، رویکرد طراحی (Design System) تکرار شونده و سریع را تسهیل می کند.
همانطور که ایلان ماسک می گوید، آنها می توانند:
یک مفهوم یا تصور را از ذهن شما دریافت کنند، آن را به صورت کاملاً شهودی به یک شی 3D سه بعدی ترجمه کنند و از طریق چاپ آن، بتوانند آن را به واقعیت بدل کنند.
این تفکر سیستمی است، یک اصل بنیادی درDevOps.
ایلان ماسک درتلاش برای توانمندسازی مهندسان خود است و این امکان را به آنها می دهد که ایده هایشان را اسرع وقت و آسان ترین حالت ممکن، آزمایش کنند. به عبارت دیگر، به این فکر می کند که چگونه می توانند زمان چرخه (ایده - تولید - آزمایش) را کاهش دهند. البته، در مورد اینکه چه زمانی "چاپ" را انجام دهند، تامل لازم است. زیرا قطعات اغلب از مواد بسیار گران قیمت مانند تیتانیوم و اینکونل ساخته می شوند.
کامل دشمن خوب است Perfect Is the Enemy of the Good
توانایی درست برای انتقال از طراحی به "چاپ" بسیار مهم است. در حالی که طراحی و شبیه سازی در SpaceX بسیار مهم است، آنها سعی نمی کنند طرحی را قبل از اینکه آن را امتحان کنند، به کمال برسانند. آنها طراحی می‌کنند و شبیه سازی می کنند، اما در عین حال، می سازند و آزمایش می کنند. آنها احساس می کنند با ساختن چیزی و تلاش برای اینکه آن را در عمل به شکست منجر کنند، بیش از آنچه در صد شبیه سازی می‌آموزند، یاد می‌گیرند.
آنها این رویکرد را Hardware Rich می نامند. این همان چیزی است که جامعه چابک، آن را رویکرد "شکست سریع" مینامد. آنها به جای اینکه ماهها یا سالها برای طراحی وقت صرف کنند و سپس با احتیاط یک نمونه اولیه کامل بسازند، نمونه های زیادی را می سازند و همه آنها را به روشهای بی شماری آزمایش می کنند.
به عنوان مثال، موتور موشکی جدید Raptor پیشرفته ترین موتور موشکی موجود است. این موشک دارای دو محفظه پیش از احتراق، یکی برای سوخت و دیگری اکسیژن است.شرکت SpaceX شیوه طراحی با سطح بسیار بالا را به اجرا در آورده است. و نه از طریق اینکه سالها قبل از ساخت نهایی هر چیزی، آن را به کمال برسانند و آن را به درستی بسازند.
آنها بهترین طراحی ممکن را انجام می دهند و سپس آن را تا جایی که به حدود نهایی خود برسد و از بین برود، تحت فشار قرار می دهند. در کل فرآیند، همه چیز را اندازه گیری کرده و سپس به سراغ تخته طراحی و تلاش دوباره - و دوباره ، و دوباره می روند.
آنها وقت نامحدودی را برای این که هر نسخه عالی شود، صرف نمی کنند زیرا این کار بسیار گران است. در عوض، آنچه را که در طراحی وجود دارد را سریع و بدون دقت بیش از حد می سازند. آنها می خواهند طرح خود را به جایگاه آزمون برسانند، حتی اگر نقص داشته باشد.
فرآیند اتوماتیک و سریعِ توسعه و استقرار از طراحی تا آزمایش
برای کاهش هزینه ساخت قطعاتی که طراحی آنها همیشه در حال تغییر است، از چاپ سه بعدی استفاده می‌کنند. این امکان را فراهم می کند تا طرح بدون نیاز به ساخت قالب های جدید تکامل یابد. آنها به معنای واقعی کلمه فقط یک طرح جدید را چاپ می کنند. این روش، چرخه "قرمز-سبز" را برای توسعه امکان پذیر می کند - چیزی که هسته اصلی رویکرد چابک است.
این شیوه باعث می شود تا طرح به سرعت تکامل یابد. منتظر کامل بودن طرح نمی ماند تا بخواهند " آن" را آزمایش کنند. آن را به طور مکرر امتحان می کنند و نتیجه هر آزمایش کمک می کند تا طرح بسیار سریعتر از آنچه که سابقا از طریق تجزیه و تحلیل به کمال رسیده باشد، به کمال برسد.
طراحی همیشه در حال تغییر است و بنابراین اگر کسی از SpaceX در مورد طرح فعلی، اطلاعاتی بخواهد، پاسخ امروز او ممکن است متفاوت از یک ماه بعد باشد. این شرایط ممکن است برای یک فرد خارجی بی نظم به نظر برسد، اما یک ویژگی طبیعی برای یک فرایند طراحی تکاملی و چابک است.
به عنوان مثال، SpaceX طراحی خود برای یک وسیله نقلیه مریخ نورد را کاملا تغییر داده است. این کار با هدف استفاده از وسایل نقلیه سنگین Falcon Heavy برای رساندن کپسول خدمه به مریخ آغاز شد. سپس آنها مفهومی را برای آنچه كه امروزه "Starship" می خوانند ارائه دادند. (نام مسخره ای دارد، اما نسبت به نامی که به یک کپسول - Starliner - اشاره می کند، کمتر مسخره است.)
طراحی های اولیه Starship بر اساس پوسته الیاف کربن بود، اما این روش اخیراً به استفاده از فولاد ضد زنگ تغییر یافت و فقط ماه ها پس از تغییر، SpaceX نمونه آزمایشی اولیه خود را تولید کرد.
هنگام استفاده از روش های سنتی، چنین تغییر عمده ای در طراحی برنامه را سالها به تأخیر می اندازد، زیرا قبل از ساخت نمونه اولیه، كه انتظار می رود كاملاً كاربردی و کمال یافته باشد، طراحی باید با دقت شبیه سازی و اعتبارسنجی شود.
در مقابل، SpaceX انتظار ندارد نمونه های اولیه، به صورت کمال گرایانه ای کار کنند - یا حتی اصلا کار کند. نمونه اولیه Starship در هنگام آزمایش کاملا از بین رفته است و همانطور که SpaceX ادعا می‌کند:
این همان چیزی است که نمونه اولیه برای آن ساخته می شود: آزمایش طرح و رساندن آن به مرز محدودیت هایش.
اکنون با استفاده از تجربه هایی که در طول آزمایش های قبلی آموخته اند و تغییراتی که در طراحی ایجاد کردند، نمونه های بیشتری در دست ساخت خواهند داشت.
نوشته Cliff Berg
مترجم مسیح
پایان قسمت اول
