Imparare dall'automazione dello spazio profondo

Nell'ottobre 2020, la sonda spaziale OSIRIS-REx della NASA si è abbassata dall'orbita intorno all'asteroide 101955 Bennu e ha recuperato con successo un campione dalla superficie dell'asteroide. Prevista per il 2023, la missione mira ad aiutare gli scienziati a conoscere la formazione e l'evoluzione del sistema solare dalla composizione chimica del campione.

Tra le sonde spaziali, OSIRIS-REx ha una caratteristica particolarmente interessante - il meccanismo di acquisizione dei campioni di tipo "touch-and-go" (TAGSAM) - un braccio robotico lungo 3,35 metri, azionato elettricamente, con tre giunti articolati e un apparato di raccolta dei campioni ad una estremità. Il braccio è progettato per effettuare una gamma di movimenti, per esempio la sua completa estensione durante il campionamento, nonché altre posizioni richieste per la verifica visiva del campione e lo stivaggio sicuro.

Ciò che rende l'operazione così incredibile è che deve avvenire in modo completamente autonomo. Bennu si trova a più di tre ore luce di distanza, rendendo impossibile il controllo manuale, poiché ogni input impiega almeno sei ore per fare il viaggio di andata e ritorno. Ogni funzione - dal controllo dei propulsori all'orientamento del veicolo spaziale e al vettore alle varie posizioni TAGSAM - deve essere pre-programmata dai team di terra della NASA. Qualsiasi azione che richiede una reazione più veloce di sei ore dovrà essere programmata nella sua logica di bordo.

Il TAGSAM autonomo mostra chiare somiglianze con i bracci robotici che si trovano nelle strutture di produzione. FANUC, per esempio, produce una vasta gamma di robot, dai sistemi di prelevamento a 6 assi ai robot lineari CNC, molti dei quali possono operare autonomamente in strutture senza presenza umana, proprio come fa il TAGSAM nello spazio.

Una telefonata (molto) interurbana per la manutenzione

A causa dell'inaccessibilità del TAGSAM, la manutenzione è impossibile, inoltre un guasto a un componente potrebbe significare il fallimento dell'intera missione. La sonda deve quindi funzionare senza manutenzione in condizioni estreme per diversi anni mentre la missione va avanti. Per eliminare la necessità di manutenzione, la NASA ha lavorato con grande impegno per produrre un design adatto e raggiungere la qualità di produzione richiesta. E quindi la NASA ha incluso set ridondanti di attuatori e sensori di posizione per ridurre ulteriormente il rischio.

La differenza evidente è che, sulla Terra, la manutenzione è possibile. In effetti, è un'attività quotidiana. Per i produttori che gestiscono apparecchiature per l'automazione, la possibilità che una macchina si rompa è del tutto naturale. Possiamo quindi imparare molto dall'approccio "nessuna manutenzione a tutti i costi" della NASA.

È ancora prassi comune acquistare attrezzature e farle funzionare fino a quando non si rompono. Tuttavia, la nuova tecnologia significa che ora possiamo aggiungere sensori sia alle attrezzature nuove che a quelle già esistenti per capire come si comportano. Per esempio, un sensore intelligente collegato su un motore può avvisare i responsabili della produzione se diventa troppo caldo, in modo che si possa sospendere la produzione e controllare le condizioni del motore. Un livello superiore a questo è un approccio più globale, che raccoglie i dati dai sensori collegati in una piattaforma centrale e utilizza un software di analisi predittiva per segnalare qualsiasi possibile problema in tutto lo stabilimento.

Questi approcci proattivi significano che i produttori possono limitare i tempi di fermo - invece di tempi di fermo non pianificati aumentati da ritardi causati dalla sostituzione dei pezzi, i produttori possono semplicemente ordinare il componente per la consegna e pianificare alcune riparazioni veloci prima che la loro linea si fermi. Mentre le nostre linee di produzione sono mondi lontani dalla NASA e da OSIRIS-REx, prendere misure per ridurre la manutenzione che possa evitare il fallimento di una missione è una tecnica che può solo andare bene.

Noi di EU Automation sappiamo che il tempo è fondamentale quando la produzione si ferma, ed è per questo che uno qualsiasi dei milioni di pezzi di alta qualità del nostro catalogo può essere consegnato ovunque sul pianeta in 72 ore, o 24 ore in Europa.