Merevolusi Manufaktur Militer

Penemu dari seluruh negeri bisa masuk kompetisi nasional untuk merancang infanteri amfibi pertempuran kendaraan baru untuk Korps Marinir AS dan Universitas Vanderbilt Institute for Software Integrated Systems (ISIS) memainkan peran kunci dalam pengembangan rekayasa perangkat lunak yang membuat tantangan mungkin.

The Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) ditugaskan pengembangan perangkat lunak open source, dirilis ke publik minggu ini dan menantang semua pendatang untuk memasuki tahap pertama kompetisi $ 4 juta dolar untuk merancang kendaraan militer baru.

Perangkat lunak open-source dan kompetisi keduanya adalah bagian dari DARPA Adaptive Kendaraan Membuat Program (AVM), yang memiliki tujuan secara dramatis mengurangi biaya dan memimpin kali terlibat dalam pengembangan kendaraan militer baru dengan radikal mengubah desain yang sudah ada dan proses manufaktur.

Peran ganda kunci Vanderbilt University dalam program AVM termasuk pengembang utama VehicleFORGE, kolaborasi hub berbasis cloud di mana desainer dapat mengatur tim proyek. ISIS juga integrator memimpin dan pengembang untuk proyek META-X yang menyediakan tool open-source yang digunakan dalam menciptakan, menguji dan memvalidasi mereka desain. The META-X tool, yang dikenal sebagai CyPhy, termasuk software yang menganalisis interaksi antara komponen desain individu untuk menentukan seberapa baik mereka bekerja sama.

Program ini juga mencakup perpustakaan model yang memegang desain digital dari sejumlah komponen dasar, seperti roda, bantalan dan transmisi. Perpustakaan yang dikembangkan oleh Ricardo, rekayasa dan konsultasi teknis perusahaan yang berbasis di Detroit, dan komponen-komponennya diuji, disiapkan untuk kompetisi dan diberikan kepada tim yang bersaing oleh Vanderbilt melalui VehicleFORGE.

The Foundry adalah bagian lain dari AVM, yang menggunakan alat terbaru untuk mengubah model digital ke kendaraan sebenarnya, dan terletak di Laboratorium Advanced Research di Penn State University.

The DARPA Tantangan berjudul FANG, yang merupakan singkatan dari Cepat, Adaptive, Next-Generation tanah Vehicle. Tantangan ini terdiri dari tiga kompetisi meningkatkan kompleksitas. Tantangan pertama - yang dimulai 14 Januari dan berlangsung sampai 22 April dan memiliki hadiah $ 1.000.000 - adalah untuk merancang sebuah power train yang sesuai, termasuk mesin, drive train, suspensi dan roda atau tapak. Tantangan kedua, yang membawa hadiah lain $ 1 juta, akan merancang sasis, lambung lapis baja, ruang personil dan subsistem yang terkait. Tantangan terakhir memiliki hadiah $ 2 juta untuk desain terbaik untuk seluruh kendaraan. Badan ini mengundang individu, tim kecil dan usaha dan kontraktor pertahanan utama untuk bersaing.

Tantangan pertama sudah telah menarik lebih dari 850 pesaing yang diselenggarakan di lebih dari 200 tim.

Di masa lalu, pesawat tempur, tank dan sistem militer kompleks lainnya telah dibangun dalam proses pengrajin seperti oleh sejumlah kecil dari kontraktor yang sangat khusus. Sebuah desain baru dipecah menjadi subsistem yang dirancang oleh tim yang berbeda. Ini desain awal yang terintegrasi, prototipe dan diuji. Sistem yang terintegrasi jarang memenuhi persyaratan sehingga proses ini diulang sampai mereka lakukan.

Ini adalah pendekatan yang mahal dan DARPA mencoba untuk menggantinya dengan yang lebih efisien "benar dengan konstruksi" proses yang sama dengan yang dilakukan oleh industri semikonduktor, yang memiliki track record mengesankan dalam mendapatkan sistem yang tepat di tempat pertama.

"Ini adalah jenis inovasi yang memungkinkan pemisahan desain dari fabrikasi. Saat ini, desain hanya dapat dilakukan oleh sebuah toko yang memiliki kemampuan terintegrasi untuk melakukan produksi lengkap run. Idenya adalah untuk detangle desain dari produksi dan membuat Seluruh proses yang lebih terbuka, inovatif dan kompetitif, "kata Sandeep Neema, penelitian profesor dan ISIS ilmuwan peneliti senior dan peneliti utama untuk proyek META-X.

ISIS ilmuwan komputer dan insinyur juga melihat upaya ini dalam konteks yang lebih luas. Mereka yakin bahwa itu merupakan generasi berikutnya dari desain teknik di mana pemodelan komputer, simulasi, verifikasi Model dan sintesis otomatis menjadi paradigma yang dominan.

"Kami berada tepat di titik puncak perubahan yang sangat besar dan investasi DARPA dalam perkakas open source untuk AVM benar-benar dapat membantu demokratisasi perubahan ini untuk generasi sekarang dan masa depan insinyur," kata Larry Howard, ISIS ilmuwan peneliti senior dan peneliti utama VehicleFORGE .

Sejak zaman Henry Ford, manufaktur telah didominasi oleh skala ekonomi: biaya unit membuat sebuah objek dapat dikurangi dengan membuat lebih dari mereka. "Paradigma baru ini dapat memberikan banyak keuntungan dari produksi massal ketika membuat satu-of-a-kind sistem," komentar Ted Bapty, ISIS ilmuwan peneliti senior dan penelitian profesor teknik elektro dan ilmu komputer.

Untuk seperti pergeseran paradigma terjadi, harus diadopsi oleh generasi muda. Salah satu bagian dari program AVM adalah kontes desain sarjana disebut Model-Based Amfibi Racing Challenge (MBARC), yang diadakan di Camp Pendleton Marine Corps Base di California selatan pada 19 Januari