Espaço e satélites: controle de ferramentas, rastreabilidade e rastreamento para fabricantes de satélites e instalações de AIT.Lacunas no controle de ferramentas e na rastreabilidade no AIT de satélites?
Orientação para quem constrói e testa espaçonaves: todas as ferramentas conferidas antes do fechamento de um painel, todas as peças serializadas rastreáveis do recebimento ao registro as-built e GSE que você encontra sem percorrer o prédio. Escolhemos a tecnologia para cada tarefa, verificamos sua compatibilidade com as regras de sala limpa e ESD e especificamos como ela se conecta aos sistemas que você já usa. Aconselhamos primeiro. Se preferir, também fornecemos e integramos.
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Como RFID e RTLS são usados na produção e no AIT de satélites?
A maior parte do valor está em quatro tarefas. Comprovar que todas as ferramentas voltaram ao quadro antes de um fechamento. Levar a identidade e o histórico das peças serializadas para que o registro de montagem corresponda ao hardware. Saber onde estão GSE, equipamentos de teste e contêineres de transporte, e se estão dentro da validade. E levar kits e peças até a linha sem que alguém precise carregá-los.
O RFID passivo cuida da maior parte das contagens. A localização em tempo real (RTLS) se justifica onde a posição ao vivo importa, como GSE em um salão grande. Em uma sala limpa, porém, a questão tecnológica vem em segundo lugar. Primeiro, é preciso saber o que seu plano de controle de contaminação, seu programa de ESD e suas regras de teste permitem dentro da sala.
Esta página abrange fabricantes de satélites e smallsats, linhas de produção de constelações, fornecedores de subsistemas e componentes, e instalações de AIT e laboratórios de teste.
Por que um salão de integração é um problema à parte
Uma ferramenta desaparecida para o trabalho. No chão de fábrica, uma chave perdida é um incômodo. Ao lado do hardware de voo, uma ferramenta não localizada significa que o painel fica aberto até que alguém consiga demonstrar que ela não está dentro da espaçonave. Isso pode significar uma inspeção, uma não conformidade e uma janela de teste remarcada. Um item solto que ficaria parado em uma bancada pode se mover com a vibração do lançamento, e ninguém consegue buscá-lo depois que a espaçonave está em órbita.
A sala tem regras. Salas limpas restringem quais materiais entram, como as coisas são limpas e o que solta partículas. Áreas protegidas contra ESD restringem isolantes perto de hardware sensível. Alguns locais restringem dispositivos de rádio perto de hardware energizado durante os testes. Um sistema de rastreamento precisa se encaixar nas três regras.
A produção está mudando. Programas de constelações e smallsats constroem muitas unidades em vez de uma só, então hábitos que funcionavam para uma única espaçonave feita por uma equipe pequena (uma prancheta, um quadro de sombra e boa memória) passam a ser esticados entre turnos, linhas e locais.
A custódia atravessa os limites entre empresas. Peças e conjuntos circulam entre fornecedores, seu almoxarifado, laboratórios de teste e bases de lançamento. Cada passagem de responsabilidade é um ponto em que o registro e o hardware podem se descolar.
Casos de uso no setor espacial e a tecnologia adequada a cada um
| Caso de uso | Como é um bom resultado | Tecnologia usual | Integrar com |
|---|---|---|---|
| Controle de ferramentas e prevenção de FOD | Cada ferramenta entregue a uma pessoa e vinculada a uma tarefa; o quadro ou kit está completo antes do fechamento; um item faltante é sinalizado enquanto o painel ainda está aberto | RFID passivo no quadro de ferramentas, na ferramentaria ou no kit; códigos 2D onde rádio não é permitido; RTLS só onde a localização em tempo real é necessária | Instruções de trabalho, processo de FOD, SGQ |
| Peças serializadas e cadeia de custódia | Cada peça serializada lida no recebimento, na montagem de kits, na integração e na expedição, mantendo os vínculos pai-filho | RFID passivo ou códigos 2D em peças, sacos ou embalagens, lidos em pontos fixos e com leitores portáteis | ERP, MES, SGQ, PLM |
| GSE e equipamentos de teste | Dollies, suportes de rotação, equipamentos de içamento, racks de EGSE e adaptadores de teste encontrados sem procura, com datas de inspeção e calibração controladas | RFID passivo para entrada e saída; RTLS BLE ou UWB para itens grandes nos salões | EAM ou CMMS, registros de calibração |
| Contêineres de transporte e remessas | Contêineres e seu conteúdo conferidos entre o seu local, os laboratórios de teste e as bases de lançamento | RFID passivo ou códigos 2D na expedição e no recebimento; rastreadores GNSS nos contêineres quando a rota exige | ERP, WMS, registros logísticos |
| Capas protetoras e itens remove-before-flight | Cada capa e item temporário registrado na instalação e na remoção | RFID passivo ou códigos 2D, lidos na instalação e na remoção | Registro de montagem, checklist de fechamento |
| Fluxo de kits e peças até a linha | Os kits chegam à antecâmara quando a etapa de montagem precisa deles | AMR ou AGV entre o almoxarifado e a antecâmara; RFID confirma a entrega | WMS ou SAP EWM, MES |
Cinco casos de uso em montagem, integração e teste de satélites
Ferramentas contadas antes do fechamento
Cada retirada de ferramenta na área controlada de FOD é registrada, e as pendências são listadas antes do fechamento de um painel. Apoia sua inspeção de fechamento. Controle de ferramentas
Peças serializadas e o registro as-built
Cada peça serializada é identificada no recebimento e vinculada à unidade em que será instalada, de modo que o registro as-built é montado à medida que o trabalho acontece. Serialização e custódia
Capas e itens de proteção instalados e removidos
Capas contra poeira, tampas e itens remove-before-flight registrados ao serem instalados e removidos, com a lista dos que ainda estão instalados pronta antes de cada etapa. Controle de ferramentas
GSE e equipamentos de teste em configuração conhecida
Carrinhos, dispositivos e conjuntos de teste compartilhados encontrados, dentro da validade, e sinalizados para verificação se outra equipe os usou desde a última conferência. Rastreamento de ativos
Materiais com prazo de validade dentro do prazo
Adesivos, fitas e outros materiais de vida limitada sinalizados antes da entrega, com recertificação e descarte registrados. Acurácia do estoque
Controle de ferramentas e prevenção de FOD em salas limpas e salões de integração
Um quadro de sombra mostra que uma posição está vazia. Ele não diz quem pegou a ferramenta, quando, para qual tarefa, nem se ela voltou antes do fechamento do painel. Essa é a lacuna que um sistema de controle de ferramentas deve fechar.
O que uma boa configuração registra:
- quem pegou cada ferramenta, para qual tarefa ou ordem de serviço, e quando ela voltou;
- que o quadro, o kit ou a ferramentaria está completo antes de um fechamento, e não só no fim do turno;
- o status de calibração, para que uma ferramenta de torque vencida não possa ser entregue;
- consumíveis e itens pequenos (lenços, fita, tampas, fixadores) que o seu processo de FOD determina que sejam contados;
- o que acontece quando uma leitura falha, para que o sistema mostre “desconhecido” em vez de “presente” quando não consegue ver uma ferramenta.
Um ponto de partida sensato costuma ser RFID passivo no quadro, no armário ou no kit, porque ele conta muitos itens de uma vez, sem bateria na ferramenta. Vale acrescentar localização em tempo real (RTLS) onde as ferramentas ficam longe do quadro por longos períodos em um salão grande. Onde rádio não é bem-vindo perto de hardware energizado, códigos 2D com leitura na entrega e na devolução resolvem. Testamos a escolha com suas ferramentas, seu quadro e seu processo de fechamento, não em uma sala de demonstração.
Leia a seguir: Controle de ferramentas · Prevenção de FOD na indústria aeroespacial
Rastreabilidade de peças serializadas e cadeia de custódia para AS9100
Sistemas de qualidade AS9100 exigem identificação e rastreabilidade onde forem requeridas, controle do ferramental de produção e prevenção de objetos estranhos. Seus clientes e os requisitos do programa normalmente acrescentam exigências próprias. Uma tag ou um código só ajuda se cada leitura virar um registro que sua equipe de qualidade possa sustentar na auditoria.
Para o que projetamos:
- cada peça serializada lida no recebimento, nos almoxarifados alfandegados ou de quarentena, na montagem de kits, na integração e na expedição;
- vínculos pai-filho mantidos, para que a unidade, seus subconjuntos e seus usos continuem ligados;
- itens não conformes e em quarentena bloqueados para entrega até serem liberados;
- passagens de custódia entre fornecedores, seu almoxarifado, laboratórios de teste e a base de lançamento, com quem, o quê, onde e quando em cada uma;
- um registro as-built e um data pack que correspondem ao que está fisicamente na espaçonave;
- tratamento de exceções para tags danificadas, códigos ilegíveis e peças reetiquetadas, com um responsável para cada caso.
Mapeamos isso em relação ao seu SGQ e ERP antes que alguém escolha uma tag. Em programas controlados, atuamos dentro do seu processo de controle de exportação.
Leia a seguir: Serialização e cadeia de custódia · AS9100, localização e RFID · Rastreabilidade de qualidade
Rastreamento de ferramentas, GSE e ativos ao longo do AIT
O AIT é onde equipamentos caros mais se movimentam: do salão de integração para os testes de vibração, vácuo térmico e EMC, e depois para um contêiner rumo à base de lançamento. As coisas somem nos intervalos entre essas etapas.
O que vale a pena rastrear:
- MGSE, como dollies, suportes de rotação, equipamentos de içamento e lingas, com datas de inspeção controladas;
- racks de EGSE, adaptadores de teste e demais itens de uso que acompanham o hardware entre as instalações de teste;
- ferramentas e instrumentos calibrados, vinculados aos seus registros de calibração;
- contêineres de transporte e o que está embalado neles;
- capas protetoras e itens remove-before-flight, da instalação à remoção.
RFID passivo em portas, antecâmaras e almoxarifados costuma cobrir a maior parte disso. RTLS BLE ou UWB acrescenta localização em tempo real para itens grandes em salões amplos. Rastreadores GNSS podem acompanhar contêineres na estrada. Dimensionamos cada um por área e por processo, e não com uma única escolha para o local inteiro.
Leia a seguir: Rastreamento de ativos · Como escolher uma tecnologia de localização
RFID e RTLS em sala limpa: o que verificar antes de testar
É aqui que o setor espacial mais difere de outros locais. Antes de testar um sistema perto do hardware de voo, essas perguntas precisam ser respondidas pelos seus próprios responsáveis por controle de contaminação, ESD e testes. Ajudamos você a fazer as perguntas e a testar as respostas; não passamos por cima dos seus especialistas.
Materiais e outgassing. As tags são compostas por um inlay, material de face, adesivo e, às vezes, encapsulamento ou invólucro. Se uma tag for colocada em hardware de voo ou em GSE que entra em uma câmara de vácuo térmico, peça dados de triagem de outgassing segundo o método de teste usado pelo seu programa e compare-os com sua lista de materiais aprovados.
Se não houver dados, considere a tag não aprovada até que seu engenheiro de materiais diga o contrário. Muitas vezes, a resposta mais simples é manter as tags totalmente fora da espaçonave: na ferramenta, no estojo, no saco ou no GSE.
Partículas e limpeza. Tags e suportes devem resistir à sua rotina de limpeza e aos agentes de limpeza sem soltar partículas, rachar ou descolar nas bordas. Teste-os com seus lenços, seu solvente e suas luvas.
ESD. A maioria das tags e dos invólucros de leitores é de plástico, o que conta como isolante em uma área protegida contra ESD. Seu plano de controle de ESD define como tratar isolantes exigidos pelo processo perto de hardware sensível. Pergunte se a tag é dissipativa ou isolante, como ela se comporta ao ser descolada ou limpa e se pode ser mantida longe de hardware desprotegido. Quem aprova isso é o seu coordenador de ESD, não o fornecedor da tag.
Rádio perto de hardware energizado. Alguns locais definem distâncias mínimas para dispositivos de rádio, incluindo leitores RFID, em torno de hardware sensível energizado. Descubra a regra do seu local antes de projetar os pontos de leitura. Os leitores fixos devem ser fáceis de desligar, programar ou mover para testes sensíveis, e o sistema deve lidar com isso.
Baterias. As tags RTLS têm baterias. Verifique as regras do seu local sobre baterias e recarga na sala limpa, e como as tags são limpas quando são trocadas.
Alternativa. Onde rádio não é permitido, códigos 2D lidos por um leitor na entrega e na devolução ainda podem gerar um registro confiável.
| Opção | Onde costuma se encaixar no setor espacial | O que verificar em uma sala limpa |
|---|---|---|
| RFID UHF passivo | Quadros de ferramentas, ferramentarias, kits, almoxarifados, antecâmaras, contêineres | Materiais da tag, dados de outgassing, limpeza, posição dos leitores e regras de distância mínima |
| RFID HF ou NFC | Leituras de curta distância em uma bancada ou ponto de entrega | As mesmas verificações de materiais; o curto alcance ajuda onde o rádio é restrito |
| RTLS BLE ou UWB | Localização em tempo real de GSE e ativos grandes em salões e almoxarifados | Baterias, infraestrutura em paredes e tetos, regras de distância mínima durante os testes |
| Códigos 2D | Peças, sacos e ferramentas onde rádio não é permitido | Materiais da etiqueta e da tinta, durabilidade da marcação, disciplina de leitura |
Leia a seguir: Tipos de tags RFID · UWB vs RFID · Checklist de vistoria técnica de RF
AMRs e AGVs para intralogística de produção
À medida que as cadências de produção aumentam, as pessoas passam mais tempo levando kits, peças e consumíveis entre almoxarifados, áreas de kitting e a antecâmara da sala limpa. Robôs móveis podem assumir parte desse trabalho. As perguntas em uma fábrica do setor espacial são um pouco diferentes das de um armazém:
- onde o robô para: fazer a entrega na antecâmara mantém o robô totalmente fora da sala limpa;
- se o robô entrar, o que ele solta de partículas, como é limpo e recarregado e como se enquadra nas suas regras de ESD;
- se rotas fixas (AGV) ou navegação livre (AMR) combinam com o seu layout e com a frequência com que ele muda;
- segurança em corredores compartilhados, de acordo com a ISO 3691-4 e sua própria avaliação de risco;
- como as tarefas do robô se conectam ao seu WMS, MES ou SAP EWM, para que uma entrega seja lançada no sistema quando acontece;
- se você poderá operar mais de uma marca de robô no futuro, que é onde entra o VDA 5050.
Ajudamos você a decidir se robôs fazem sentido e, em seguida, a especificá-los, selecioná-los e testá-los nos seus fluxos.
Leia a seguir: Orientação AMR e AGV · AGV vs AMR · Orientação VDA 5050
Integração com SAP EWM e WMS
Os dados de rastreamento só se pagam quando chegam aos sistemas que as pessoas já usam. Na fabricação espacial, isso geralmente significa números de série, lotes, unidades de movimentação (handling units), tipos de estoque como estoque em quarentena ou bloqueado, e posições de armazenagem no SAP EWM ou em outro WMS, além do ERP, MES e SGQ ao redor.
O que especificamos:
- quais leituras se tornam transações (uma peça entrando em quarentena, um kit saindo do almoxarifado, uma ferramenta devolvida) e quais permanecem como dados brutos de localização;
- filtragem na borda (edge), para que o WMS receba mudanças de estado, e não uma enxurrada de atualizações de posição;
- dados mestres: como os IDs das tags se associam aos números de material, de série e de lote, e quem é responsável por esse mapeamento;
- conciliação, para que leituras órfãs e leituras ausentes sejam encontradas e corrigidas, em vez de ignoradas;
- testes de aceitação da interface, acordados antes do início do piloto.
Projetamos a integração e a testamos no piloto. Normalmente, quem a desenvolve é o seu parceiro SAP ou a sua equipe de WMS.
Leia a seguir: Integração com SAP EWM · Integração com MES · Todas as integrações
Normas e requisitos que seguimos nos projetos
| Norma ou requisito | O que isso significa para o seu programa |
|---|---|
| AS9100D | Exigências do sistema de qualidade para identificação e rastreabilidade, controle de ferramental e prevenção de objetos estranhos. O registro de rastreamento se torna evidência de auditoria, por isso a retenção e o tratamento de exceções são previstos no projeto. |
| AS9146 | Requisitos de programas de prevenção de FOD para organizações de aviação, espaço e defesa, quando seu cliente os exige. A responsabilização por ferramentas, consumíveis e itens pessoais faz parte deles. |
| ISO 14644-1 | Classificação de salas limpas por partículas em suspensão no ar. A classe da sua sala e seus procedimentos definem qual hardware de rastreamento pode entrar e como ele é limpo. |
| ECSS-Q-ST-70-01 | Limpeza e controle de contaminação de produtos espaciais, incluindo equipamentos de solo que tocam o hardware de voo. Relevante quando o seu programa segue as normas ECSS. |
| ECSS-Q-ST-70-02 e ASTM E595 | Ensaios de triagem de outgassing de materiais. Relevante para qualquer tag, etiqueta ou adesivo que possa ficar perto de uma câmara de vácuo térmico. |
| ANSI/ESD S20.20 e IEC 61340-5-1 | Requisitos de programas de controle de ESD, incluindo como isolantes perto de hardware sensível são tratados. Relevante para tags, etiquetas e invólucros de leitores. |
| ISO 3691-4 | Requisitos de segurança para veículos industriais autônomos. Relevante para projetos de AGV e AMR. |
| Requisitos do seu cliente e do programa | Eles normalmente complementam ou tornam mais rígidos todos os itens acima. Nós os lemos primeiro. |
Como conduzimos um programa no setor espacial
Cada etapa tem um ponto de decisão em que você pode parar e ficar com o que já produzimos.
- Diagnóstico e definição de escopo. Percorrer com sua equipe os almoxarifados, as áreas de kitting, a sala limpa e as áreas de teste. Definir o problema que vale a pena resolver e como você vai medi-lo.
- Revisão das regras do local e dos materiais. Reunir suas regras de controle de contaminação, ESD e rádio antes de escolher a tecnologia, para que nada que a sala não possa aceitar seja testado.
- Seleção de fornecedores. Uma lista curta independente, com demonstrações roteirizadas usando suas ferramentas, suas peças e seus sistemas.
- Piloto com equipamento alugado. Um quadro, um kit ou um almoxarifado, operado com equipamento alugado e avaliado por critérios de aprovação/reprovação escritos e acordados antes do início.
- Apoio à implantação. Testes de integração, treinamento e uma verificação da qualidade dos dados após o go-live.
Os honorários são definidos por projeto, de £3k a £30k por projeto, e confirmados por escrito antes do início do trabalho. Atuamos no mundo todo.
Leia a seguir: Preços · Seleção de fornecedores · Critérios de sucesso do piloto
O que não fazemos
- Aconselhamos primeiro. O fornecimento de hardware é um serviço à parte, opcional, com preços abertos.
- Não aprovamos materiais, controles de ESD nem procedimentos de sala limpa. Quem aprova são os seus especialistas. Nós entregamos a eles as evidências para decidir.
- Não atuamos como integrador responsável. Especificamos, verificamos e fazemos a aceitação desse trabalho em seu nome.
Perguntas frequentes
Tags RFID podem ser usadas em uma sala limpa de espaçonaves?
Muitas vezes, sim, mas quem decide são os seus responsáveis por controle de contaminação, ESD e testes. Verifique os materiais das tags e eventuais dados de outgassing, como as tags resistem à limpeza, se são isolantes ou dissipativas e as regras do seu local sobre rádio perto de hardware energizado. Testamos esses pontos com os seus materiais antes de qualquer compra.
Precisamos de RTLS ou o RFID basta para o controle de ferramentas?
Para quadros de ferramentas, ferramentarias e kits, RFID passivo na entrega e na devolução geralmente basta para mostrar que todas as ferramentas voltaram. O RTLS acrescenta localização em tempo real, o que ajuda quando ferramentas ou GSE passam longos períodos longe do seu lugar em um salão grande. Decidimos área por área, não para o local inteiro.
Isso funciona com o SAP EWM ou com o WMS que já usamos?
Sim, normalmente esse é o objetivo. Definimos quais leituras se tornam transações, como os IDs das tags se associam aos números de série e de lote e como a interface é testada. Normalmente, quem a desenvolve é o seu parceiro SAP ou a sua equipe de WMS.
Vocês vendem tags, leitores, quadros de ferramentas ou robôs?
Aconselhamos primeiro. Se preferir, também fornecemos e integramos. Redigimos os requisitos, conduzimos a seleção e o piloto e cobramos dos fornecedores o cumprimento dos critérios de aprovação/reprovação.
Quanto custa um projeto?
Honorários acordados por escrito após a definição de escopo, de £3k a £30k por projeto, conforme o escopo. Comece com uma ligação gratuita de 30 minutos. Se fizermos sentido para você, você recebe uma proposta por escrito com o preço.
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