航天飞机时代终结带来的六大损失 | 科学人 | 果壳网 科技有意思
航天飞机时代终结带来的六大损失
近30年来，由哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号和奋进号构成的航天飞机家族，历经上百次发射任务，将航天员和货物送往近地轨道。它们执行过的任务包括负荷运载、科学舱发射、精密装配以及国际空间站维护。它们也被用于飞行状态下自身及其他卫星的检修、超精度轨道雷达测绘、系绳实验和细微接近推进。而这些功能并未完全来源于设计之初的构想框架，因此某种意义上航天飞机的进步历程打破了“形式服从功能”的设计常规，也以出色的表现完美超越了其建造者的梦想。
与航天飞机相比，当前的运载火箭可以运送同等甚至更大的可展开卫星和火箭的级。同时，一些用于执行特殊载人任务的替代航天器等也已处于研发阶段。替代产品一路高歌猛进的同时，我们还应看到现在面临的最大设计问题在于：航天飞机项目的终结我们将失去什么，而所失去的一切是否真的可以放弃。如若答案是“失去了太多！”和“无法放弃！”我们就应该认真考虑如何在新一代的航天器中重建这些功能。
失去的功能之一：既有太空设备大型附加舱的平稳运送
2002年的一次发射，哥伦比亚号破云而出
与其他运载方式相比，航天飞机的有效载荷舱能提供相对最低的加速度、震动和噪音环境，这便意味着能从多个方面节省开支，大型组件的建造成本同时也可以大幅降低。航天飞机的舱内备有运送设备，能将货物移动到接近目标地的位置，然后再由机械臂小心完成安装。假如失去这项功能，这些组件的结构就不得不制造的更加坚固，以承担升空过程中的巨大压力，显然，这会使它们重量大增。而更糟糕的是，失去了航天飞机装配协助，组件可能就必须加装附件以获得机动能力，而在现有结构上加装附件会造成显著的机械应力，这种应力将会让设计师们焦头烂额。此外根据航天飞机的设计，一旦遇到意外情况，它可以允许载荷舱完整收回，这样便能部分缓解斥资制造备份组件的压力。
失去的功能之二：携带货物平稳着陆
挑战者号失事图片
航天飞机的载荷舱能够搭载专业实验舱进入轨道并重新将其带回地面重复使用。它也能回收大型宇宙飞船和飞船组件进行维修并重新部署。另外，航天飞机采用滑翔式返回，因此回归大气层的压力不会超过1.5g，几名航天员甚至曾在大部分的降落过程中保持站立姿势，以展示这种优异的性能。如果没有了航天飞机，可回收设备的尺寸便会受到很大的限制，因为设备返回过程中将要经受严峻的压力和振动考验。为了替代航天飞机运载大型设备的能力，目前NASA不得不研发可膨胀的充气式隔热罩。但即便有这种隔热罩，设备依然难以避免巨大的返回和着陆压力。
失去的功能之三：高安全系数的“亲密接触”
今年二月发现号最后一次升空
航天飞机的长度允许它使用鼻锥和尾部的推进器进行十分细微的机动，把飞机准确推动到返回式卫星等小目标和需要维修的轨道仪器附近。一旦这些设备出现在有效载荷舱的上方，航天飞机便转变到一种称为z坐标（z axis）的控制模式。在这种模式下，目标物体一般不会成为前端和后端的推进器的障碍，这样就能避免目标被发动机推进剂污染，也就无需来回推动目标物体。还有一种更加细微的推进模式，称为“低z坐标”，这种模式是通过启动鼻锥端和尾端略微倾斜于水平方向的平衡推进器来实现。尽管这种推进方式比较古怪，但“低z坐标”模式是航天飞机由幸运巧合而诞生代表功能之一，该功能在很多卫星回收修理任务中起到非常关键的作用，这其中就包括著名的哈勃望远镜修理任务。航天飞机这种细微推进能力是之前曾设计，建造过的航天器所不具备的，而如果任何其他航天器试图进行类似的亲密接触，很可能就会遭受严重的损伤。
失去的功能之四：轨道实验、修理和其他装配任务的临时工作平台
从国际空间站拍到的亚特兰蒂斯号
货车车厢大小的载荷舱可以作为卫星精密修理的临时平台，它曾发挥过以下功能：为失去动力的卫星安装火箭的级，对太阳帆板和空间站主梁的展开进行测试，作为20千米绳系载荷部署的平台，以及特殊用途空间站的装配和维护。另外航天飞机还允许两人（甚至有一次三人）进行多次太空行走，这也拓展了手动维护的范围，使太空设备的组件可以轻易运回舱内进行维护并再次放回。得益于航天飞机的尺寸，航天员可以灵活携带补充工具和备件进入轨道，另外它还能提供外部公用电源和通讯系统，这些都是阿波罗，猎户座以及联盟系列飞船无法企及的。
失去的功能之五：携带专业设备进行超精度轨道勘测
勇气号在太空
一些特殊的勘测任务要求航天飞机在太空完成杂技般精准的动作，任务需要将携带的观察设备调整到极其精确的位置。比如，雷达地形勘察任务便要求飞机航行位置绝对准确，以保证多次任务的叠加效果等同于多架航天飞机同时编队的测绘效果，因此观测过程中必须要用微型推进器对航线扰动进行不断修正。
失去的功能之六：灵活的机组成员构成
航天飞机可搭载六到七人（甚至有一次八人）进入轨道，并允许三到四名职业宇航员招待来自于科研领域的客人。尽管一些职业宇航员也曾是科学家，但由于之前尺寸稍小的运载工具对飞行机组专业性要求很高，使他们不得不离开实验室进行长达10年以上的专业飞行训练，因此尽管他们大都才华横溢。但毕竟也长期远离了最前沿的科学研究和专业技能。而拥有七人机组的航天飞机编组就灵活许多，它甚至可以预留出空间给偶尔莅临的政治家，教师甚至记者等VIP乘员。
一个无法回避的事实是这些功能大都耗资巨大，以致整个航天飞机项目大大超出计划预算。更不幸的是，因为操作失误，还有两架航天飞机不幸失事。但是航天飞机表现出的宝贵能力却又经常远超预期，而这一切在过去几年里才变得清晰起来。
其实最后一点也可以算是对未来航天器设计者和空间探索理论家们提出得忠告：如果建造宇宙飞船或其他太空设备的过程，始终遵循预定的构想和有限的功能（正如NASA现在所为），那最终得到的也只有这些或稍多一点。就永远无法像曾经辉煌的航天飞机那样，不只局限于飞行器的最初设计，而是始终寻求新思路，谋求新功能，从而得到越来越有效的应用。我想应该没有人会质疑苍穹的太空总是充满各种意外，所以就航天器而言，只有不断探索新功能才是唯一应对未知状况的必由之路。
毫无疑问，当前处于设计阶段的下一代航天器将同时面临巨大的机遇和未知的挑战。但是如果我们意识不到循规蹈矩的设计构想永远无法满足外太空的意外因素这个前提，那便无法理解这些新的航天器计划将令我们失去什么。至于航天飞机，我们已经逐渐摸索出应对各种问题的能力而现在却又要面临失去的风险，我想当前最好还是考虑如何替代它们而不是完全放弃。只有这样，我们才能把握未来航天器的发展方向，做好在未知的太空领域应对一切意外情况的准备。
信息来源：
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“因此尽管他们大都才华横溢。但毕竟也长期远离了最前沿的科学研究和专业技能。”应该是逗号吧……
请问用什么来代替呢？
米国烧不下钱了 ╮(╯_╰)╭
请问为什么 航天飞机 不再用了？？？？
DIYER，摄影师，电容技术顾问
原因也是烧钱啊···
终结，航天飞机退役了
什么时候到中国？
我就奇怪为什么要退休？烧钱？
坐观后继者长啥摸样
引用阳离子的回应：什么时候到中国？人家退休的东西我们都还没上岗……哎
不论功过得失，毕竟是开创了一个时代啊
说了半天，反正肯定是利大于弊，不然怎么可能退役。
生物信息学硕士生
主要是出于降低成本的考虑。而且航天飞机安全系数低——NASA总共五艘航天飞机（阿特兰蒂斯号、挑战者号、哥伦比亚号、发现号、奋进号）就已经坠毁了两艘（挑战者号和哥伦比亚号）。新一代正在研发的载人航天器——猎户座飞船，点击查看。
空天飞机，你在哪里？
法医学生，数码控，生命科学爱好者
对，中东的石油和亚非的贸易已经远超NASA更能带给美国人满足感了。美国已不是当年那个怀揣梦想的美国，世界也不是那个充满浪漫情怀的世界了，人们都现实了
中国的航天飞机不叫航天飞机，改个名字就可以起飞了...0.0
无工质核聚变发动机赶快造出来吧
那个是奋进号……不是勇气号~
无机化学研究生，天文爱好者
以宇宙飞船代替...经济危机把美国搞的航天飞机都不敢用了...
的话：请问用什么来代替呢？空天飞机可以，能达到完全重复使用和大幅度降低航天运输费用的目的。不过空气动力学问题方面不好解决啊
的话：无工质核聚变发动机赶快造出来吧貌似还停留在设想阶段。。。。
科普编辑，古生物爱好者
的话：我就奇怪为什么要退休？烧钱？就像美军很多冷战年代的武器一样，性能现在还是领先全世界，但年头实在太久撑不住了……
的话：貌似还停留在设想阶段。。。。三体看得太投入了
最后一个图是奋进号！
的话：我就奇怪为什么要退休？烧钱？不仅仅是烧钱更重要的是，将众多复杂部分集成到一起，这些复杂的部分每一项都是我们科技的前沿，这导致了事故率大大高于其它航天器，每一次发射，都有7-11名乘员，每人都是各个领域的专家，一旦出事，代价太大了一共造了5架，2架坠毁，一共飞行了百余次，2次全灭，这样的事故率，实在不能结构
一共造了5架，2架坠毁，一共飞行了百余次，2次全灭，这样的事故率，实在不能接受。
也许NASA想到了一些更好的方案
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课程名称：
LCEM设备生命周期管理
开课时间：
开课地区：
培训天数：
课程分类：
在线报名：
报名表格：
&生产及设备组相关人员&
课程背景：
TPM:大家都熟悉，其中提到了MP（维护预防），DM（设计维护），设备的维护应从设计阶段开始。但TPM并未指导如何去做MP、DM。
成本:设备的设计决定了设备的可靠性，TPM强调设备全生命周期的成本，必然包含设备设计，安装，使用，维护，改造，重利用及报废等。
现状:目前国内关于设备管理更多集中在设备投入使用后的维护，以保障设备使用寿命、性能及加工质量。
目标:设备的管理应从设计阶段开始，满足功能需求，可靠稳定且价格合理的设备是设计的目标。
BM-&PM-&TPM-&TnPM：目前市面关于设备管理类培训主要集中在TPM-全员生产力管理，包括自主维护、预防维护、设备改善等。主要集中在设备投用后如何提高设备稳定性，减少设备故障及维修，但忽视了设备设计，设备日常管理，资产管理及设备后期处理，如改造、报废等。
本培训结合讲师二十年的工作及实践经验，涵盖从设备需求调研、设备设计到设备报废处理的全生命周期的管理-TLCEM。
课程大纲：
第一单元：设备设计流程
1.设备设计调研
设备需求，设备能力分析
同行同类设备资料收集
2.设备设计准则（总体要求）
结构/功能/精度/材质/关键部件
可操作性/可维护性/人因工程/安全性
3.设计详细要求
功能实现/工作环境/EHS要求
操作要求/维护要求
设备履历/相关文件
案例：某设备设计详细要求
4.生产工艺说明
产品参数/生产流程/工艺要求
5.设备设计步骤
设计失效模式分析-DFMEA
6.关键部件要求
标准件选择/非标件的标准化
7.文件资料要求
整机装配图/非标件图纸/部件明细清单
8.报价明细要求
案例：某设备报价明细单
9.保密协议要求
案例：设备设计书实例
第二单元：设备可靠性评估
我们的期望是从设计阶段就考虑提升设备的健壮性，成为免维护或少维护的设备。所以设备在交付后，使用前应该做可靠性评估。评估结果作为交付流程的一部分
使用稳定性-MTBF
性能稳定性
产品质量稳定性-Cpk分析
第三单元：设备成本控制
1.设备成本构成
a.材料成本
标准件/非标件/装配材料
b.加工成本
表面处理/机加工/装配
c.设计成本
d.管理税收
2.设备成本控制方法
a.成本分析方法
b.价值工程
价值工程介绍
价值工程要素-功能/成本/价值
提高价值的途径
价值工程的工作顺序
c.招标议价
案例：价值工程分析实例
第四单元：设备的接收与安装
1.外观验证
3.功能验证
4.性能验证
5.附属验证
6.设备接收
7.设备的安装
选址与布局设计
安装相关事项
第五单元：TPM简介（简略）
1.TPM的起源及演进过程
2.TPM的理论基础-海因里奇三角
3.TPM的主要内涵
TPM的八大支柱活动
TPM的四个导入阶段
TPM的十个关键成功因素
4.TPM实施带来的效果
第六单元：TPM之自主管理
1.TPM自主管理介绍
2.TPM自主管理七步法介绍
AM0-准备阶段
AM1-初期清扫
不良点标签
清扫临时标准
AM实施流程
AM2-污染源和困难部位对策
污染源和困难部位寻找
污染源分析方法
AM3-制定暂行基准
暂行基准书
AM4-总点检
了解设备结构，熟悉设备
发现和修复轻度缺陷
人员培训和能力提高
AM5-自主点检
点检作业表
人员培训和能力提高
AM6-标准化
上述活动的标准化
自主活动拓展到设备周边
AM7-完全自主活动
自主活动的PDCA
TPM自主管理的要点及组织方式
案例: 某企业自主维护活动介绍
讨论: 认识我们工厂TPM的现状
资料: 自主活动相关表格
第七单元：TPM之计划维护
1.维护种类介绍
预防性维护
预测性维护
2.自主维护&计划维护及技能分担
3.自然劣化与强制劣化研究
4.计划维护步骤
设备现状评估
劣化复原及薄弱部位改善
建立计划维护体制-组织/计划/预算
改善维护活动
维护预防的活动
预测维护的研究
5.计划维护活动管理
维护计划与管理-维护周期，何设备
维护信息管理-维护记录及改进措施
备品备件管理-预测及库存研究
维护成本管理
6.计划维护推行步骤
7.设备重要度评估
8.TPM的两大重点指标
MTBF-故障平均间隔时间
MTTR-故障平均处理时间
第八单元：设备损失与重点改善
1.设备六大损失介绍
小停机/空转
质量缺陷返工
2.设备损失时间瀑布流
3.设备综合效率介绍-OEE
时间利用率
设备利用率
产品合格率
4.定义关键设备
5.建立和运用OEE的六步法
6.内部损失与外部损失-OEE与设备利用率
7.降低设备损失方法
练习：设备综合效率计算
8.重点（个别）改善
重点（个别）改善活动的步骤
重点（个别）改善活动的工具
OPL-One Point Lesson
SGA-Small Group Activity
AB-Activity Boards
9.TPM之教育训练
TPM员工的级次
TPM教育训练六步体系
TPM教育训练主要内容
TPM相关模板
案例：TPM活动提高SMT线OEE案例
第九单元：设备日常管理
设备履历及档案建立
设备维修台账
设备资产管理
设备全生命周期成本管理-LCC
设备的重利用，销售及报废流程
东南大学硕士研究生学历；曾赴瑞典总公司及公司在美国，德国，马来西亚，印度等分公司进行工业工程（IE）、TPM及精益生产等方面的技术交流及培训。高级工程师，拥有一项国家专利局颁布的实用新型发明专利。
市五一劳动奖章获得者。
某著名大型合资企业设备维修主管、精益生产经理，著名大型外资企业质量经理、精益生产经理、IE工业工程部经理。
近二十年内、外资企业（一家合资，一家外资，均为特大型企业）设备维修、工程技术，生产质量，物料管理等部门管理工作经历，有丰富的精益生产、工业工程（IE）技术、质量管理等方面的工作经验；精通工业工程，精益生产，卓越制造，丰田生产系统等。授课推崇务实、讲求实效，属于典型的实战型培训讲师；培训过程主要以课程体系为主线，全程案例研习、角色演练、小组讨论、工作实务模拟并同时伴以咨询式培训等形式，引导学员参与，并注重其丰富的企业实际改进案例的分享。
曾经培训过的企业有：大众汽车、德尔福汽车空调、德尔福德科电子、天合汽车零部件、萨克斯汽车零部件、ABB、劳伦茨胶带、联合汽车电子、西门子、耀华皮尔金顿汽车玻璃、罗伯特&博士、华德火花塞、SKF汽车轴承、韩泰轮胎、巴斯夫、飞利浦、Polyone聚合体、欧姆龙、德国米诺测量仪表、梅兰日兰、宝适汽车部件、宝捷丽钢精密机电模具、欧文斯科宁、麦格纳唐纳利、华纳圣龙、江铃李尔内饰系统、高克联管件、申雅密封件、伊顿发动机、金龙联合汽车、道达尔等公司。&
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浅析设备的六大损失
作者：杨华
类别：生产管理
来源：原创
时间： 20:02:11
&&& 设备的各种不良loss情况会对设备造成直接影响。因为在英语中loss的意思是浪费、损失，因此我们把导致设备停机、故障、损耗等不良情形的各类原因叫做损失项目，这些损失项目具体包括了：1、故障损失；2、换模具与调整损失；3、空运转与暂停损失；4、减速损失；5、质量缺陷和返工；6、开工损失等。降低设备损失的目的是提高设备的综合使用率，保证设备不产出不良品，同时提高生产效率，要降低设备的损失首先我们先来认识一下设备的六大损失。
&&& 故障停机/损失是指故障停机造成时间损失和由于生产缺陷产品导致数量损失。因偶发故障造成的突然的、显著的设备故障通常是明显的并易于纠正；而频繁的、或慢性的微小故障则经常被忽略或遗漏。由于偶发性故障在整个损失中占较大比例，所以许多企业都投入了大量时间努力寻找避免这种故障，然而，要消除这些偶发性故障是很困难的。所以，必须进行提高设备可靠度的研究，要使设备效率最大化，必须使故障减小到零，因此，首先需要改变传统故障维修中认为故障是不可避免的观点。
&&& 换装和调试损失是因换装和调试而导致停机和产生废品所造成的损失，一般发生在当一个产品的生产完成后，因生产另一种产品进行换装和调试的时候。为了达到单一时间内的换装（少于10分钟），可以通过明确区分内换装时间（在机器停机后才能完成操作）和外换装时间（在机器运转时可以完成操作），以及减少内换装时间来减少整个换装时间损失。
&&& 空闲和暂停损失是指由于误操作而停顿或机器空闲时发生短暂停顿而产生这种损失。例如，有些工件阻塞了滑槽顶端，导致了设备空闲；因生产了有缺陷产品，传感器报警而关闭了设备。很明显，这种停顿有别于故障停工，因为除去阻塞的工件和重新启动设备即可恢复生产。
&&& 减速损失是指设计速度与实际速度的差别。速度损失对设备效率的发挥产生了较大障碍，应当仔细研究，以消除设计速度和实际速度二者之间的差别。设备实际速度低于设计速度或理想速度的原因是多种多样的，如机械问题和质量缺陷，历史问题或者设备超负荷等。通常，通过揭示潜在的设备缺陷，谨慎地提高操作者的速度有助于问题的解决。
&&& 质量缺陷和返工是指由于设备故障引起的生产过程中的质量缺陷和返工，通常，偶然性缺陷很容易重调设备至正常状态来消除，这些缺陷包括缺陷数的突然增加或其它明显的现象。而慢性缺陷的原因难于发现，常被遗漏或忽略，需要返工的缺陷发也属于慢性损失。
&&& 开工损失是在生产的初期阶段（从设备启动到稳定生产）产生的损失。这些损失的数量因工序状态的稳定性，设备、夹具和模具的维护水平，操作技能的熟练程度等的不同而异。这项损失较大，而且是潜在的。在实际生产中，通常会不加鉴别地认为产生开工损失是不可避免的，因此很少加以消除。
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4、如本站转载稿件涉及版权等问题，请作者速来电或来函与本站联系，在此，我们首先向您表示诚挚的歉意，并将尽快予以改正或删除。
&&杨华介绍
&&&&&&&&曾历任日本三洋(深圳)生产改进部部长,世界五百强企业美国伟创力集团人力资源部培训经理；咨询培训过行业涉及：电子通讯行业、化工行业、服装行业、食品、机械五金行业、注塑、玩具行业、金融业、房地产、印刷业、纸品行业等。拥有近十年的培训辅导经验，经历过数百场公开班培训，多次培训辅导过大型美资、日资、港资、台资、合资等大型跨国集团，积累了丰富的企业辅导经验
&&杨华文章
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