উৎপাদন প্রযুক্তি পরামর্শক সংস্থা স্মার্টটেক-এর মতে, চিকিৎসা খাতের পরেই মহাকাশ শিল্প হলো অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং (এএম) দ্বারা পরিপূরিত দ্বিতীয় বৃহত্তম শিল্প। তবে, মহাকাশ যন্ত্রাংশের দ্রুত উৎপাদন, বর্ধিত নমনীয়তা এবং ব্যয়-সাশ্রয়ের ক্ষেত্রে সিরামিক উপাদানের অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং-এর সম্ভাবনা সম্পর্কে এখনও সচেতনতার অভাব রয়েছে। এএম আরও শক্তিশালী ও হালকা সিরামিক যন্ত্রাংশ দ্রুত এবং টেকসইভাবে উৎপাদন করতে পারে—শ্রমিক খরচ কমিয়ে, হস্তনির্মিত সংযোজন হ্রাস করে এবং মডেলিং দ্বারা বিকশিত নকশার মাধ্যমে দক্ষতা ও কার্যকারিতা উন্নত করে, যার ফলে বিমানের ওজন কমে আসে। এছাড়াও, অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং সিরামিক প্রযুক্তি ১০০ মাইক্রনের চেয়েও ছোট বৈশিষ্ট্যের জন্য তৈরি যন্ত্রাংশের মাত্রিক নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে।
তবে, ‘সিরামিক’ শব্দটি শুনলে ভঙ্গুরতার ভুল ধারণা তৈরি হতে পারে। প্রকৃতপক্ষে, অ্যাডিটিভ-ম্যানুফ্যাকচারড সিরামিক দিয়ে দারুণ কাঠামোগত শক্তি, দৃঢ়তা এবং বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসরে প্রতিরোধ ক্ষমতা সম্পন্ন হালকা ও সূক্ষ্ম যন্ত্রাংশ তৈরি করা যায়। দূরদর্শী কোম্পানিগুলো নজল ও প্রপেলার, বৈদ্যুতিক ইনসুলেটর এবং টারবাইন ব্লেডের মতো বিভিন্ন যন্ত্রাংশ তৈরির জন্য সিরামিকের দিকে ঝুঁকছে।
উদাহরণস্বরূপ, উচ্চ-বিশুদ্ধ অ্যালুমিনার কাঠিন্য বেশি এবং এর শক্তিশালী ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা ও তাপমাত্রা পরিসীমা রয়েছে। অ্যালুমিনা দিয়ে তৈরি উপাদানগুলি মহাকাশ ব্যবস্থায় প্রচলিত উচ্চ তাপমাত্রাতেও বিদ্যুৎ নিরোধক হিসেবে কাজ করে।
জিরকোনিয়া-ভিত্তিক সিরামিক এমন অনেক ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হতে পারে যেখানে উপাদানের চরম প্রয়োজনীয়তা এবং উচ্চ যান্ত্রিক চাপের চাহিদা থাকে, যেমন উচ্চমানের ধাতব ছাঁচনির্মাণ, ভালভ এবং বিয়ারিং। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের উচ্চ শক্তি, উচ্চ দৃঢ়তা এবং চমৎকার তাপীয় অভিঘাত প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, পাশাপাশি বিভিন্ন অ্যাসিড, ক্ষার এবং গলিত ধাতুর ক্ষয়ের বিরুদ্ধে এর ভালো রাসায়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতাও আছে। সিলিকন নাইট্রাইড ইনসুলেটর, ইম্পেলার এবং উচ্চ-তাপমাত্রার নিম্ন-ডাইইলেকট্রিক অ্যান্টেনার জন্য ব্যবহৃত হয়।
কম্পোজিট সিরামিক বেশ কিছু কাঙ্ক্ষিত গুণাবলী প্রদান করে। অ্যালুমিনা এবং জিরকন মিশ্রিত সিলিকন-ভিত্তিক সিরামিক টারবাইন ব্লেডের জন্য একক ক্রিস্টাল কাস্টিং তৈরিতে ভালো কার্যকারিতা দেখিয়েছে। এর কারণ হলো, এই উপাদান দিয়ে তৈরি সিরামিক কোরের ১,৫০০°C পর্যন্ত তাপীয় প্রসারণ খুব কম, উচ্চ ছিদ্রতা, চমৎকার পৃষ্ঠতল গুণমান এবং ভালো লিচেবিলিটি রয়েছে। এই কোরগুলো প্রিন্ট করার মাধ্যমে এমন টারবাইন ডিজাইন তৈরি করা যায় যা উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে এবং ইঞ্জিনের দক্ষতা বৃদ্ধি করে।
এটা সর্বজনবিদিত যে সিরামিকের ইনজেকশন মোল্ডিং বা মেশিনিং অত্যন্ত কঠিন, এবং মেশিনিংয়ের মাধ্যমে উৎপাদিত উপাদানগুলোতে সীমিত প্রবেশাধিকার পাওয়া যায়। পাতলা দেয়ালের মতো বৈশিষ্ট্যগুলোতেও মেশিনিং করা কঠিন।
তবে, লিথোজ নির্ভুল ও জটিল আকৃতির ত্রিমাত্রিক সিরামিক উপাদান তৈরি করতে লিথোগ্রাফি-ভিত্তিক সিরামিক উৎপাদন (এলসিএম) পদ্ধতি ব্যবহার করে।
CAD মডেল থেকে শুরু করে, বিস্তারিত স্পেসিফিকেশনগুলো ডিজিটালভাবে 3D প্রিন্টারে স্থানান্তর করা হয়। তারপর স্বচ্ছ পাত্রের উপরে সুনির্দিষ্টভাবে প্রস্তুতকৃত সিরামিক পাউডার প্রয়োগ করা হয়। চলনযোগ্য নির্মাণ প্ল্যাটফর্মটি কাদায় ডুবিয়ে দেওয়া হয় এবং তারপর নিচ থেকে নির্বাচিতভাবে দৃশ্যমান আলোর সংস্পর্শে আনা হয়। প্রজেকশন সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত একটি ডিজিটাল মাইক্রো-মিরর ডিভাইস (DMD) দ্বারা স্তরের চিত্রটি তৈরি করা হয়। এই প্রক্রিয়াটির পুনরাবৃত্তির মাধ্যমে, স্তর-স্তর করে একটি ত্রিমাত্রিক গ্রিন পার্ট তৈরি করা যায়। তাপীয় পরবর্তী প্রক্রিয়াকরণের পর, বাইন্ডারটি অপসারণ করা হয় এবং একটি বিশেষ তাপ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে গ্রিন পার্টগুলোকে সিন্টার করা হয়—অর্থাৎ একত্রিত করা হয়—যার ফলে চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং পৃষ্ঠতলের গুণমানসহ একটি সম্পূর্ণ ঘন সিরামিক পার্ট তৈরি হয়।
এলসিএম প্রযুক্তি টারবাইন ইঞ্জিনের যন্ত্রাংশের ইনভেস্টমেন্ট কাস্টিংয়ের জন্য একটি উদ্ভাবনী, সাশ্রয়ী এবং দ্রুততর প্রক্রিয়া প্রদান করে, যা ইনজেকশন মোল্ডিং এবং লস্ট ওয়াক্স কাস্টিংয়ের জন্য প্রয়োজনীয় ব্যয়বহুল ও শ্রমসাধ্য ছাঁচ তৈরির প্রক্রিয়াকে এড়িয়ে যায়।
অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় অনেক কম কাঁচামাল ব্যবহার করে এলসিএম এমন নকশাও তৈরি করতে পারে যা অন্য পদ্ধতিতে সম্ভব নয়।
সিরামিক উপকরণ এবং এলসিএম প্রযুক্তির বিপুল সম্ভাবনা থাকা সত্ত্বেও, এএম মূল সরঞ্জাম প্রস্তুতকারক (ওইএম) এবং মহাকাশ ডিজাইনারদের মধ্যে এখনও একটি ব্যবধান রয়েছে।
এর একটি কারণ হতে পারে, যেসব শিল্পে নিরাপত্তা ও গুণমানের নিয়মকানুন অত্যন্ত কঠোর, সেখানে নতুন উৎপাদন পদ্ধতির প্রতি প্রতিরোধ। মহাকাশযান উৎপাদনে বহু যাচাইকরণ ও যোগ্যতা নিরূপণ প্রক্রিয়ার পাশাপাশি পুঙ্খানুপুঙ্খ ও কঠোর পরীক্ষার প্রয়োজন হয়।
আরেকটি বাধা হলো এই ধারণা যে, থ্রিডি প্রিন্টিং মূলত শুধু এককালীন দ্রুত প্রোটোটাইপিংয়ের জন্যই উপযুক্ত, এমন কিছুর জন্য নয় যা বাতাসে ব্যবহার করা যায়। আবারও, এটি একটি ভুল ধারণা, এবং থ্রিডি প্রিন্টেড সিরামিক উপাদান যে ব্যাপক উৎপাদনে ব্যবহৃত হতে পারে, তা প্রমাণিত হয়েছে।
এর একটি উদাহরণ হলো টারবাইন ব্লেড উৎপাদন, যেখানে এএম সিরামিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে একক স্ফটিক (SX) কোর, সেইসাথে দিকনির্দেশক কঠিনীকরণ (DS) এবং সমাক্ষীয় ঢালাই (EX) সুপারঅ্যালয় টারবাইন ব্লেড তৈরি করা হয়। জটিল শাখা কাঠামো, একাধিক প্রাচীর এবং ২০০μm-এর কম প্রস্থের পশ্চাৎপ্রান্তযুক্ত কোর দ্রুত ও সাশ্রয়ীভাবে উৎপাদন করা যায় এবং চূড়ান্ত উপাদানগুলোর মাত্রাগত নির্ভুলতা সুসংগত থাকে ও পৃষ্ঠতলের মসৃণতা চমৎকার হয়।
যোগাযোগ উন্নত করার মাধ্যমে অ্যারোস্পেস ডিজাইনার এবং এএম ওইএম-দের একত্রিত করা সম্ভব, এবং এলসিএম ও অন্যান্য প্রযুক্তি ব্যবহার করে উৎপাদিত সিরামিক উপাদানগুলোর ওপর সম্পূর্ণ আস্থা স্থাপন করা যেতে পারে। প্রযুক্তি এবং দক্ষতা বিদ্যমান। গবেষণা ও উন্নয়ন এবং প্রোটোটাইপিংয়ের জন্য এএম ব্যবহারের চিন্তাভাবনা থেকে সরে এসে, এটিকে বৃহৎ পরিসরের বাণিজ্যিক প্রয়োগের ভবিষ্যৎ পথ হিসেবে দেখতে হবে।
শিক্ষার পাশাপাশি, মহাকাশ সংস্থাগুলো জনবল, প্রকৌশল এবং পরীক্ষার ক্ষেত্রেও সময় বিনিয়োগ করতে পারে। নির্মাতাদের অবশ্যই সিরামিক মূল্যায়নের বিভিন্ন মান ও পদ্ধতির সাথে পরিচিত হতে হবে, ধাতুর সাথে নয়। উদাহরণস্বরূপ, স্ট্রাকচারাল সিরামিকের জন্য লিথোজের দুটি প্রধান ASTM মান হলো শক্তি পরীক্ষার জন্য ASTM C1161 এবং দৃঢ়তা পরীক্ষার জন্য ASTM C1421। এই মানগুলো সব পদ্ধতিতে উৎপাদিত সিরামিকের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। সিরামিক অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং-এ, প্রিন্টিং ধাপটি কেবল একটি গঠন পদ্ধতি, এবং অংশগুলো প্রচলিত সিরামিকের মতোই একই ধরনের সিন্টারিং প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়। অতএব, সিরামিক অংশগুলোর মাইক্রোস্ট্রাকচার প্রচলিত মেশিনিংয়ের সাথে খুবই সাদৃশ্যপূর্ণ হবে।
উপকরণ ও প্রযুক্তির ক্রমাগত অগ্রগতির উপর ভিত্তি করে আমরা দৃঢ়ভাবে বলতে পারি যে, ডিজাইনাররা আরও বেশি ডেটা পাবেন। নির্দিষ্ট প্রকৌশলগত চাহিদা অনুযায়ী নতুন সিরামিক উপকরণ তৈরি ও কাস্টমাইজ করা হবে। এএম সিরামিক দিয়ে তৈরি যন্ত্রাংশ মহাকাশ শিল্পে ব্যবহারের জন্য সার্টিফিকেশন প্রক্রিয়া সম্পন্ন করবে। এবং উন্নত মডেলিং সফটওয়্যারের মতো আরও ভালো ডিজাইন টুল সরবরাহ করবে।
এলসিএম (LCM) প্রযুক্তি বিশেষজ্ঞদের সাথে সহযোগিতার মাধ্যমে, মহাকাশ সংস্থাগুলো অভ্যন্তরীণভাবে এএম (AM) সিরামিক প্রক্রিয়া চালু করতে পারে—যা সময় কমায়, খরচ হ্রাস করে এবং কোম্পানির নিজস্ব মেধাস্বত্ব বিকাশের সুযোগ তৈরি করে। দূরদৃষ্টি ও দীর্ঘমেয়াদী পরিকল্পনার মাধ্যমে, সিরামিক প্রযুক্তিতে বিনিয়োগকারী মহাকাশ সংস্থাগুলো আগামী দশ বছর এবং তার পরেও তাদের সমগ্র উৎপাদন পোর্টফোলিওতে উল্লেখযোগ্য সুবিধা অর্জন করতে পারে।
এএম সিরামিকস-এর সাথে অংশীদারিত্ব স্থাপনের মাধ্যমে, মহাকাশযান শিল্পের মূল সরঞ্জাম প্রস্তুতকারকগণ এমন সব যন্ত্রাংশ উৎপাদন করবে যা পূর্বে অকল্পনীয় ছিল।
About the author: Shawn Allan is the vice president of additive manufacturing expert Lithoz. You can contact him at sallan@lithoz-america.com.
শন অ্যালান ২০২১ সালের ১ সেপ্টেম্বর ওহাইওর ক্লিভল্যান্ডে অনুষ্ঠিতব্য সিরামিকস এক্সপোতে সিরামিক অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং-এর সুবিধাগুলো কার্যকরভাবে তুলে ধরার অসুবিধাগুলো নিয়ে বক্তব্য রাখবেন।
যদিও হাইপারসনিক ফ্লাইট সিস্টেমের উন্নয়ন কয়েক দশক ধরে চলে আসছে, এটি এখন মার্কিন জাতীয় প্রতিরক্ষার সর্বোচ্চ অগ্রাধিকার হয়ে উঠেছে, যা এই ক্ষেত্রটিকে দ্রুত বৃদ্ধি ও পরিবর্তনের পর্যায়ে নিয়ে এসেছে। একটি অনন্য বহুশাস্ত্রীয় ক্ষেত্র হওয়ায়, এর উন্নয়নের জন্য প্রয়োজনীয় দক্ষতাসম্পন্ন বিশেষজ্ঞ খুঁজে বের করাই হলো মূল চ্যালেঞ্জ। তবে, যখন পর্যাপ্ত বিশেষজ্ঞ থাকেন না, তখন এটি একটি উদ্ভাবনী শূন্যতা তৈরি করে; যেমন, গবেষণা ও উন্নয়ন (R&D) পর্যায়ে উৎপাদনযোগ্যতার জন্য নকশাকে (Design for manufacturability - DFM) অগ্রাধিকার দেওয়া, এবং পরবর্তীতে যখন সাশ্রয়ী পরিবর্তন আনার জন্য অনেক দেরি হয়ে যায়, তখন তা একটি উৎপাদনগত শূন্যতায় পরিণত হয়।
নবপ্রতিষ্ঠিত ইউনিভার্সিটি অ্যালায়েন্স ফর অ্যাপ্লায়েড হাইপারসনিক্স (ইউসিএএইচ)-এর মতো জোটগুলো এই ক্ষেত্রকে এগিয়ে নিয়ে যাওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় প্রতিভা বিকাশের একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিবেশ তৈরি করে। শিক্ষার্থীরা প্রযুক্তি উদ্ভাবন এবং গুরুত্বপূর্ণ হাইপারসনিক গবেষণাকে এগিয়ে নিতে বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষক ও শিল্পখাতের পেশাদারদের সাথে সরাসরি কাজ করতে পারে।
যদিও ইউসিএএইচ এবং অন্যান্য প্রতিরক্ষা কনসোর্টিয়ামগুলো সদস্যদের বিভিন্ন ধরনের প্রকৌশল কাজে অংশগ্রহণের অনুমোদন দিয়েছে, নকশা থেকে শুরু করে উপকরণ উন্নয়ন ও নির্বাচন এবং উৎপাদন কর্মশালা পর্যন্ত বিভিন্ন ক্ষেত্রে বৈচিত্র্যময় ও অভিজ্ঞ প্রতিভা গড়ে তোলার জন্য আরও কাজ করতে হবে।
এই ক্ষেত্রে আরও দীর্ঘস্থায়ী অবদান রাখার জন্য, বিশ্ববিদ্যালয় জোটকে অবশ্যই শিল্পক্ষেত্রের চাহিদার সাথে সামঞ্জস্য বিধান, সদস্যদের শিল্প-উপযোগী গবেষণায় সম্পৃক্ত করা এবং কর্মসূচিতে বিনিয়োগের মাধ্যমে কর্মশক্তি উন্নয়নকে অগ্রাধিকার দিতে হবে।
হাইপারসনিক প্রযুক্তিকে বৃহৎ পরিসরে উৎপাদনযোগ্য প্রকল্পে রূপান্তর করার ক্ষেত্রে, বিদ্যমান প্রকৌশল ও উৎপাদন খাতের শ্রম দক্ষতার ঘাটতিই সবচেয়ে বড় প্রতিবন্ধকতা। যদি প্রাথমিক গবেষণা এই যথার্থভাবেই ‘মৃত্যু উপত্যকা’—অর্থাৎ গবেষণা ও উন্নয়ন (R&D) এবং উৎপাদনের মধ্যবর্তী ব্যবধান—অতিক্রম করতে না পারে, এবং এর ফলে বহু উচ্চাভিলাষী প্রকল্প ব্যর্থ হয়েছে, তাহলে আমরা একটি প্রয়োগযোগ্য ও বাস্তবসম্মত সমাধান হারিয়ে ফেলি।
মার্কিন উৎপাদন শিল্প অতিসোনিক গতিকে আরও ত্বরান্বিত করতে পারে, কিন্তু পিছিয়ে পড়ার ঝুঁকি হলো এর সাথে তাল মিলিয়ে শ্রমশক্তির আকার বৃদ্ধি করা। তাই, এই পরিকল্পনাগুলো বাস্তবায়নের জন্য সরকার ও বিশ্ববিদ্যালয় উন্নয়ন কনসোর্টিয়ামগুলোকে উৎপাদকদের সাথে সহযোগিতা করতে হবে।
উৎপাদন কর্মশালা থেকে শুরু করে প্রকৌশল গবেষণাগার পর্যন্ত এই শিল্পে দক্ষতার ঘাটতি রয়েছে—হাইপারসনিক বাজারের প্রসারের সাথে সাথে এই ঘাটতি আরও বাড়বে। উদীয়মান প্রযুক্তির জন্য এই ক্ষেত্রে জ্ঞান প্রসারের লক্ষ্যে একটি উদীয়মান শ্রমশক্তির প্রয়োজন।
হাইপারসনিক কাজ বিভিন্ন উপকরণ ও কাঠামোর বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্র জুড়ে বিস্তৃত, এবং প্রতিটি ক্ষেত্রের নিজস্ব প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ রয়েছে। এগুলোর জন্য উচ্চ স্তরের পুঙ্খানুপুঙ্খ জ্ঞানের প্রয়োজন হয়, এবং প্রয়োজনীয় দক্ষতা না থাকলে তা উন্নয়ন ও উৎপাদনে বাধা সৃষ্টি করতে পারে। কাজটি চালিয়ে যাওয়ার জন্য যদি আমাদের পর্যাপ্ত জনবল না থাকে, তবে উচ্চ-গতির উৎপাদনের চাহিদা মেটানো অসম্ভব হয়ে পড়বে।
উদাহরণস্বরূপ, আমাদের এমন লোক প্রয়োজন যারা চূড়ান্ত পণ্যটি তৈরি করতে পারে। আধুনিক উৎপাদন ব্যবস্থার প্রসারে এবং উৎপাদনের ভূমিকায় আগ্রহী শিক্ষার্থীদের অন্তর্ভুক্তি নিশ্চিত করতে ইউসিএএইচ (UCAH) এবং অন্যান্য কনসোর্টিয়ামগুলো অপরিহার্য। আন্তঃবিভাগীয় ও নিবেদিত কর্মী উন্নয়ন প্রচেষ্টার মাধ্যমে, আগামী কয়েক বছরে এই শিল্প হাইপারসনিক ফ্লাইট পরিকল্পনায় প্রতিযোগিতামূলক সুবিধা বজায় রাখতে সক্ষম হবে।
ইউসিএএইচ প্রতিষ্ঠার মাধ্যমে প্রতিরক্ষা বিভাগ এই ক্ষেত্রে সক্ষমতা তৈরিতে আরও সুনির্দিষ্ট পন্থা অবলম্বনের একটি সুযোগ সৃষ্টি করছে। জোটের সকল সদস্যকে অবশ্যই শিক্ষার্থীদের বিশেষায়িত দক্ষতা প্রশিক্ষণের জন্য একযোগে কাজ করতে হবে, যাতে আমরা গবেষণার গতিধারা তৈরি ও বজায় রাখতে পারি এবং আমাদের দেশের প্রয়োজনীয় ফলাফল অর্জনের জন্য এটিকে প্রসারিত করতে পারি।
বর্তমানে বন্ধ হয়ে যাওয়া নাসা অ্যাডভান্সড কম্পোজিটস অ্যালায়েন্স একটি সফল জনশক্তি উন্নয়ন প্রচেষ্টার উদাহরণ। এর কার্যকারিতা হলো গবেষণা ও উন্নয়ন (R&D) কার্যক্রমকে শিল্পের স্বার্থের সাথে সমন্বয় করার ফল, যা উন্নয়ন ইকোসিস্টেম জুড়ে উদ্ভাবনকে প্রসারিত হতে সাহায্য করে। শিল্পক্ষেত্রের নেতৃবৃন্দ দুই থেকে চার বছর ধরে বিভিন্ন প্রকল্পে সরাসরি নাসা এবং বিশ্ববিদ্যালয়গুলোর সাথে কাজ করেছেন। সকল সদস্য পেশাগত জ্ঞান ও অভিজ্ঞতা অর্জন করেছেন, একটি অপ্রতিযোগিতামূলক পরিবেশে সহযোগিতা করতে শিখেছেন এবং ভবিষ্যতে শিল্পের প্রধান চালিকাশক্তি হিসেবে গড়ে তোলার জন্য কলেজ শিক্ষার্থীদের লালন-পালন করেছেন।
এই ধরনের কর্মশক্তি উন্নয়ন শিল্পখাতের ঘাটতি পূরণ করে এবং ক্ষুদ্র ব্যবসাগুলোকে দ্রুত উদ্ভাবন ও ক্ষেত্রটিকে বৈচিত্র্যময় করার সুযোগ প্রদান করে, যা আরও প্রবৃদ্ধি অর্জনে সহায়ক এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের জাতীয় নিরাপত্তা ও অর্থনৈতিক নিরাপত্তা উদ্যোগের জন্য সহায়ক।
ইউসিএএইচ (UCAH) সহ বিশ্ববিদ্যালয় জোটগুলো হাইপারসনিক ক্ষেত্র এবং প্রতিরক্ষা শিল্পে গুরুত্বপূর্ণ সম্পদ। যদিও তাদের গবেষণা উদীয়মান উদ্ভাবনকে উৎসাহিত করেছে, তাদের সবচেয়ে বড় মূল্য নিহিত রয়েছে আমাদের পরবর্তী প্রজন্মের কর্মশক্তিকে প্রশিক্ষণ দেওয়ার ক্ষমতায়। এই কনসোর্টিয়ামের এখন এই ধরনের পরিকল্পনায় বিনিয়োগকে অগ্রাধিকার দেওয়া প্রয়োজন। এর মাধ্যমে, তারা হাইপারসনিক উদ্ভাবনের দীর্ঘমেয়াদী সাফল্যকে উৎসাহিত করতে সাহায্য করতে পারে।
About the author: Kim Caldwell leads Spirit AeroSystems’ R&D program as a senior manager of portfolio strategy and collaborative R&D. In her role, Caldwell also manages relationships with defense and government organizations, universities, and original equipment manufacturers to further develop strategic initiatives to develop technologies that drive growth. You can contact her at kimberly.a.caldwell@spiritaero.com.
জটিল ও উচ্চ প্রকৌশলগত পণ্যের (যেমন বিমানের যন্ত্রাংশ) নির্মাতারা প্রতিবারই নিখুঁত হতে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ। এক্ষেত্রে কোনো ছাড়ের সুযোগ নেই।
যেহেতু বিমান উৎপাদন অত্যন্ত জটিল, তাই নির্মাতাদের অবশ্যই প্রতিটি ধাপে গভীর মনোযোগ দিয়ে গুণমান প্রক্রিয়াটি সতর্কতার সাথে পরিচালনা করতে হয়। এর জন্য নিয়ন্ত্রক বিধি-বিধান পূরণের পাশাপাশি পরিবর্তনশীল উৎপাদন, গুণমান, নিরাপত্তা এবং সরবরাহ শৃঙ্খল সংক্রান্ত বিষয়গুলো কীভাবে পরিচালনা ও তার সাথে খাপ খাইয়ে নিতে হয়, সে সম্পর্কে গভীর জ্ঞান থাকা প্রয়োজন।
যেহেতু উচ্চ-মানের পণ্য সরবরাহে অনেক বিষয় প্রভাব ফেলে, তাই জটিল এবং ঘন ঘন পরিবর্তনশীল উৎপাদন আদেশ পরিচালনা করা কঠিন। পরিদর্শন ও নকশা, উৎপাদন ও পরীক্ষার প্রতিটি ক্ষেত্রে গুণমান প্রক্রিয়াটি অবশ্যই গতিশীল হতে হবে। ইন্ডাস্ট্রি ৪.০ কৌশল এবং আধুনিক উৎপাদন সমাধানের কল্যাণে, এই গুণমান সংক্রান্ত চ্যালেঞ্জগুলো পরিচালনা ও অতিক্রম করা সহজতর হয়েছে।
বিমান উৎপাদনের ঐতিহ্যগত মনোযোগ সর্বদা উপকরণের উপরই ছিল। বেশিরভাগ গুণগত সমস্যার উৎস হতে পারে ভঙ্গুর ফাটল, ক্ষয়, ধাতব ক্লান্তি বা অন্যান্য কারণ। তবে, আজকের বিমান উৎপাদনে উন্নত, অত্যন্ত প্রকৌশলগত প্রযুক্তি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যা প্রতিরোধী উপকরণ ব্যবহার করে। পণ্য তৈরিতে অত্যন্ত বিশেষায়িত ও জটিল প্রক্রিয়া এবং ইলেকট্রনিক সিস্টেম ব্যবহার করা হয়। সাধারণ অপারেশনস ম্যানেজমেন্ট সফটওয়্যার সমাধানগুলো হয়তো আর অত্যন্ত জটিল সমস্যা সমাধান করতে সক্ষম নয়।
বৈশ্বিক সরবরাহ শৃঙ্খল থেকে আরও জটিল যন্ত্রাংশ ক্রয় করা যেতে পারে, তাই পুরো অ্যাসেম্বলি প্রক্রিয়া জুড়ে সেগুলোকে সমন্বিত করার বিষয়ে আরও বেশি বিবেচনা করতে হবে। অনিশ্চয়তা সরবরাহ শৃঙ্খলের দৃশ্যমানতা এবং গুণমান ব্যবস্থাপনার ক্ষেত্রে নতুন চ্যালেঞ্জ নিয়ে আসে। এত বিপুল সংখ্যক যন্ত্রাংশ এবং তৈরি পণ্যের গুণমান নিশ্চিত করার জন্য আরও উন্নত এবং সমন্বিত গুণমান পদ্ধতির প্রয়োজন।
ইন্ডাস্ট্রি ৪.০ হলো উৎপাদন শিল্পের উন্নয়ন, এবং কঠোর গুণগত মান পূরণের জন্য আরও উন্নত প্রযুক্তির প্রয়োজন। এর সহায়ক প্রযুক্তিগুলোর মধ্যে রয়েছে ইন্ডাস্ট্রিয়াল ইন্টারনেট অফ থিংস (IIoT), ডিজিটাল থ্রেড, অগমেন্টেড রিয়েলিটি (AR), এবং প্রেডিক্টিভ অ্যানালিটিক্স।
কোয়ালিটি ৪.০ হলো একটি ডেটা-চালিত উৎপাদন প্রক্রিয়ার মানোন্নয়ন পদ্ধতি, যা পণ্য, প্রক্রিয়া, পরিকল্পনা, সম্মতি এবং মানদণ্ডকে অন্তর্ভুক্ত করে। এটি প্রচলিত মানোন্নয়ন পদ্ধতিগুলোকে প্রতিস্থাপন না করে বরং সেগুলোর উপর ভিত্তি করে নির্মিত। এটি শিল্পক্ষেত্রে ব্যবহৃত পদ্ধতিগুলোর মতোই অনেক নতুন প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যার মধ্যে রয়েছে মেশিন লার্নিং, কানেক্টেড ডিভাইস, ক্লাউড কম্পিউটিং এবং ডিজিটাল টুইন। এর উদ্দেশ্য হলো প্রতিষ্ঠানের কর্মপ্রবাহকে রূপান্তরিত করা এবং পণ্য বা প্রক্রিয়ার সম্ভাব্য ত্রুটি দূর করা। আশা করা হচ্ছে, কোয়ালিটি ৪.০-এর আবির্ভাব ডেটার উপর নির্ভরতা বাড়িয়ে এবং সামগ্রিক পণ্য তৈরির পদ্ধতির অংশ হিসেবে মানের গভীরতর ব্যবহারের মাধ্যমে কর্মক্ষেত্রের সংস্কৃতিতে আরও পরিবর্তন আনবে।
কোয়ালিটি ৪.০ শুরু থেকে ডিজাইন পর্যায় পর্যন্ত পরিচালনগত এবং গুণমান নিশ্চিতকরণ (QA) সংক্রান্ত বিষয়গুলোকে একীভূত করে। এর মধ্যে পণ্যের ধারণা ও ডিজাইন করার পদ্ধতিও অন্তর্ভুক্ত। সাম্প্রতিক শিল্প সমীক্ষার ফলাফল ইঙ্গিত দেয় যে বেশিরভাগ বাজারে কোনো স্বয়ংক্রিয় ডিজাইন হস্তান্তর প্রক্রিয়া নেই। এই ম্যানুয়াল প্রক্রিয়াটি ভুলের সুযোগ রাখে, তা অভ্যন্তরীণ ভুল হোক বা সাপ্লাই চেইনকে ডিজাইন ও পরিবর্তনগুলো জানানোর ক্ষেত্রেই হোক।
ডিজাইনের পাশাপাশি, কোয়ালিটি ৪.০ অপচয় ও পুনঃকাজের প্রয়োজনীয়তা কমাতে এবং উৎপাদনের প্যারামিটারগুলো অপ্টিমাইজ করতে প্রক্রিয়া-কেন্দ্রিক মেশিন লার্নিং ব্যবহার করে। এছাড়াও, এটি ডেলিভারির পর পণ্যের কার্যকারিতা সংক্রান্ত সমস্যার সমাধান করে, অন-সাইট ফিডব্যাক ব্যবহার করে দূর থেকে পণ্যের সফটওয়্যার আপডেট করে, গ্রাহক সন্তুষ্টি বজায় রাখে এবং পরিশেষে পুনরায় ব্যবসা নিশ্চিত করে। এটি ইন্ডাস্ট্রি ৪.০-এর এক অবিচ্ছেদ্য অংশীদার হয়ে উঠছে।
তবে, গুণমান শুধুমাত্র নির্বাচিত উৎপাদন পর্যায়ের ক্ষেত্রেই প্রযোজ্য নয়। কোয়ালিটি ৪.০-এর অন্তর্ভুক্তিমূলক বৈশিষ্ট্য উৎপাদনকারী সংস্থাগুলোতে একটি ব্যাপক গুণমান-ভিত্তিক দৃষ্টিভঙ্গি স্থাপন করতে পারে, যা ডেটার রূপান্তরকারী শক্তিকে প্রাতিষ্ঠানিক চিন্তাভাবনার একটি অবিচ্ছেদ্য অংশ করে তোলে। প্রতিষ্ঠানের সকল স্তরে এর প্রতিপালন একটি সামগ্রিক গুণমান সংস্কৃতি গঠনে অবদান রাখে।
কোনো উৎপাদন প্রক্রিয়াই শতভাগ সময় নিখুঁতভাবে চলতে পারে না। পরিবর্তিত পরিস্থিতি এমন অপ্রত্যাশিত ঘটনার জন্ম দেয়, যার প্রতিকার প্রয়োজন হয়। গুণমান বিষয়ে যাদের অভিজ্ঞতা আছে, তারা বোঝেন যে এর মূল উদ্দেশ্যই হলো নিখুঁত হওয়ার দিকে এগিয়ে যাওয়া। যত দ্রুত সম্ভব সমস্যা শনাক্ত করার জন্য আপনি কীভাবে নিশ্চিত করবেন যে প্রক্রিয়ার মধ্যে গুণমান অন্তর্ভুক্ত রয়েছে? ত্রুটি খুঁজে পেলে আপনি কী করবেন? এই সমস্যার পেছনে কি কোনো বাহ্যিক কারণ রয়েছে? এই সমস্যাটি যাতে আবার না ঘটে, তার জন্য আপনি পরিদর্শন পরিকল্পনা বা পরীক্ষা পদ্ধতিতে কী পরিবর্তন আনতে পারেন?
এমন একটি মানসিকতা গড়ে তুলুন যে প্রতিটি উৎপাদন প্রক্রিয়ার সাথে একটি সম্পর্কিত ও সংশ্লিষ্ট গুণমান প্রক্রিয়া রয়েছে। এমন একটি ভবিষ্যতের কল্পনা করুন যেখানে একটি এক-এক সম্পর্ক বিদ্যমান এবং গুণমান ক্রমাগত পরিমাপ করা হয়। দৈবক্রমে যা-ই ঘটুক না কেন, নিখুঁত গুণমান অর্জন করা সম্ভব। সমস্যা ঘটার আগেই উন্নতির ক্ষেত্রগুলো চিহ্নিত করার জন্য প্রতিটি কর্মকেন্দ্র দৈনিক ভিত্তিতে সূচক এবং প্রধান কর্মক্ষমতা সূচক (KPI) পর্যালোচনা করে।
এই ক্লোজড-লুপ সিস্টেমে, প্রতিটি উৎপাদন প্রক্রিয়ার একটি গুণমান নির্দেশক থাকে, যা প্রক্রিয়াটি বন্ধ করতে, প্রক্রিয়াটি চালিয়ে যেতে দিতে, বা রিয়েল-টাইম সমন্বয় করতে ফিডব্যাক প্রদান করে। সিস্টেমটি ক্লান্তি বা মানবিক ত্রুটি দ্বারা প্রভাবিত হয় না। উচ্চতর গুণমান অর্জন, চক্রের সময় কমানো, এবং AS9100 মানদণ্ডের সাথে সঙ্গতি নিশ্চিত করার জন্য বিমান উৎপাদনের জন্য ডিজাইন করা একটি ক্লোজড-লুপ গুণমান ব্যবস্থা অপরিহার্য।
দশ বছর আগে, পণ্যের নকশা, বাজার গবেষণা, সরবরাহকারী, পণ্যের পরিষেবা বা গ্রাহক সন্তুষ্টিকে প্রভাবিত করে এমন অন্যান্য বিষয়ের উপর গুণমান নিশ্চিতকরণকে (QA) কেন্দ্রীভূত করার ধারণাটি অসম্ভব ছিল। পণ্যের নকশাকে একটি উচ্চতর কর্তৃপক্ষের কাজ বলে মনে করা হতো; আর গুণমান বলতে বোঝাতো সেই নকশাগুলোর ত্রুটিবিচ্যুতি নির্বিশেষে অ্যাসেম্বলি লাইনে সেগুলোকে কার্যকর করা।
আজ অনেক কোম্পানি ব্যবসা করার পদ্ধতি নিয়ে নতুন করে ভাবছে। ২০১৮ সালের স্থিতাবস্থা হয়তো আর সম্ভব নয়। আরও বেশি সংখ্যক উৎপাদক ক্রমশ আরও বেশি বুদ্ধিমান হয়ে উঠছে। আরও বেশি জ্ঞান উপলব্ধ হওয়ায়, প্রথমবারেই উচ্চতর দক্ষতা ও কার্যকারিতাসহ সঠিক পণ্যটি তৈরি করার জন্য উন্নততর বুদ্ধিমত্তা পাওয়া যাচ্ছে।