Overview of NASA/OAST efforts related to manufacturing technology

An overview of some of NASA's current efforts related to manufacturing technology and some possible directions for the future are presented. The topics discussed are: computer-aided design, composite structures, and turbine engine components

Where to next?: Logistics system – Pimensor

This study is based on a Portuguese SME that is Pimensor, a company based in Alentejo that produces agri-food products used in traditional Portuguese cuisine, it has the intention of developing a logistics and supply chain strategy in order to help the company expand to a new market, the objective is to provide a new insight and analysis of Pimensor, as well as, give suggestions, based on the analysis made, so that this company can expand without compromising the logistics and supply chain of the company and the services already existent. The strategy that is going to be used has to be appropriated and customized for the company and the possible new market since not all markets are the same, neither are the goals of the company to each market. This thesis has some limitations since it is a specific food related product with conditions and characteristics of its own. To research and analyze this topic, it was conducted a case study with data collected during the internship.Este estudo baseia-se numa PME portuguesa, Pimensor, uma empresa sediada no Alentejo que produz produtos agro-alimentares utilizados na cozinha tradicional portuguesa, tem como objetivo desenvolver uma estratégia de logística e de cadeia de abastecimento de forma a auxiliar a empresa a expandir para um novo mercado, o objetivo é fornecer uma nova visão e análise da Pimensor, bem como, dar sugestões, com base nas análises feitas, para que esta empresa possa expandir sem comprometer a logística e cadeia de abastecimento já existentes . A estratégia a ser utilizada deve ser adequada e customizada para a empresa e o possível novo mercado, pois nem todos os mercados são iguais, nem os objetivos da empresa para cada mercado. Esta tese apresenta algumas limitações por se tratar de um produto alimentar específico com condições e características próprias. Para pesquisar e analisar este tema, foi realizado um estudo de caso com dados provenientes de um estágio de nove meses na empresa

Influence of the grain size and phase content on the mechanical behaviour of magnesium alloys. Gravity casting and SPS manufactured

El interés por los materiales biodegradables ha aumentado significativamente en los últimos años. En el contexto de los implantes óseos y las endoprótesis vasculares (“stents”), el magnesio, biocompatible, destaca sobre el resto de materiales. Siendo el metal estructural más ligero, su resistencia específica es sobresaliente. Su densidad y propiedades mecánicas son parecidas a las del tejido óseo, por lo que se evita la aparición de osteoporosis proximal que se debe a la transferencia de cargas a través del implante por diferencia de rígidez. La baja resistencia a la corrosión del Mg provoca fallo mecánico prematuro en la prótesis e inflamación del tejido circundante debido a la acumulación de gases. Es necesario utilizar otros elementos biocompatibles a modo de aleantes para mejorar la resistencia a la corrosión y el comportamiento mecánico. El calcio, el manganeso y el estroncio son nutrientes esenciales que, incorporados en pequeñas cantidades, reducen el tamaño de grano y la velocidad de corrosión, aumentando la resistencia mecánica. Mediante cálculos termodinámicos se predijeron y determinaron las composiciones más favorables de las aleaciones. Se llevó a cabo el estudio de muestras fabricadas por colada en molde permanente a partir de los sistemas Mg-Ca-Mn, Mg-Sr-Mn y Mg-Ca-Sr-Mn con el objetivo de determinar su potencial como materiales biomédicos. La microestructura y las fases presentes fueron caracterizadas. Se correlacionaron los resultados obtenidos en ensayos de dureza y compresión con el tamaño de grano y la naturaleza y cantidad de fases. Se exploró una vía alternativa de producción mediante pulvimetalurgia. El sistema Mg-Ca-Mn fue escogido para esta tarea debido a las propiedades ventajosas del calcio. El proceso, consistente en una primera etapa de aleación mecánica para obtener un polvo de calidad seguida de sinterización por plasma pulsado, fue optimizado.The interest in biodegradable materials has significantly increased in recent years. In the context of bone implants and vascular stents, biocompatible magnesium stands out as a unique option. As the lightest structural metal, it has outstanding strength to weight ratio with density and mechanical properties close enough to those of bone tissue to avoid stress shielding. Poor corrosion resistance of Mg leads to premature mechanical failure of implants and inflammation of surrounding tissue due to hydrogen gas accumulation. Alloying using biocompatible elements is needed to improve corrosion and mechanical behaviour. Calcium, manganese and strontium are essential nutrients that, added in low quantities, induce grain refinement, corrosion resistance and strengthening of Mg. Thermodynamic calculations were used to predict and determine favourable alloy compositions. Gravity cast samples of Mg-Ca-Mn, Mg-Sr-Mn and Mg-Ca-Sr-Mn systems were studied to determine their potential as biomedical materials. Characterization of microstructure and phases was carried out. The mechanical data obtained from hardness and compression tests were linked to grain size and phase content and nature. Exploration of a powder metallurgy manufacturing route was performed. The Mg-Ca-Mn system was chosen for this task, owing to the beneficial properties of calcium. Mechanical alloying to produce quality powder was followed by spark plasma sintering. The process was optimized.Ingeniería Industria

A study of factors related to commercial space platform services

In the past four years, the issue of the commercial development of space has come to the forefront of the U. S. national space policy. Though the Administration, Congress and NASA have all shown strong support for encouraging the private sector to become more actively involved in the commercial utilization of space, the question remains whether they must do more to foster the creation and development of a viable U. S. commercial space industry. Marketing aspects, insurance and risk loss, tax related factors, space transportation, termination liability, institutional barriers, and procurement laws and regulations are discussed

R & D Activities and the Technology Game: A Dynamic Model of U.S.-JapanCompetition

This paper presents an international comparison of R&D activities in basic and applied research. The commonly-held view that Japan is not spending much on basic technology development cannot be empirically substantiated from the study of the historical trends. However, the fact that in the U.S.A. the largest proportion of industrial R&D expenditures is spent on the defense and aero-space related industries (60%) ,while Japan is spending the largest proportion (60%) on the chemical, electronics, communication and automobile industries, may indicate that in effect Japan emphasizes the development of applied technology.The second part of the paper is to show how two countries, one with heavy R&D activities in basic technology (the U.S.A.)and the other with heavy R&D activities in applied technology(Japan), can compete in the world market with their productivity differences in basic and applied fields. A simple model of differential game is presented to explain how Japan can increase the market share by utilizing both the informational and productivity efficiencies.

Process analysis and improvments for production of engineered wood structures in an engineer-to-order system

Augmenter la part de marché du bois dans la construction non résidentielle est un objectif important dans les pays où les produits forestiers et de bois d'ingénierie jouent un rôle fondamental. Afin de faciliter la production de structures en bois innovantes, il est nécessaire de mettre sur pied des procédures de réingénierie en termes d’analyse de marché et d’amélioration de la productivité. L'objectif principal de cette thèse est de faciliter la production de bois d'ingénierie (produits en lamellé-collé) destiné à être utilisé dans des structures en bois innovantes telles que les résilles en bois. Pour atteindre ce but, trois objectifs spécifiques sont définis. Le premier objectif est de déterminer les phases de production et les opportunités de marché pour la production de résilles en bois. À cet égard, une revue de la littérature académique et de la littérature grise a été réalisée, et vingt échantillons ont été identifiés et analysés à l'aide de diagrammes de processus et de catégorisations. Les résultats ont montré qu’une structure en résille de bois est utilisée dans l'industrie de la construction en Europe et qu'elle est moins connue en Amérique du Nord, ce qui offre une opportunité de marché pour sa production et sa construction. La catégorisation des échantillons étudiés dans les petites, moyennes et grandes structures et l'identification des acteurs pour chaque catégorie fournissent une vue d'ensemble pour les entreprises qui envisagent la production de cette structure. Le deuxième objectif de cette thèse est de fournir un modèle de simulation pour la production de bois lamellé-collé dans de petites usines et le processus d'application de techniques Lean pour apporter des améliorations. À cet égard, le système de production d’une entreprise québécoise a été analysé et un modèle de simulation créé. Afin d'éliminer chaque source de gaspillage, un outil Lean a été suggéré en fonction de la réalité du système à l’étude. Les résultats ont montré une amélioration notable du temps d’attente et de cycle suite à l’utilisation de techniques issues du Lean. Ils ont également contribué à souligner qu’une élimination du gaspillage limitée à 50% pouvait améliorer la considérablement la productivité pour les petites entreprises et s’avérer un premier pas important dans l’implantation du Lean. Le troisième objectif est de fournir un outil de planification et d'ordonnancement de la production dans un contexte de production multi-projets d’ingénierie sur commande (Engineer-to-Order) de bois lamellé-collé. À cet égard, des modèles d'optimisation ont été créés. Le premier modèle (modèle 1) concerne la minimisation du coût de production total, tandis que le modèle 2 vise la minimisation de la durée totale des projets. Le modèle 3 cherche plutôt à réduire le temps de mise en route sur la presse, le poste goulot du système de production considéré. Le modèle 4 intègre les trois objectifs de réduction des coûts, de durée et de temps de mise en route. Deux scénarios d’ajout de projets de grande et de moyenne envergure ont été conçus et testés. Le test des scénarios démontre qu'il y a une capacité suffisante pour l’ajout d’un projet de grande envergure ou de neuf projets de taille moyenne sans recourir à la sous-traitance. L'ajout d'un projet de grande envergure est plus sensible à la période d'insertion, pouvant exiger du temps supplémentaire selon la date de début du projet. Les travaux de cette thèse permettent donc de fournir des outils d'aide à la décision pour les entreprises œuvrant dans un milieu d'ingénierie sur commande afin d'améliorer leur productivité et la standardisation de leurs processus.Increasing the share of wood in non-residential construction is an important goal in countries with major forest and engineered wood products. In order to facilitate the production of innovative timber structures, procedures should be re-engineered in terms of market analysis and productivity improvement. The main objective of this thesis is to facilitate the production of engineered wood to be used in innovative wood structures such as timber gridshell. To achieve this goal, three specific objectives are defined. The first objective is to determine production phases and market opportunities for the production of timber gridshell. In this regard, a review of the academic and grey literature was conducted, and twenty samples were identified and analysed by making process charts and categorisations. The results showed that gridshell is used in the construction industry in Europe and is less recognised in North America, which provides a market opportunity for its production and construction. The categorisation of studied samples in small, medium and large structures provides an overview for the companies who consider the production of this structure. The second objective of this thesis is to provide a simulation model for the production of glued laminated timber in small factories and the process of applying lean techniques to make improvements. In this regard, the production system of a Small and medium-sized enterprise (SME) was analysed, and a simulation model was created. In order to eliminate each source of waste, a lean tool was suggested according to the reality of the system under investigation. The lean methods were applied in the simulation model to analyse the potential improvements. Results showed a noticeable improvement in waiting and cycle time. It also showed that applying even 50% elimination of the wastes is also a considerable solution to improve productivity as a beginning step for SMEs. The third objective is to provide a production planning and scheduling tool in the context of multi-project engineer-to-order production of glued laminated timber. In this regard, optimisation models were created. The first model (model 1) concerns the minimisation of total production cost while model 2 aims to minimise projects’ makespan. Model 3 introduces the set-up time reduction and model 4 integrates the three objectives of minimising cost, makespan and set-up time. Two scenarios of adding complex and medium projects were designed and tested. Testing the scenarios showed that there is enough capacity for adding one complex project or nine medium projects without the need to outsource. Adding a complex project is more sensitive to the insertion period and beginning the project in different weeks leads to different results in terms of the overtime requirement. As a result, the work of this thesis provides decision support tools for engineer-to-order environments which could help SMEs to improve their productivity and standardisation.Résumé en espagno

Process analysis and improvments for production of engineered wood structures in an engineer-to-order system

Augmenter la part de marché du bois dans la construction non résidentielle est un objectif important dans les pays où les produits forestiers et de bois d'ingénierie jouent un rôle fondamental. Afin de faciliter la production de structures en bois innovantes, il est nécessaire de mettre sur pied des procédures de réingénierie en termes d’analyse de marché et d’amélioration de la productivité. L'objectif principal de cette thèse est de faciliter la production de bois d'ingénierie (produits en lamellé-collé) destiné à être utilisé dans des structures en bois innovantes telles que les résilles en bois. Pour atteindre ce but, trois objectifs spécifiques sont définis. Le premier objectif est de déterminer les phases de production et les opportunités de marché pour la production de résilles en bois. À cet égard, une revue de la littérature académique et de la littérature grise a été réalisée, et vingt échantillons ont été identifiés et analysés à l'aide de diagrammes de processus et de catégorisations. Les résultats ont montré qu’une structure en résille de bois est utilisée dans l'industrie de la construction en Europe et qu'elle est moins connue en Amérique du Nord, ce qui offre une opportunité de marché pour sa production et sa construction. La catégorisation des échantillons étudiés dans les petites, moyennes et grandes structures et l'identification des acteurs pour chaque catégorie fournissent une vue d'ensemble pour les entreprises qui envisagent la production de cette structure. Le deuxième objectif de cette thèse est de fournir un modèle de simulation pour la production de bois lamellé-collé dans de petites usines et le processus d'application de techniques Lean pour apporter des améliorations. À cet égard, le système de production d’une entreprise québécoise a été analysé et un modèle de simulation créé. Afin d'éliminer chaque source de gaspillage, un outil Lean a été suggéré en fonction de la réalité du système à l’étude. Les résultats ont montré une amélioration notable du temps d’attente et de cycle suite à l’utilisation de techniques issues du Lean. Ils ont également contribué à souligner qu’une élimination du gaspillage limitée à 50% pouvait améliorer la considérablement la productivité pour les petites entreprises et s’avérer un premier pas important dans l’implantation du Lean. Le troisième objectif est de fournir un outil de planification et d'ordonnancement de la production dans un contexte de production multi-projets d’ingénierie sur commande (Engineer-to-Order) de bois lamellé-collé. À cet égard, des modèles d'optimisation ont été créés. Le premier modèle (modèle 1) concerne la minimisation du coût de production total, tandis que le modèle 2 vise la minimisation de la durée totale des projets. Le modèle 3 cherche plutôt à réduire le temps de mise en route sur la presse, le poste goulot du système de production considéré. Le modèle 4 intègre les trois objectifs de réduction des coûts, de durée et de temps de mise en route. Deux scénarios d’ajout de projets de grande et de moyenne envergure ont été conçus et testés. Le test des scénarios démontre qu'il y a une capacité suffisante pour l’ajout d’un projet de grande envergure ou de neuf projets de taille moyenne sans recourir à la sous-traitance. L'ajout d'un projet de grande envergure est plus sensible à la période d'insertion, pouvant exiger du temps supplémentaire selon la date de début du projet. Les travaux de cette thèse permettent donc de fournir des outils d'aide à la décision pour les entreprises œuvrant dans un milieu d'ingénierie sur commande afin d'améliorer leur productivité et la standardisation de leurs processus.Increasing the share of wood in non-residential construction is an important goal in countries with major forest and engineered wood products. In order to facilitate the production of innovative timber structures, procedures should be re-engineered in terms of market analysis and productivity improvement. The main objective of this thesis is to facilitate the production of engineered wood to be used in innovative wood structures such as timber gridshell. To achieve this goal, three specific objectives are defined. The first objective is to determine production phases and market opportunities for the production of timber gridshell. In this regard, a review of the academic and grey literature was conducted, and twenty samples were identified and analysed by making process charts and categorisations. The results showed that gridshell is used in the construction industry in Europe and is less recognised in North America, which provides a market opportunity for its production and construction. The categorisation of studied samples in small, medium and large structures provides an overview for the companies who consider the production of this structure. The second objective of this thesis is to provide a simulation model for the production of glued laminated timber in small factories and the process of applying lean techniques to make improvements. In this regard, the production system of a Small and medium-sized enterprise (SME) was analysed, and a simulation model was created. In order to eliminate each source of waste, a lean tool was suggested according to the reality of the system under investigation. The lean methods were applied in the simulation model to analyse the potential improvements. Results showed a noticeable improvement in waiting and cycle time. It also showed that applying even 50% elimination of the wastes is also a considerable solution to improve productivity as a beginning step for SMEs. The third objective is to provide a production planning and scheduling tool in the context of multi-project engineer-to-order production of glued laminated timber. In this regard, optimisation models were created. The first model (model 1) concerns the minimisation of total production cost while model 2 aims to minimise projects’ makespan. Model 3 introduces the set-up time reduction and model 4 integrates the three objectives of minimising cost, makespan and set-up time. Two scenarios of adding complex and medium projects were designed and tested. Testing the scenarios showed that there is enough capacity for adding one complex project or nine medium projects without the need to outsource. Adding a complex project is more sensitive to the insertion period and beginning the project in different weeks leads to different results in terms of the overtime requirement. As a result, the work of this thesis provides decision support tools for engineer-to-order environments which could help SMEs to improve their productivity and standardisation

Cyanide analysis in wastewater

The purpose of this project was to look at and determine the methods that would best prevent the occurrence of false readings durring testing and analysis of cyanide in wastewater. This project was designed to help those wastewater treatment plants in the Santa Ana Watershed who are in the process of developing a uniform method that minimizes or eliminates interferences currently found. Eastern Municipal District, Inland Empire Utilities agency, Orange County Water District, San Bernardino Valley Municipal, Water District, and Western Municipal Water District all are members of the Santa Ana Watershed Project Authority (SAWPA)