SpaceXのアジャイル手法の活用 (機械翻訳)

DeepL.com機械翻訳したものです。原文は以下。

cliffberg.medium.com

SpaceXアジャイル手法の活用 クリフバーグ 2019年12月10日 - 読了まで11分

宇宙技術産業は、過去40年間、同じデザインを何度も何度も作り直すというループから抜け出せなくなっています。このことは、ボーイング社が開発した「現代的な」宇宙船「スターライナー」という馬鹿げた名前のバージョンを見ればわかります。これは、1960年代のアポロロケットのコマンドモジュールにそっくりな、ただの宇宙カプセルです。こちらがその両方で、左が「スターライナー」、右が1960年代のアポロのコマンドモジュールです。

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アポロ司令部が設計されてから50年以上が経過した。果たして「スターライナー」は最高のものになるのだろうか?

一方で、SpaceXが取り組んでいるのがこちら。

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「スターライナー」の元請けであるNASAボーイングは、私たちに「スターライナー」は驚くべき飛躍だと思わせたいようだが、残念ながら、本質的には生命維持装置を備えたブリキ缶なのだ。確かにミッションアボートシステムを搭載していますし、熱シールドは10回まで再利用できますが、ただのブリキ缶にすぎません。

NASAはまた、別の同様のブリキ缶、オリオン(60億ドルのコストで)の開発を請け負っています - そうすれば、スペースシャトルの引退以来、我々はさらに2つのブリキ缶のために支払ったことになります - 実際には3つ、彼らは同様に1つを作成するためにSpaceXを支払っているので、実際に。

錫缶は非常に革命的であるので、より良い3つを持っている - 何が起こるかもしれないことを言っていない! しかし、航空宇宙産業の請負業者は、物事は彼らがあるべき姿のままであると考えています:グレービートレインは、莫大なコストで低リスクのマシンをたくさん作成し、うまく流れています。ここでは限界を押すことはありません。

ブリキ缶からスペースシャトルへ、そしてブリキ缶へと逆戻りしているように思えます。

「スターライナー」をどこかに飛ばすために、1960年代のアポロ・サターンV型ロケットにそっくりな新しい「スペース・ローンチ・システム」(SLS)があります。左がSLS、右がアポロサターンV型ロケット。

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どちらも月や火星に船を送るのに十分なペイロード容量を持つように設計されています。

SLSの各打ち上げには20億ドルの費用がかかると言われています。

それは私には、長く定着した航空宇宙産業の請負業者を含む既存の政府出資の宇宙探査エコシステムは、本当に何か新しいことをしたいとは思っていないように見えます - 彼らはただ、同じ古いものを再発明し続けたいと思っている、彼らにお金を流し続けるために、最小限のリスクで。

そして今、SpaceXは彼らのために物事を台無しにしてしまいました。今までやったことのないことに挑戦しなければなりません。突然、誰もが、着陸して再利用できるロケットの話をするようになり、突然、月に戻って火星に行くという話が出てきました。他の国でも、誰もが取り残されたくないという思いから、自国の計画を再燃させています。

最近できたばかりの小さなスタートアップだった民間企業が、どのようにしてこれらのことができるのでしょうか?その小さなスタートアップは、どのようにしてゼロから独自のロケットを構築し、以前は国家だけができることをすることに卒業し(または、私達が言われたように)、航空宇宙産業全体の犬の尾を引くようになったのでしょうか? そして、もはやそれほど小さくないその会社は、どのようにして、確立された宇宙技術の請負業者によって主張されるコストのほんの一部のために物事を行うのでしょうか?

アジャイル + リーダーシップ

SpaceXのリーダーであるエロン・ムスクは、ソフトウェアの構築を始めた。彼はその業界で得たアイデアを自分の会社に持ち込んでいます。

SpaceXアジャイルな会社です。それが、彼らが物事をより速く、より安く、より良いものにできる理由の1つです。そして重要なことに、彼らはアジャイルのアイデアを思慮深く適用している - 無心に従うべき方法論としてではなく、彼らを鼓舞するアイデアのセットとして。しかし、SpaceXの成功のもう一つの重要な理由は、すべての製品に深く関わっている先見の明のある人物が舵を取っていることであり、同時に、人々から最大限の利益を得るリーダーシップの形を実行していることである。まずはアジャイルの次元を見てみよう。

設計から納品までのパイプラインへの投資

SpaceX社は、シミュレーションによる設計と検証のプロセスを自動化し、自動化によって製造した機械を納入するために多大な努力をしてきました。彼らはCATIAのような従来のコンピュータ支援設計(CAD)ツールを使用していますが、エンドツーエンドの3Dモデリングシステムにも投資しており、そこからアセンブリ全体を表示してシミュレーションし、部品を自動的に印刷することができます。重要なのは、複雑なアセンブリを扱う場合でもソフトウェアが高速であることで、エンジニアが待つ必要がないため、迅速な反復設計アプローチが可能になるということです。

Elon Musk氏が言うように、「頭の中で考えたコンセプトを3Dオブジェクトに変換して、本当に直感的に...印刷するだけで現実のものにすることができる」のです。

これはシステム思考であり、DevOpsの中核となる原則であり、リーダーシップである。Musk氏は、エンジニアに権限を与え、設計からテストまでを可能な限り迅速かつ容易に行えるようにする方法を考えています。

もちろん、部品はチタンやインコネルのような非常に高価な材料で作られていることが多いので、「印刷」するタイミングについては判断が必要です。

完璧は善の敵

設計から「印刷」に至るまでの能力は非常に重要です。SpaceX社では、設計とシミュレーションが非常に重要ですが、設計を完成させてから試すということはしません。設計し、シミュレーションを行いますが、それだけではなく、頻繁に組み立ててテストを行います。何かを作って失敗に追い込むことで、100回のシミュレーションで学ぶよりも多くのことを学ぶことができると感じています。

彼らはこれを「ハードウェアリッチ」なアプローチと呼んでいる。これは、アジャイル・コミュニティが「フェイル・ファスト」アプローチと呼ぶものだ。設計に何ヶ月も何年もかけて、1つの完璧なプロトタイプを慎重に構築するのではなく、多くのプロトタイプを構築し、無数の方法でそれらをすべてテストするのです。たとえば、彼らの新しいラプターロケットエンジンは、燃料が豊富なものと酸素が豊富なものの2つの予備燃焼室を備えた、現存するロケットエンジンの中で最も先進的なものです。SpaceX社は洗練された設計を成功させてきました。それは、何かを作る前に何年もかけて完璧にしようとするのではなく、最高の設計をしてから試してみて、それが爆発するところで限界まで追い込み、何が起こるかをすべて測定してから、設計図に戻って何度も何度も何度も試してきたからです。

彼らは、各バージョンを完璧にしようとすることに永遠に時間を費やすことはありません。その代わりに、彼らは設計の言うとおりのものを迅速に、そしてあまり慎重にならずに構築していきます。たとえ不完全な部分があったとしても、テストスタンドに届くようにしたいと考えているのです。

設計からテストまでの迅速なパイプライン

デザインが常に変化する部品の製造コストを削減するために、3Dプリントを採用しています。これにより、新しい金型を製作する必要がなく、文字通り新しいデザインを印刷するだけでデザインを進化させることができます。これは、アジャイルアプローチの中核となる開発の「赤緑」サイクルを可能にするので、非常に重要です。これにより、デザインを迅速に進化させることができます。試してみる前にデザインが完璧になるのを待つのではなく、何度も試してみて、それぞれの試行の結果、つまりそれぞれのテストは、事前に分析によって完璧にしようとした場合よりもはるかに早くデザインを完璧に収束させるのに役立ちます。

このプロセスの結果の1つは、デザインが常に変化しているということです。そのため、SpaceX社の誰かに現在のデザインについて質問しても、1ヶ月後の答えと今日の答えは異なるかもしれません。これは部外者にはカオスに見えるかもしれませんが、進化的でアジャイルな設計プロセスの自然な特徴です。

例えば、SpaceXは火星探査機の設計を完全に変更しました。最初は、火星にクルーカプセルを運ぶためにファルコンヘビーを使用するという意図から始まりました。(おかしな名前であることは認めざるを得ませんが、カプセルを「スターライナー」と呼ぶよりはおかしな名前ではありません)。スターシップの初期の設計は炭素繊維のシェルをベースにしていましたが、最近になってステンレススチールを使用するように変更され、変更からわずか数ヶ月後にSpaceXは最初のプロトタイプの試験機を製造しました。

従来の方法では、このような大規模な設計変更は、完全に動作することが期待されるプロトタイプを作る前に、新しい設計を慎重にシミュレーションして検証しなければならないため、プログラムを何年も遅らせてしまうことになります。対照的に、SpaceXはプロトタイプが完璧に動作することを期待していません。彼らが作ったスターシップのプロトタイプは、テスト中に破壊されてしまいましたが、SpaceX社が主張するように、プロトタイプは設計をテストし、限界に挑戦するために作られたものです。彼らは現在、さらに多くのプロトタイプを建設中で、事前のテストで学んだ教訓を生かして設計を変更しています。

限界まで再利用

機器、方法、アイデアの再利用は、ムスクのアプローチの核心です。SpaceXの乗り物を再利用可能なものにすることは、早くから彼の目標でした。その結果、SpaceXは再利用可能な軌道クラスのロケットを最初に製造し、彼らの火星探査機(スターシップ)も再利用可能なものにすることになった。実際、これは彼らが月面ミッションに使用するのと同じ乗り物であり、人工衛星を打ち上げるための彼らの現在のファルコンの乗り物に取って代わるものであり、ミッションの種類ごとに全く異なる乗り物を設計してテストする必要性を回避することができる。

イデアは再利用される。最近発表されたテスラのトラック--「サイバートラック」--が、スレッジハンマーにさえ耐えられる厚手のステンレス鋼で作られているのは皮肉なものだ。それは重いかもしれないように聞こえるが、デザインのための華麗なブレークスルーは、車両の外皮もその構造であることです: それはほとんどのトラックとして別の内部フレームを持っていません。彼らはこの車両の「外骨格」と呼んでいます。ムスクはテスラとスペースXの両方を所有しているため、このサイバートラックにステンレス鋼を使用するというアイデアは、スペースXがスターシップの車体にステンレス鋼を使用した経験から来ているのではないかと思わずにはいられません。

SpaceXの新しいものを作る際のアプローチは、問題を一連の小さな問題に分解し、個別に解決していくことです。例えば、スターシップは、他のスターシップと軌道上でドッキングして燃料を移動できるようにする必要があります。その方法を突き詰めるために、SpaceXはNASAと契約を結び、その技術を開発している。NASAもその方法を学びたいと思っているので、win-winです。

アジャイルなレンズを通して見ると、解決された問題の一つ一つは、「市場性のある最低限の機能」であり、将来の多くの製品で使用したり再利用したりすることができます。

SpaceXはこのアプローチを発明したのではない。NASAは月に行くためにそれを使った。NASAは月ロケットを作ることから始めたわけではありません。彼らは、軌道に乗って確実に戻ってくる方法を学ぶために、マーキュリー計画から始めました。その後、ジェミニ計画に移行し、宇宙空間でのドッキングと宇宙遊泳を行う能力を完成させました。次はアポロ計画です。SpaceXが行ったことは、このアプローチを体系化し、自分たちが作るすべてのシステムに適用することです。

新しい方法を開発するときには、それを実現するための方法が1つだけではないように見えることがあります。SpaceX社では、両方のアプローチを試すこともあり、それぞれのアプローチのためにチームを作り、それぞれがどのようにうまくいくかを見ています。これは競争ではなく、学習の旅なのです。

リーダーシップ

リーダーシップを持つことは、大きなことを達成するために不可欠である。私の記事「Agile at Scale Requires a Special Kind of Leadership」と「Scrum is Very Confused About Leadership」で説明したように、アジャイルコミュニティには、リーダーシップのための良いモデルがありません。リーダーシップとは、SpaceXを今のものにしたものであり、Appleを今のものにしたものであり、Amazonを今のものにしたものである。本当に素晴らしいことを成し遂げた組織を見るときはいつでも、その背後には素晴らしいリーダーシップがある。

SpaceXの内部で何が起こっているのかを知るのは難しいのですが、私は、ある技術的な問題について技術スタッフとディスカッションを行っているエロン・ムスクのビデオを見ることができました。私が印象的だったのは、彼が部屋の中を歩き回って質問をしていたことです。どうすれば解決できるのか?それはうまくいくのか?なぜなのか、なぜそうしないのか?

それは、最高のアイデアが勝つソクラテス的なプロセスを思い起こさせました。それは知的なものでした。それは目標に向かっていた。自己中心的ではなかった。

これは意外かもしれない。例えば、テスラがモデル3の生産に苦労していた時、ムスクは工場で1ヶ月間寝食を共にしたと言われている。ムスクが誰かに怒鳴りつけて、その場で解雇したという逸話もWiredで報じられている。それは私には恐怖に基づくリーダーシップのように聞こえた - 刺激的なリーダーシップではない。

しかし、人はさまざまな状況で異なる行動をとることができる。私はかつて、リーダーシップに関する複数の本の著者であるリチャード・バレット氏に、悪名高いスティーブ・ジョブズ氏のような有毒な行動をとるリーダーを持つApple社のような組織が繁栄することができるように見える理由を尋ねたことがある。バレット氏の答えは、それらのリーダーは組織を繁栄させる他の資質を持っていると彼は考えているということであり、人々は何か偉大なものの一部になりたいので、毒性のある行動を我慢しているということです。

つまり、バレットによると、有毒なリーダーがいてもとにかく成功する組織は、有毒なリーダーのせいで成功するのではなく、有毒なリーダーにもかかわらず成功するのであって、リーダーがより重要な他の能力を持っている場合にのみ成功するのだという。

いずれにしても、ムスクができそうなこと--私がビデオの中で目撃したこと--は、複雑な問題を専門家のグループに話してもらうことだった。最先端のものを作っている会社にとって、それは非常に価値のあるスキルであり、おそらく最も価値のあるスキルだと思います。

チーフプロダクトオーナー

エロン・ムスクは SpaceX の CEO ですが、 SpaceX の説明文には "地球軌道を超えたミッションのための先進的なロケットや宇宙船の開発・製造を統括している "と書かれています。

同社の重要人物は、グウィン・ショットウェル氏だ。彼女は社長兼最高執行責任者(COO)として会社を経営していますが、顧客関係、特にNASAや衛星の顧客との関係にも深く関わっています。彼女は、これらの顧客の製品の最高責任者であると言っても過言ではありません。しかし、会社の長期的なビジョンでは、ムスクは製品のオーナーです。火星に行くというビジョンは彼のものです。

ムスクは自分自身をチーフ・ロケット・エンジニアと表現している。彼は、財務予測や市場の業績数字を見ることに時間を費やしている CEO ではありません。その代わり、彼は製品と会社のミッションに集中している。彼は、自分の時間の80%を「エンジニアリングをすること」に費やしていると主張している。

しかし、 SpaceX は当時 TRW で働いていたロケットエンジニアのトム・ミューラーと共同で設立された。ムスクは SpaceX のロケットの設計を専門家であるミューラーに任せることもできたが、その代わりにムスクはミューラーからできる限りのことを学んだ。ミューラー氏は、SpaceX社のマーリンロケットエンジン(現在のすべての乗り物に動力を供給するエンジン)の設計を主導し、ドラゴンカプセルの乗組員脱出システムに使用されるドラコスラスタの設計も主導した。しかし、ムスクはミューラーにすべてを任せるのではなく、彼らの製品技術のすべての決定に深く関わり続け、今日では彼自身を「ロケットエンジニア」と呼び、実際の肩書きは「CEO兼チーフデザイナー」となっています。

これ以上のアジャイルなプロダクトオーナーはいないでしょう。ムスク氏は、SpaceXのビジョンを定義しています。「人類を宇宙に飛び立つ種族にする」ということですが、彼は、すべてのレベルで製品に責任を持っています。彼は、技術的な問題を自分の権限外のものとして扱わない。製品と、それがどのように設計され、テストされ、製造されるのか、すべてが彼の関心事です。彼には専門家がいますが、製品が何をするのか、どのように機能するのか、そして製品を生産する生態系全体について、できる限りのことを知りたいと考えています。