مهندسی معکوس

[MTHAMID2]

بي‌شك شناخت محصول و درك عوامل موثر در مشخصه‌هاي آن ، اولين پيش‌نياز
بهبود كيفيت و نوآوري است كه لازمه آن درك مهندسي از مباني عملكردي
قطعه است .
فرايند بازخواني يك بخش‎‎‎‏ ، زير مجموعه يا كالا بدون كمك طرحها و
اسناد و مدلهاي كامپيوتري آنان را مهندسي معكوس مي‌ناميم . مهندسي
معكوس براي بازيابي و تشخيص اجزاي متشكله يك محصول ، بويژه در صورت عدم
دسترسي به طراحي اوليه كاربرد داشته و براي نگهداري ، گسترش و توسعهامكانات موجود و مهندسي مجدد مورداستفاده قرار مي‌گيرد .

اين روش ، روش پذيرفته‌شده‌اي براي كشورهاي در حال توسعه بشمار مي‌رود
. در اين فرايند ابتدا ميزان كمبود اطلاعات فني براي پشتيباني از توليد
يك محصول معين مي‌شود ؛ سپس با انجام يك كار تيمي منسجم ، متشكل از
متخصصان و محققان رشته‌هاي مختلف علوم پايه به همراه مديريت و
سازماندهي مناسب تشكيلات تحقيقاتي و توسعه‌اي (R&D) سعي مي‌شود مدارك و
نقشه‌هاي خاص طراحي محصول به دست آيد ؛ با درنظر گرفتن مشخصات ، هدف و
شرايط طراحي محصول ، استانداردهاي ملي و رايج و همچنين پوشش دادن نقاط
مجهول و ناشناخته سعي مي‌شود مراحل نمونه‌سازي و نيمه‌صنعتي و در صورت
لزوم ساخت و توليد محصول ، انجام گردد .
براي مثال هنگاميكه يك خودرو به بازار مي‏آيد رقيبان آن شركت توليدي ،
مدلي از خودرو را تهيه كرده و آن را جداسازي ميكنند (Disassembling) تا
طرز كار و چگونگي ساخت آن را ببينند و از تكنيكهاي آن در توليدات خود
استفاده كنند ؛ يا در مهندسي راه و ساختمان از طرح پلها و ساختمانهاي
قديمي كه هنوز پابرجا باقي مانده‏اند كپي گرفته مي‌شود و در مورد
چگونگي ساخت آنها ، مواد اوليه استفاده شده و علل سالم ماندن آن تحقيق
مي‌شود تا در طرحهاي خود براي استحكام بيشتر استفاده كنند .
در بعضي موارد طراحان ، شكلي از ايده‏هايشان را با استفاده از گچ ،
سفال و ... نشان مي‌دهند (ساخت ماكت) كه نيازي به اندازه‏گيري دقيق
ندارد ؛ اين در حاليست كه مدل كامپيوتري (CAD) نياز به اندازه‏گيري
دقيق قسمتهاي مختلف دارد و تا زماني كه اين اندازه‏ها دقيق نباشند وارد
كردن آن در CAD بسيار دشوار و حتي ناممكن است ؛ زيرا هيچ تضميني وجود
ندارد كه مدل ارائه شده در CAD و مدلهاي ساخته شده بعدي با مدل اوليه
مطابقت داشته باشند . مهندسي معكوس راه حلي براي اين مشكل دارد :
از نطر مهندسي معكوس در اين حالت مدل فيزيكي يك منبع اطلاعاتي مناسب
براي مدل CAD است . در اين حالت با استفاده از ابعاد سه‌بعدي و
اسكنرهاي ليزري و سطح‏نگارها با در نظر گرفتن ابعاد فيزيكي‌ ، جنس ماده
تشكيل دهنده و ديگر جنبه‏ها يك مدل و الگوي پارامتري بدست مي‏آيد ؛
سپس اين مدل به CAD فرستاده مي‌شود و تغييرات نهايي روي آن انجام
مي‌شود و سپس به دستگاه‏هاي برش و توليد (CAM) فرستاده مي‌شود كه CAM
اين قسمت فيزيكي را توليد مي‌نمايد .
پس مي‌توان گفت كه مهندسي معكوس با كالا آغاز مي‌شود و به فرايند طراحي
مي‌رسد و اين دقيقا مخالف مسير روش توليد (Product Definition
Statement = PDS) است و به همين علت آن را مهندسي معكوس ناميده‏اند .
به وسيله اين روش بيشترين اطلاعات ممكن درباره‏ ايده‏هاي مختلف طراحي
كه براي توليد يك كالا استفاده مي‌شود بدست مي‏آيد . بدين وسيله هم
مي‌توان كالا را دوباره توليد كرد و هم مي‌توان از ايده‏هاي مفيد آن
براي توليد كالايي جديد بهره برد . همين امر باعث شده كه مهندسي معكوس
به يكي از شاخه‏هاي مهم مهندسي تبديل گردد و همواره نگاهها به سوي
توليدات وارد شده به بازار جلب شود .
در گام آتي از مزايا و دستاوردهاي مهندسي معكوس سخن خواهيم گفت ...
در بيان مزايا و دستاوردهاي مهندسي معكوس به چه مواردي مي‌توان اشاره
نمود ؟


مهندسي معكوس يكي از روشهاي دسترسي به دانش فني است . لازمه اجراي اين
روش وجود نمونه‌هايي از محصول است كه مبناي كار تحقيقات قرار مي‌گيرد ؛
در اين روش براي دستيابي به دانش فني به برون‌فكني اطلاعات فني از طريق
تجزيه محصول متوسل مي‌شويم كه اصطلاحا كشف كردن دانش فني ناميده مي‌شود
. در اين فرايند كارشناسان مربوطه ، مشخصات ، هدف و شرايط طراحي محصول
را درنظر گرفته و سعي در ساخت و توليد محصول طبق استانداردهاي ملي و
رايج خود دارند و نقاط مجهول و ناشناخته مساله را نيز با درايت و
بررسيهاي كارشناسي و تحقيقاتي پوشش مي‌دهند ، بدون اينكه از ابتدا
درگير جزئيات فني و طراحي محصول شده باشند . شايد بتوان از مهندسي
معكوس به عنوان كپي‌برداري آگاهانه از يك محصول نام برد ،‌ روشي كه
عده‌اي از كشورهاي شرق آسيا و نيز تعدادي از كشورهاي اروپايي بعد از
جنگ جهاني دوم عملا پياده كردند و در حال حاضر جزء كشورهاي پيشرفته و
صنعتي محسوب مي شوند .
مزايا و دستاوردهاي مهندسي معكوس را مي‌توان در موارد ذيل خلاصه نمود :
1 - ايجاد توانايي و تقويت تكنيكي - فناوري ساخت از طريق شناخت و درك
كامل محصول (اخذ دانش فني محصول) و بوجود آوردن اعتمادبه‌نفس در
مهندسان و كارشناسان صنعت در مواجهه با صنايع و فن‌آوري‌هاي وارداتي .
2 - امكان طراحي يك محصول بهنگام ، در سطح استانداردهاي جهاني با كشف
راههاي جديد بهبود و توسعه محصول در جهت ارضاي نيازهاي مشتري همانند
عملكرد بهتر ، افزودن ويژگيهاي مطلوب و رفع نواقص محصول ؛ همچنين ارضاي
نيازهاي بازار مثل تغيير فناوري يا بهبود آن و كاهش هزينه .
3 - ايجاد توان بالقوه جهت جذب ، به هنگام انتقال فناوري‌هاي پيشرفته
در عرصه جهاني .
4 - تربيت نيروي متخصص موردنياز در صنايع استراتژيك .
5 - بوجود آوردن قدمهاي سيستماتيك براي كمك به درك و مستندسازي طراحي و
فرايند طراحي .
6 - امكان الگوبرداري رقابتي در جهت درك محصولات رقبا و توسعه بهتر
محصولات خود .
7 - امكان انجام مهندسي مجدد با استفاده از دانش فني اخذ شده بوسيله
مهندسي معكوس .
مهندسي معكوس در زمينه‌هاي مختلف سخت‌افزاري و نرم‌افزاري از جمله براي
غلبه بر عيبها يا گسترش تواناييهاي دستگاههاي موجود ، تهيه قطعات يدكي
و ايجاد مراكز تعمير و نگهداري دستگاههاي پيشرفته ، به عنوان ابزاري
براي يادگيري ، ابزاري براي ساختن محصولات جديد و سازگار كه از محصولات
موجود در بازار ارزانتر باشند ، ابزاري براي رقابت ، براي بالا بردن
كارايي نرم‌افزارها مورداستفاده قرار مي‌گيرد و در حيطه‌هاي سخت‌افزار
و نرم‌افزار رايانه‌اي نيز اهميت ويژه‌اي دارد .
با متدولوژي مهندسي معكوس آشناتر شويم !

مهندسي معكوس يكي از روشهاييست كه شركتها با بكارگيري آن ، فرايند
تكوين محصول خود را سرعت مي‌بخشند . اين روش بويژه در كشورهاي
درحال‌توسعه كه از نظر دانش طراحي محصول و فناوري توليد عقب‌تر از
كشورهاي پيشرفته هستند ، پاسخي به افزايش توان طراحي و تسريع فرايند
تكوين است .
ايجاد يك روش منطقي و سيستماتيك براي تعيين ميزان كمبود اطلاعات فني
براي پشتيباني از توليد يك محصول و سپس انجام يك كار تيمي منسجم براي
تكميل اين اطلاعات ، مجموعه عملياتي است كه در فرايند مهندسي معكوس
بوقوع مي‌پيوندد . سطحي از اطلاعات فني موردنياز كه كليه تلاشها در
راستاي تشخيص ميزان كمبود آن و سپس رفع اين كمبود اطلاعاتي است ، بسته
اطلاعات فني (Technical Data Package) ناميده مي‌شود .
به رغم ظرافت و نياز به دقت بسيار زياد در مهندسي معكوس ، كاهش زمان
عمليات امري بسيار مهم در اين زمينه است . در اينجا شرح مختصري از
فرايند كلي مهندسي معكوس و متدولوژي آن بيان مي‌كنيم :
مرحله اول - تجزيه‌وتحليل عملكردي - اقتصادي :
اين فعاليت شامل 2 بخش است :
الف - هدف‌گذاري و جمع‌آوري اطلاعات : در اين مرحله توسعه محصول ، رفع
عيب محصول و خودكفايي معرفي و سپس هدف از انجام پروژه درمورد هر يك
تبيين مي‌شود . هدف از فاز جمع‌آوري اطلاعات اين است كه كليه مستندات
جمع‌آوري شده و توليد اطلاعات و مستندات فني در حين اجراي مهندسي معكوس
آسان گردد .
با روشهايي چون شناسايي موارد مشابه ، جمع‌آوري اطلاعات در زمينه
توليدكنندگان و مورد بررسي قراردادن قطعات و مجموعه‌هاي مونتاژي يك سطح
بالاتر كه اطلاعات موجود در مورد عوامل خروجي و ورودي ، قطعات مجاور و
مصرف نهايي را مشخص مي سازد ، مشخصات و توضيحات مربوط به خريد قطعات ،
فهرست قطعات و شماتيكها كه اطلاعات اوليه براي بررسي پيكربندي يك قطعه
و يا يك مجموعه را در اختيار قرار مي‌دهند ، مي‌توان بسته اطلاعات فني
را بدست آورد . طبيعي است كه با طبقه‌بندي سطح اطلاعاتي در فرايندهاي
مهندسي ، اين فعاليت جامع‌تر و سيستماتيك‌تر انجام مي‌شود و از
دوباره‌كاريهاي احتمالي جلوگيري و در هزينه‌ها صرفه‌جويي به عمل خواهد
آمد .
ب - ارزيابي اطلاعات و برنامه‌ريزي : هدف از انجام اين فاز ، مشخص كردن
سطح اطلاعات ناقص موردنياز و نيز تخمين هزينه انجام مهندسي معكوس است .
باتوجه به اين سطح تخمين زده شده ، برآوردهاي اوليه روي تخصصها ،
آزمايشات ، تجهيزات و مواردي ازين دست براي اجراي مهندسي معكوس صورت
مي‌گيرد و پس از تخمين هزينه ، تخصيص منابع و برآورد زمان معقول براي
توليد اين اطلاعات در جهت كامل كردن بسته اطلاعات فني ، نمودار گانت
اجرايي پروژه ارائه مي‌شود و يك نقشه براي روند كار حاصل مي‌آيد .
مرحله دوم - آناليز عملكرد و دمونتاژ مورد :
هر مـــوردي مي‌تواند متشكل از چند جزء (مكانيسم‌ها و اجزاي مختلف)
باشد كه هر يك وظيفه خاصي را بر عهده دارند و برايند آنها وظيفه
موردنظر را براي مورد بوجود مي آورد . در اين مرحله از فرايند ، تيم
مهندسي معكوس بايد بتواند پارامترها و مشخصه‌هاي مهم ورودي و خروجي هر
جزء را شناسايي كند ؛ پس از شناسايي اجزاء و ورودي و خروجيهاي آن (با
استفاده از قضاوت مهندسي ، طراحي آزمايشات ، شبيه‌سازي رايانه‌اي و
...) بايد عملكرد اجزاء با مدارك فني موجود مميزي شود تا مغايرتهاي آن
مشخص شود (فاز FCA يا مميزي عملكرد فني اجزاء) . در ادامه اطلاعات فني
موردنياز اجزاء ازطريق آزمايش استخراج مي‌شود (فاز PCA يا مميزي
فيزيكي اجزاء) . تفكيك و مونتاژ اجزاء ، درصورتيكه قابل‌تجزيه به اجزاي
سطح پايين‌تر باشند مي‌تواند تا رسيدن به سطح قطعه ادامه يابد تا اينكه
يك سطح براي مونتاژ بيان شود . درتفكيك بايـــد وظيفه عملكردي اجزاي
پايين‌تر شناسايي شود تا مميزي عملكرد فني اجزاء و مميزي فيزيكي اجزاء
بر روي آنها نيز صورت گيرد .
در انتهاي اين مرحله بسته‌هاي اطلاعات فني كه طي عمليات مميزي عملكرد
فني اجزاء و مميزي فيزيكي اجزاء ايجاد و تكميل شده‌اند پس از صحه‌گذاري
، اطلاعات لازم درباره تهيه نقشه‌هاي سطح يك (كه چگونگي حركت مكانيسمها
و انتقال عملكرد به اجزاي ديگر را كاملا مشخص مي كنند) را فراهم
خواهندآورد .
مرحله سوم - آناليز سخت‌افزاري و نرم‌افزاري :
اين فعاليت كه مهمترين بخش مهندسي معكوس است شامل موارد زير است :
الف) آناليز مواد : با آناليز شيميايي و متالورژيك ، مطالعه لايه‌هاي
سطحي ، اندازه‌گيري خواص مكانيكي ، بررسيهاي ساختاري و عيوب انجام
مي‌گيرد .
ب) بررسي فرايند ساخت : باتوجه به نوع سطوح فيزيكي در قطعه ، فرايند
ممكن براي توليد اين سطوح ، بررسي تنشهاي سطحي و ساختار ميكروسكوپي و
اندازه گيري بعضي از ويژگيهاي غيـــربحراني مانند صافي سطح كه به طور
فرعي در تشخيص فرايند ساخت كمك مي كند ، انجام مي‌شود .
ج) آناليز ابعادي : كه مشتمل بر مراحلي چون اندازه‌گيري ابعادي ،
آناليز تلرانس و آناليز حساسيت است .
د) آناليز الكتريكي - الكترونيكي درصورت نياز : باتوجه به مشخصه‌هاي
خروجي مدار ، مسير مدارها ، مواد ، روشهاي زدودن پوششها ، اتصالات
موردنياز براي توليد مجدد مورد بررسي قرار مي‌گيرند . نتايج حاصل از
اين قسمت در نقشه‌هاي سطح دو ثبت و ترسيم مي شوند .
مرحله چهارم - بهبود محصول و آناليز ارزش :
با استفاده از اطلاعات جديد تهيه شده هنگام فرايند و انجام بازنگري
مهندسي ارزشي در كانديداهاي درنظر گرفته شده براي مهندسي معكوس ،
مي‌توان برخي از حوزه‌هاي پرهزينه مثل عيوب طراحي ، طراحي اضافي ،
عملكرد بهبود ، محدوديتهاي بيش از حد در مورد تلرانسها ، نيازمنديهاي
بيش از اندازه براي عملكردها و مواردي اين چنيني را آشكار و آنها را
قبل از تكميل فرايند اصلاح كرد .
مرحله پنجم - برنامه‌ريزي فرايند توليد و تهيه ملزومات تضمين كيفيت :
در اين مرحله كليه بسته‌هاي اطلاعاتي كه تاكنون كامل شده از ديدگاه
قابليت توليد و فرايندهاي ساخت موردتوجه قرار مي‌گيرند ؛ به طور خلاصه
خروجي اين مرحله به ايجاد نقشه‌هاي سطح سه منجر مي‌شود كه ملزومات
ضروري و موردنياز واحدهاي طراحي ، مهندسي ، ساخت و كنترل كيفيت را براي
دستيابي يا ساخت آيتم موردنظر شامل مي‌شود .
به طوركلي نقشه‌هاي سطح سه نتيجه فرايند مهندسي معكوس بوده كه شامل
كليه پارامترهاي مستندسازي شده لازم جهت توليد يك آيتم خواهند بود و
هدف از انجام آن تصديق و تاييد دقت بسته اطلاعات فني براي پشتيباني از
توليد قطعات است تا از اين طريق اطمينان كافي از صحت و دقت و كامل بودن
نقشه‌ها و مشخصه‌هاي ايجاد شده توسط فرايند مهندسي معكوس حاصل شود .
مرحله ششم - تهيه مستندات نهايي :
درهنگام ساخت و تست محصول توليدي در فاز توليد نمونــــه ، بسياري از
نقشه‌هاي مهندسي و رويه‌هاي تست چندين بار بازنگري و اصلاح مي‌شوند كه
تمام سطوح بازنگري شده از سطح صفر تا آخرين نتايج بايد در بسته اطلاعات
فني قرار داده شوند ؛ با اضافه شدن اطلاعات بدست آمده از بازرسي‌ها و
اطمينان كيفيتِ نمونه‌هاي توليد شده به بسته اطلاعات فني ، يك بستـــه
اطلاعات فني كامل شده بدست مي‌آيد و پس از مطابقت با استانداردهاي
بسته‌هاي اطلاعات فني ، در انتها يك بسته اطلاعات فني نهايي كامل در
ارتباط با محصول كه هدف فراينـــــد مهندسي معكوس است ، بدست مي‌آيد

[RM10]

از جالب های مهندسی معکوس این که اگر هندوانه را پوست سبزش را بتراشی و در افتاب قرار دهی در حالی که پوست سفید ان رویش باشد خنک می شود