نقش مهندسی معکوس در صنعت کشورهای در حال توسعه

تعریف مهندسی معکوس و مهندسی مستقیم

هر فرآیند مهندسی، طبق یک فرمول و دانشِ ابتدایی شکل می‌گیرد. مهندسی مستقیم، روند ساخت یک محصول یا سیستم به طور طبیعی، از مسیر دانش(ایده، فرمول، نقشه) به سمت پیاده‌سازی و ساخت است. در مهندسی مستقیم، متخصصان ابتدا ایده‌پردازی و نقشه‌کشی می‌کنند، سپس محصول به مرحله‌ی تولید می‌رسد. اما در مهندسی معکوس کاملاً برخلاف این مسیر پیش می‌رود.

مهندسی معکوس، همان‌طور که نامش هم گویاست، طی کردنِ مسیر ساخت از انتها به ابتداست. در این شیوه، ما از پاسخ به سوال می‌رسیم. محصولی به دست ما رسیده است که به دانش و فرمول ساخت آن دسترسی نداریم، بنابراین، باید دانش و فرمول ساخت آن را استخراج ‌کنیم. چگونه؟ با تجزیه‌ی محصول یا سیستم می‌توان به قطعات تشکیل دهنده، ساز و کار و یا فرمول اولیه‌ی آن دست یافت.

تفاوت مهندسی معکوس و مهندسی مستقیم

مسئله‌ی اساسی در تفاوت مهندسی مستقیم و معکوس، حضور سازنده/ مولف است. زمانی که یک محصول به شیوه‌ی مستقیم ساخته می‌شود، سازنده‌ی اصلی آن در پروسه‌ی تولید حضور دارد؛ اما پروسه‌ی ساخت در شیوه‌ی معکوس در غیاب سازنده‌ی اصلی شکل می‌گیرد(عموم مسائل اخلاقی‌ای هم که پیرامون این شیوه مطرح می‌شود، به همین دلیل است.). تصور کنید یک شرکت خودروسازی، تولید یک خودرو را متوقف کرده است؛ شرکت‌های دیگر تصمیم می‌گیرند آن خودرو را بازتولید کنند؛ بنابراین مسیر تولید آن‌ها بر اساس شیوه‌ی مهندسی معکوس خواهد بود.

کاربردها

به طور کلی کارایی شیوه‌ی معکوس در دو مورد است:

●زمانی که پاسخ را داریم، اما سوال برایمان روشن نیست.

●زمانی که پاسخ و سوال را داریم، اما فرآیند ساخت(جزئیات فنی و نقشه‌ها) را نمی‌دانیم.

با توجه به این دو مورد، می‌توان گفت کاربرد اصلی Reverse Engineering در گسترش دانش است؛ دانشی که در شرایط حاضر در دسترس ما نیست اما در نقاط دیگری به آن دست یافته‌اند. امروزه از این روش در تعمیر پمپ هیدرولیک به وفور استفاده می‌شود.

تاریخچه‌ی Reverse Engineering

مهندسی معکوس شیوه‌ای است که عموماً در کشورهای در حال توسعه مورد استفاده قرار می‌گیرد. اولین بار در صنعت خودروسازی ژاپن برای بازتولیدِ انبوهِ خودروهای آمریکایی و اروپایی به کار رفت. اولین ماشین‌هایی که به این روش توسط کارخانه‌های «ایشی کاواجیما» بازتولید(کپی) شدند، فورد آمریکایی و شورلت بودند. امروزه هم بسیاری از کارخانه‌های چینی به روش Reverse Engineering در مقیاس انبوه تولید کالا می‌کنند.

امکان سه بعدی‌ سازی

یکی از امکانات این شیوه، سه بعدی سازی است. برای پیاده‌سازی و ساخت قطعات، نیازمند به دست آوردن تصویر سه بعدی هستیم. در این شیوه ابر نقاط (cloud of points) به مدل سه بعدی در CAD تبدیل می‌شوند. ابر نقاط مجموعه سه‌بعدی از نقاط است که محیط خارجی اشیاء را ترسیم می‌کند. این نقاط به کمک یک اسکنر سه بعدی و با آنالیز سطح خارجی(ظاهری) اشیاء به دست می‌آیند.

این تکنولوژی در دو صورت تماسی و غیرتماسی اجرا می‌شود. در حالت غیرتماسی از لیزر و نور ساخت یافته استفاده می‌شود و در حالت تماسی از دستگاه‌های CMM (Coordinate Measuring Machine).

بازتولید، کپی‌کاری، cloning ؟

هدف از به‌کارگیری مهندسی معکوس، تولید کالای غیرانحصاری است. در مواردی مهندسی معکوس را بازتولید می‌دانند و در موارد دیگر کپی‌کاری! البته معادل دیگری هم برای مهندسی معکوس به کار می‌رود که آن Cloning / شبیه‌سازی/ همسان‌سازی است.

آرائی که در این باره وجود دارد، یکسان نیست. بعضی منابع مهندسی معکوس را در خدمت گسترش دانش و دسترس‌پذیر کردن آن برای همگان دانسته‌اند و بعضی منابع دیگر، این شیوه را استفاده از ایده‌های دیگران می‌دانند. می‌توان گفت اخلاق‌گرایانه بودن یا نبودن این شیوه، وابسته به نوع تولیدی است که انجام می‌شود. مهندسی معکوس، ناقض مالکیت معنوی است اما در بیشتر موارد، گسترش‌دهنده‌ی دانش در خدمت فعالیت و رفع نیازهای بشری است. در کشورهای در حال توسعه برای پیشرفت، نیازمند مهندسی معکوس هستیم. نمی‌توان برای کشورهای در حال توسعه، مالکیت معنوی را ارجح دانست، زیرا جامعه نمی‌تواند همزمان با کشورهای جهان، نیازهایش را رفع کند. هدف مهندسی معکوس، ثبت معنوی نیست؛ بلکه دستیابی به دانش و طرح محصول برای پر کردن یک فقدان است.

موضعی که سازنده‌ی دوم اتخاذ می‌کند، روشن کننده‌ی اخلاقیاتی بودن یا نبودن مهندسی معکوس است: آیا از مهندسی معکوس جهت رفع نیاز، بازنگری در آن و تولید محصول جدید استفاده می‌شود یا ادعای تولید محصول انحصاری؟.

مزایای مهندسی معکوس

●زمانی که به وسیله‌ی مهندسی معکوس، قطعات را تجزیه و یا دیتاها را تحلیل می‌کنیم، به شناخت کاملی از محصول می‌رسیم. این مسئله منجر به تقویت تکنیکال می‌شود؛ دانش ساخت محصول را درونی می‌کند و ما را به درک مِتد می‌رساند.

●امکان تولید محصول جدید به واسطه‌ی درک محصولات باکیفیت و شناخت استانداردهای جهانی

●آموزش به کارشناسان و متخصصان در جهتِ بالا بردن سطح دانش داخلی

●باز شدن دریچه‌های نو به طراحی

●تأمین نیازهای بازار، دسترسی به فناوری جهانی و توسعه‌ی صنعت

مراحل اجرای مهندسی معکوس در صنعت

مراحلی که در هر زمینه طی می‌شود، متفاوت است. مهندسی معکوس در زمینه‌هایی مانند IT و یا حتا تولیدات هنری، متعاقباً مسیر متفاوتی را از صنعت می‌گذرانند؛ اما به طور کلی، برای اجرای مهندسی معکوس در پروژه‌های صنعتی، باید مراحل زیر انجام شود:

●تجزیه و تحلیل عملکردی: جمع‌آوری و ارزیابی اطلاعات حول محصول.

●دمونتاژ: تجزیه‌ی محصول به قطعات تشکیل دهنده‌ی آن.

●آنالیز سخت‌افزاری و نرم‌افزاری محصول: بررسی سخت‌افزاری(چه قطعاتی وجود دارد و چگونه نصب شده اند؟) و بررسی نرم‌افزاری(هر قطعه چه قابلیتی دارد؟).

●حصول نتیجه و نقشه‌کشی بر اساس نیاز: بر اساس آنالیز به دست آمده، نتیجه حاصل می‌شود؛ محصول از چه جهاتی برای بازتولید کارایی دارد و از چه جهاتی می‌تواند اصلاح شود.

●برنامه‌ریزی تولید: بر اساس کلیه‌ی مراحل پیشین، برای بازتولید محصول برنامه‌ریزی می‌شود. در این مرحله باید جنس متریال، نقشه‌ی نهایی شده و… مشخص شود.

اندازه‌برداری دیجیتال برای مهندسی معکوس

تکنیکی که برای اندازه‌برداری در این شیوه به کار می‌رود 3D DIGITIZING است. در اندازه‌برداری دیجیتال می‌توان فرم دیجیتالِ سطوح واقعی را به دست آورد و نسخه‌ی سه بعدی به دست آمده را در نرم‌افزارهای CAD پیاده‌سازی کرد. دستگاه‌هایی که این تکنولوژی را دارند عبارتند از:

●دستگاه‌های اندازه‌بردار تماسی

●دستگاه‌های اندازه‌بردار لیزری

●دستگاه‌های اندازه‌بردار مجهز به اپتیک

نرم‌افزارهای مورد استفاده برای مدل‌سازی

پس از اندازه‌برداری دیجیتال، مدل‌سازی در یکی از نرم‌افزارهای المان محدود انجام می‌شود. در این مراحل، قطعه در محیط دیجیتال ترسیم می‌شود تا در هنگام ساخت بیشترین شباهت حاصل شود و درصد خطا کاهش پیدا کند.

پر استفاده‌ترین نرم‌افزارهای المان محدود عبارتند از:

●کد׀ CAD

●آباکوس׀ Abaqus

●انسیس׀ Ansys

●فلوئنت׀  Fluent

مرحله‌ی ساخت قطعات جدید

پس از بررسی و ترسیم نقشه بر اساس «ابر نقاط» به دست آمده در اندازه‌برداری‌های دیجیتال، می‌توان ساخت قطعه را آغاز کرد. برای ساخت قطعه، بهتر است از کیفیت متریال اطمینان حاصل شود و تست‌های مخرب و غیرمخرب، بررسی سختی سطح و عمق قطعه و… جهت آنالیز خروجی انجام شود. در این مرحله تولید کنندگان باید همه‌ی جزئیات اعم از احتمال سختکاری، همسان بودن متریال با قطعه‌ی فابریک و… را در نظر داشته باشند.

مهندسی معکوس در صنایع ایران

بزرگ‌ترین صنایع ایران از مهندسی معکوس در تولیدات خود بهره می‌برند. مهم‌ترین شرکت‌های ایران مانند نفت، گاز، پتروشیمی، صنایع فولاد، نیروگاه‌های تولید انرژی، کارخانجات نساجی و… تولیدات‌شان وابسته به این شیوه است. امروزه صنایع بسیاری از کشورهای در حال توسعه، به کمک مهندسی معکوس تولیدات خود را بومی می‌کنند؛ درواقع، شیوه‌ی مهندسی معکوس یک راه بهینه برای به حرکت انداختنِ چرخه‌ی اقتصاد داخلی است.

منبع: https://phj-co.com/