مهندسی معکوس
مقدمه
بی شک شناخت محصول و درک عوامل موثر در مشخصه های آن، اولین پیش نیاز بهبود کیفیت و نوآوری است که لازمه آن درک مهندسی از مبانی عملکردی قطعه است.
مهندسی معکوس برای :
بازیابی و تشخیص اجزای متشکله یک محصول بویژه در صورت عدم دسترسی به طراحی اولیه کاربرد داشته و
برای نگهداری، گسترش و توسعه امکانات موجود و مهندسی مجدد (RE-ENGINEERING) مورداستفاده قرار می گیرد.
مقدمه
این روش ، روش پذیرفته ای برای کشورهای درحال توسعه به شمار می رود.
در این فرایند ابتدا میزان کمبود اطلاعات فنی برای پشتیبانی از تولید یک محصول معین می شود.
سپس با انجام یک کار تیمی منسجم، متشکل از متخصصان و محققان رشته های مختلف علوم پایه به همراه مدیریت و سازماندهی مناسب تشکیلات تحقیقاتی و توسعه ای (R&D) سعی می شود مدارک و نقشه های خاص طراحی محصول به دست آید.
با درنظر گرفتن مشخصات، هدف و شرایط طراحی محصول، استانداردهای ملی و رایج و همچنین پوشش دادن نقاط مجهول و ناشناخته سعی می شود مراحل نمونه سازی و نیمه صنعتی و در صورت لزوم ساخت و تولید محصول، انجام گردد.
Definitions
Wikipedia encyclopedia defines engineering as a “technological activity that uses professional imagination, judgment, integrity, and intellectual discipline in the application of science, technology, mathematics, and practical experience to design, produce, and operate useful objects or processes that meet the needs and desires of humanity”.
Definitions
At an abstract level there are two levels of engineering:
Forward engineering and
Reverse engineering.
Forward Engineering
Forward engineering may be said to be the traditional way of regarding engineering. It is about moving from abstract and logical designs to physical implementations of systems/products.
RE Definition
Reverse engineering (RE) is defined as “the process of taking something (a device, an electrical component, a software program, etc.) apart and analyzing its workings in detail, usually with the intention to construct a new device or program that does the same thing without actually copying anything from the original” [Chikofsky -2000]
RE Definition
Until recent years RE was a negative term and was associated with copying and stealing competitor products. Today it has several legitimate uses and is well accepted as a method used in product development [Chikofsky -2000]
RE Definition
”Every method aimed at acquiring knowledge about an existing software system in support to the execution of a software engineering task.” Tonella et al., 2006
RE Definition
Reverse Engineering is the process of analysing a subject system to identify the system’s components and their interrelationships and create representations of the system in another form or at a higher level of abstraction. [Chikofsky & Cross]
When RE starts
As opposed to forward engineering, reverse engineering has its starting point in an already existing product (that be a physical or a logical product like software code). RE starts where forward engineering ends and works its way backwards.
انواع روش های مهندسی معکوس
RE با استفاده از مکانیسم های طبیعی (بیونیک) – (ساخت زیر دریایی با الهانم گرفتن از بدن دلفین)
RE با استفاده از روی نمونه محصولات جدید ( تکنونیک) ] Know – How]
RE در روند انتقال فناوری به صورت SKD, CKD
RE از روی کارخانه تولید کننده محصول الگو
RE در تعمیرات و بازسازی محصول
RE در طراحی و ساخت محصولات به صورت مکانیکی ( CAD-Digitizing )
سیکل عمر هر فناوری
مرحله طراحی؛
مرحله معرفی؛
مرحله رشد؛
مرحله بلوغ و اشباع؛
مرحله افول.
استراتژی های دستیابی به فناوری و محصولات
استراتژی نوآوری و طراحی تا تولید محصول از طریق فعالیتهای تحقیق تا تولید؛
استراتژی توسعه فناوری؛
استراتژی کپی سازی ومهندسی معکوس؛
استراتژی انتخاب، انتقال و بومی کردن فناوری؛
استراتژی استفاده موثر از امکانات و فناوری موجود؛
استراتژی خرید کارخانه و پروسه تولید به صورت تحویل کامل؛
استراتژی خرید کالا و فناوری موردنظر.
فرایند کلی مهندسی معکوس و متدولوژی آن
مرحله اول – تجزیه وتحلیل عملکردی / اقتصادی :
هدف گذاری و جمع آوری اطلاعات :
شناسایی موردهای مشابه،
جمع آوری اطلاعات در زمینه تولیدکنندگان
موردبررسی قراردادن قطعات و مجموعه های مونتاژی یک سطح بالاتر که اطلاعات موجود درمورد عوامل خروجی و ورودی، قطعات مجاور و مصرف نهایی را مشخص می سازد،
تهیه مشخصات و توضیحات مربوط به خرید قطعات،
تهیه فهرست قطعات و شماتیک ها که اطلاعات اولیه برای بررسی پیکربندی یک قطعه و یا یک مجموعه را دراختیار قرار می دهند (بسته اطلاعات فنــــی TIP).
فرایند کلی مهندسی معکوس و متدولوژی آن
ارزیابی اطلاعات و برنامه ریزی:
هدف از انجام این فاز، مشخص کردن سطح اطلاعات ناقص موردنیاز و نیز تخمین هزینه انجام مهندسی معکوس است.
برآوردهای اولیه روی تخصصها،
تخمین هزینه های آزمایشات، تجهیزات و… برای اجرای مهندسی معکوس
تخصیص منابع
برآورد زمان برای کامل کردن بسته اطلاعات فنی،
تهیه برنامه اجرایی
فرایند کلی مهندسی معکوس و متدولوژی آن
مرحله دوم – آنالیز عملکرد و دمونتاژ نمودن
شناسایی اجزاء و ورودی و خروجیهای آن
قضاوت مهندسی،
طراحی آزمایشات،
شبیه سازی رایانه ای
FUNCTIONAL CONFIGURATION AUDIT
PHYSICAL CONFIGURATION AUDIT
شناسایی وظایف عملکردی قطعات پایین تر
فرایند کلی مهندسی معکوس و متدولوژی آن
مرحلــــــــه سوم – آنالیز سخت افزاری و نرم افزاری
آنالیز مواد: با آنالیز شیمیایی و متالورژیک، مطالعه لایه های سطحی، اندازه گیری خواص مکانیکی، بررسیهای ساختاری و عیوب انجام می گیرد؛
بررسی فرایند ساخت: باتوجه به نوع سطوح فیزیکی در قطعه، فرایند ممکن برای تولید این سطوح، بررسی تنشهای سطحی و ساختار میکروسکوپی و اندازه گیری بعضی از ویژگیهای غیـــربحرانی مانند صافی سطح که به طورفرعی در تشخیص فرایند ساخت کمک می کند، انجام می شود.
آنالیز ابعادی: که مشتمل بر مراحلی چون اندازه گیری ابعادی، آنالیز تلرانس و آنالیز حساسیت است؛
آنالیز الکتریکی – الکترونیکی درصورت نیاز: باتوجه به مشخصه های خروجی مدار، مسیر مدارها، مواد، روشهای زدودن پوششها، اتصالات موردنیاز برای تولید مجدد.
3D scanning technologies
Today there are many companies providing the market with dimensional digitizers and scanners. Scanners are available to digitize objects from microscopic in size to large constructions.
Key specifications
There are basically 3 variables specifying 3D scanners:
volume,
accuracy and
speed
Mechanical touch-probe systems
An important difference between 3D digitizing equipment is contacting versus non-contacting instruments. Contacting digitizers, also called touch-probes, are know to be very accurate.
Laser based systems
Non-contacting scanners have two major classes. The first one is based on laser technology and the other one is based on non-coherent, white or broadband light source
Dual capability systems
Some companies are making scanning systems that integrate both contact and non-contact scanning technology
Internal Viewing Technologies
In some 3D scanning applications it is necessary to record more than surface data :
Touch-probe systems and
Light-based systems
Application Systems:
Destructive ( i.e. CNC )
Non-destructive ( i.e. X ray instruments)
Digitizing software
Finite Element Analysis (FEA)
Color comparing of physical models and computer models).
CAD
فرایند کلی مهندسی معکوس و متدولوژی آن
مرحله چهارم – بهبود محصول و آنالیز ارزش
با استفاده از اطلاعات جدید تهیه شده هنگام فرایند و انجام بازنگری مهندسی ارزشی در کاندیداهای درنظرگرفته شده برای مهندسی معکوس می توان برخی از حوزه های پرهزینه مثل عیوب طراحی، طراحی اضافی، عملکرد بهبود، محدودیتهای بیش از حد درمورد تلرانس ها، نیازمندیهای بیش از اندازه برای عملکردها و… را آشکار و آنها را قبل از تکمیل فرایند اصلاح کرد.
فرایند کلی مهندسی معکوس و متدولوژی آن
مرحله پنجم – برنامه ریزی فرایند تولید و تهیه ملزومات تضمین کیفیت :
در این مرحله کلیه بسته های اطلاعاتی که تاکنون کامل شده از دیدگاه قابلیت تولید و فرایندهای ساخت موردتوجه قرار می گیرند. به طور خلاصه خروجی این مرحله به ایجاد نقشه های سطح 3 منجرمی شود که ملزومات ضروری و موردنیاز واحدهای طراحی، مهندسی، ساخت وکنترل کیفیت را برای دستیابی یا ساخت آیتم موردنظر شامل می شود.
به طورکلی نقشه های سطح 3 نتیجه فرایند مهندسی معکوس بوده که شامل کلیه پارامترهای مستندسازی شده لازم جهت تولید یک آیتم خواهندبود و هدف از انجام آن تصدیق و تایید دقت بسته اطلاعات فنی برای پشتیبانی از تولید قطعات است تا از این طریق اطمینان کافی از صحت و دقت و کامل بودن نقشه ها و مشخصه های ایجاد شده توسط فرایند مهندسی معکوس حاصل شود.
فرایند کلی مهندسی معکوس و متدولوژی آن
مرحله ششم – تهیه مستندات نهایی:
درهنگام ساخت و تست محصول تولیدی در فاز تولید نمونــــه، بسیاری از نقشه های مهندسی و رویه های تست، چندین بار بازنگری و اصلاح می شوند که تمام سطوح بازنگری شده از سطح صفر تا آخرین نتایج باید در بسته اطلاعات فنی قرار داده شوند. با اضافه شدن اطلاعات به دست آمده از بازرسی ها و اطمینان کیفیت نمونه های تولیدشده، به بسته اطلاعات فنی، یک بستـــه اطلاعات فنی کامل شده به دست می آیـــد و پس از مطابقت با استانداردهای بسته های اطلاعات فنی در انتها یک بسته اطلاعات فنی نهایی کامل در ارتباط با محصول که هدف فراینـــــد مهندسی معکوس است، به دست می آید.
مزایا و دستاوردهای مهندسی معکوس
ایجاد توانایی و تقویت تکنیکی – فناوری ساخت ازطریق شناخت و درک کامل محصول (اخذ دانش فنی محصول) و به وجود آوردن اعتماد به نفس درمهندسان و کارشناسان صنعت در مواجهه با صنایع و فناوری های داخلی؛
امکان طراحی یک محصول بهنگام، در سطح استانداردهای جهانی با کشف راههای جدید بهبود و توسعه محصول، درجهت ارضای نیازهای مشتری مثل عملکرد بهتر، افزودن ویژگیها و رفع نواقص محصول. همچنین ارضای نیازهای بازار مثل تغییر فناوری یا بهبود آن و کاهش هزینه؛
ایجاد توان بالقوه جهت جذب، درانتقال فناوری های پیشرفته تربیت نیروی متخصص موردنیاز در صنایع استراتژیک؛
وجود آوردن قدمهای سیستماتیک برای کمک به درک و مستندسازی طراحی و فرایند طراحی؛ امکان الگوبرداری رقابتی درجهت درک محصولات رقبا و توسعه بهتر محصولات خود؛ امکان انجام مهندسی مجدد با استفاده از دانش فنی اخذشده به وسیله مهندسی معکوس.
10 Reverse Engineering Steps
Predict product behavior
Dissassemble (to experience it)
Learn & document actual function
Experience principles of the solution
Identify special functionality/interaction
Mathematically model the product
Solve the model
10 Reverse Engineering Steps
Create a variant product, or
Adapt a subsystem, or
redesign at a higher level of complexity
Redesign the entire product
Result: an original design
Kristin L. Wood (UT-Austin) & Kevin N. Otto (MIT)
منابع و مراجع
دکتر سیدمحمدحسین حجتی – مهندسی معکوس – وب لاگ مهندسی صنایع
مهندس عباس طالب بیدختی -مهندسی معکوس – وب لاگ مهندسی صنایع
عسگر غنی – کاربرد مهندسی معکوس در دستیابی به تکنولوژی محصولات پیچیده – پایان نامه کارشناسی ارشد – دانشگاه تربیت مدرس
منابع اینترنتی