مقاله مهندسي معكوس

 

مهندسي معكوس

 

چكيده

طي سالهاي اخير مقوله اي چون توسعه بازار و صادرات ازجمله مواردي بوده كه بزرگترين دغدغه خاطر مديران ارشد سازمانهاي مهندسي و توليدي را به خود اختصاص داده است. سوالي كه هميشه مطرح بوده، اين است كه چگونه مي توان دركوتاهترين زمان فاصله خودرا با كشورهاي پيشرفته كاهش داد و در بازرگاني جهاني سهم مناسبي داشت؟ بررسي كشورهايي كه مانند كشور ما فناوري را به مرور زمان به دست نياورده و در مقطعي از زمان سعي در احاطه يافتن بر آن داشته اند، نشان مي دهد كه در اولين گام، اقدام به استفاده گسترده از روش مهندسي معكوس جهت درك اوليه محصولات و سپس ساخت و ارتقاي آنها باتوجه به نيازهاي خود روش مناسبي است. اشاعه ونظارت برحسن اجراي فرايند سيستماتيك مهندسي معكوس و به كارگيري ابزارها و تكنيك هاي مهندسي در اين فرايند نيز مي تواند تاثير بسزايي در دستيابي به دانش فني محصولات توليدي (كه اكنون به دليل عدم به كارگيري به صورت سيستماتيك، محقق نشده) دركمترين زمان و با حداقل هزينه، داشته باشد.

در اين مقاله ضمن بيان استراتژي هاي مختلف فناوري، جايگاه تحقيق و توسعه در دستيابي به آنها و سپس انتخاب استراتژي مهندسي معكوس به عنوان يك راه مناسب پيشرفت براي كشورهاي درحال توسعه، متدولوژي اين سيستم به صورت خلاصه ارائه شده است.

مقدمه

بي شك شناخت محصول و درك عوامل موثر در مشخصه هاي آن، اولين پيش نياز بهبود كيفيت و نوآوري است كه لازمه آن درك مهندسي از مباني عملكردي قطعه است.

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 توسعه امكانات موجود و مهندسي مجدد (RE-ENGINEERING) مورداستفاده قرار مي گيرد.

اين روش ، روش پذيرفته اي براي كشورهاي درحال توسعه به شمار مي رود. در اين فرايند ابتدا ميزان كمبود اطلاعات فني براي پشتيباني از توليد يك محصول معين مي شود. سپس با انجام يك كار تيمي منسجم، متشكل از متخصصان و محققان رشته هاي مختلف علوم پايه به همراه مديريت و سازماندهي مناسب تشكيلات تحقيقاتي و توسعه اي (R&D) سعي مي شود مدارك و نقشه هاي 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 مي شود مراحل نمونه سازي و نيمه صنعتي و در صورت لزوم ساخت و توليد محصول، انجام گردد.

فعاليتهاي تحقيق و توسعه به مفهوم عام هميشه دو محصول را به همراه داشته است: يكي دانش و معلومات و ديگري فناوري و فن. نقش فعاليتهاي تحقيق و توسعه در ايجاد فناوري تاحدي است كه انديشمندان گفته اند فناوري محصولي است كه دركارخانجات تحقيق و توسعه توليد شده است.

فناوري شاه كليد توسعه ونيرومندترين عامل تحول اقتصادي در جوامع است. در اطلس فناوري فناوري تركيب پيچيده اي از چهار عنصر، به شرح زير معرفي گرديده است.

 

1 – سخت افزار و ماشين آلات؛

2 – دانش فني يا ابزار اطلاعاتي؛

3 – توانائيها شامل مهارتها وابتكارات انساني؛

4 – سازماندهي و مديريت فناوري شامل مكانيسم هايي كه براي تسهيل در

ادغام موثر عناصر بالا موردنياز است. حال كه اهميت فناوري در توسعه ملي و نقش تحقيق و توسعه در دستيابي به فناوري مورد يادآوري قرار گرفت به بيان مراحل عمر فناوري ها مي پردازيم.

سيكل عمر هر فناوري شامل اين مراحل است:

مرحله طراحي؛

مرحله معرفي؛

مرحله رشد؛

مرحله بلوغ و اشباع؛

مرحله افول.

استراتژي هاي دستيابي به فناوري و محصولات

اصولاً براي دستيابي به فناوري به عنوان يك محصول صنعتي راههاي گوناگوني وجود دارد كه هر كشوري در هريك از زمينه هاي صنعتي باتوجه به ساختار علمي و صنعتي خود و ميزان خوداتكايي در زمينه هاي علوم و فنون، ميزان دسترسي به منابع ارزي موردنياز، مواد اوليه داخلي، نوع و كيفيت نيروهاي متخصص، روابط سياسي بين المللي و منطقه اي، آنها را به كار مي بندد. در زير انواع مهم استراتژي هاي دستيابي به محصول جديد و فناوري موردنظر را بيان مي كنيم:

1 – استراتژي نوآوري و طراحي تا توليد محصول از طريق فعاليتهاي تحقيق تا توليد؛

2 – استراتژي توسعه فناوري؛

3 – استراتژي كپي سازي ومهندسي معكوس؛

4 – استراتژي انتخاب، انتقال و بومي كردن فناوري؛

5 – استراتژي استفاده موثر از امكانات و فناوري موجود؛

6 – استراتژي خريد كارخانه و پروسه توليد به صورت تحويل كامل؛

7 – استراتژي خريد كالا و فناوري موردنظر.

ضرورت شناخت رفتار فناوري براي انتخاب استراتژي مناسب: يكي از تصميم گيريهاي استراتژيك در زمينه دستيابي به يك محصول و يا فناوري، انتخاب مناسبترين روش دستيابي به آن است كه اين تصميم گيري به مرحله رشد و توسعه آن محصول يا فناوري (در مهد شكل گيري و پيدايش و تكامل آن فناوري) بستگي شديدي دارد. مثلاً اگر يك فناوري در مهد پيدايش خود (كشور اوليه) در مرحله معرفي باشد، اقدام براي دستيابي به آن ازطريق انتقال فناوري كاري نسنجيده است. همچنين اگر محصول در مهد پيدايش خود در مرحله افول بوده و فناوري برتري جايگزين آن شده باشد، اقدام براي دستيابي به محصول اولي ازطريق همين استراتژي، كاري مخاطره آميز است.

اصولاً اقدام براي انتقال فناوري درمورد محصولاتي كه در مهد پيدايش خويش مرحله معرفي را سپري كرده و در مرحله رشد هستند براي كشورهاي درحال توسعه معقول تر است. در اين صورت اقدام يك كشور درحال توسعه براي دستيابي به عين اين محصول يا فناوري ازطريق استراتژي تحقيق تا توليد، امري غيراقتصادي و غيرعاقلانه خواهدبود مگرآنكه اهدافي مانند تقويت پايه هاي علمي و فني كشور مطرح باشد كه بازهم انتخاب اين استراتژي احتمالاً امري مطلوب نخواهدبود. هرچه درجه تكامل يك فناوري بيشتر باشد تا قبل ازمرحله افول و منسوخ شدن، استراتژي خريد محصول و فناوري مقرون به صرفه تر خواهدبود.

 

استراتژي موردنظر در اين مقاله بنابر نيازهاي تكنولوژيك كشورهاي درحال توسعه مانند ايران وجبران اين خلاء تكنولوژيك با كشورهاي پيشرفته با بيشترين سرعت، استراتژي مهندسي معكوس است كه در ادامه به بيان متدولوژي آن خواهيم پرداخت.

متدولوژي مهندسي معكوس

مهندسي معكوس يكي از روشهايي است كه شركتها با به كارگيري آن، فرايند تكوين محصول خود را سرعت مي بخشند. اين روش در كشورهاي درحال توسعه چون ايران كه ازنظر دانش طراحي محصول و فناوري توليد عقب تر 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 به وقوع مي پيوندد. 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=TDP) ناميده مي شود.

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 مي شود:

مرحله اول – تجزيه وتحليل عملكردي / اقتصادي: اين فعاليت شامل 2 بخش است:

الف – هدف گذاري و جمع آوري اطلاعات: در اين مرحله توسعه محصول، رفع عيب محصول و خودكفايي معرفي و سپس هدف از انجام پروژه درمورد هريك تبيين مي شود. هدف از فاز جمع آوري اطلاعات اين است كه كليه مستندات جمع آوري شده و توليد اطلاعات و مستندات فني درحين اجراي مهندسي معكوس آسان گردد.

با روشهايي چون شناسايي موردهاي مشابه، جمع آوري اطلاعات در زمينه توليدكنندگان و موردبررسي قراردادن قطعات و مجموعه هاي مونتاژي يك سطح بالاتر كه اطلاعات موجود درمورد عوامل خروجي و ورودي، قطعات مجاور و مصرف نهايي را مشخص مي سازد، مشخصات و توضيحات مربوط به خريد قطعات، فهرست قطعات و شماتيك ها كه اطلاعات اوليه براي بررسي پيكربندي يك قطعه و يا يك مجموعه را دراختيار قرار مي دهند مي توان بسته اطلاعات فنــــي را به دست آورد. طبيعي است كه با طبقه بندي سطح اطلاعاتي در فرايندهاي مهندسي، اين فعاليت جامع تر و سيستماتيك تر انجام مي شود و از دوباره كاريهاي احتمالي جلوگيري و در هزينه ها صرفه جويي به عمل خواهدآمد.

ب – ارزيابي اطلاعات و برنامه ريزي: 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… براي اجراي مهندسي معكوس صورت مي گيرد و پس ازتخمين هزينه، تخصيص منابع و برآورد زمان معقول براي توليد اين اطلاعات براي كامل كردن بسته اطلاعات فني، نمودار گانت اجرايي پروژه ارائه مي شود و يك نقشه براي روند كار حاصل مي آيد.

مرحله دوم – آناليز عملكرد و دمونتاژ مورد: هر مـــوردي مي تواند متشكل از چند جزء (مكانيسم ها و اجزاي مختلف) باشد كه هريك وظيفه خاصي را برعهده دارند و برآيند آنها وظيفه موردنظر را براي مورد به وجود مي آورد. و در اين مرحله از فرايند، تيم مهندسي معكوس بايد بتواند پارامترها و مشخصه هاي 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، شبيه سازي رايانه اي و…)، بايد عملكرد اجزاء با مدارك فني موجود مميزي شود تا مغايرتهاي آن مشخص شود (FUNCTIONAL CONFIGURATION AUDIT= فاز FCA = مميزي عملكرد فني اجزاء). درادامه اطلاعات فني موردنياز اجزاء ازطريق آزمايش استخراج مي شود. (فاز PCA يا مميزي فيزيكي اجزاء (PHYSICAL CONFIGURATION AUDIT) تفكيك و مونتاژ اجزاء، درصورتي كه قابل تجزيه به اجزاي سطح پايين تر باشـــد، مي تواند تا رسيدن به سطح قطعه ادامه يابد تا اينكه يك سطح براي مونتاژ بيان شود. درتفكيك بايـــد وظيفه عملكردي اجزاي پايين تر شناسايي شود تا مميزي عملكرد فني اجزاء و مميزي فيزيكي اجزاء بر روي آنها نيز صورت گيرد.

 

در انتهاي اين مرحله بسته هاي اطلاعات فني كه طي عمليات مميزي عملكرد فني اجزاء و مميزي فيزيكي اجزاء ايجاد و تكميل شده اند پس از صحه گذاري، اطلاعات لازم درباره تهيه نقشه هاي سطح يك (كه چگونگي حركت مكانيسمها و انتقال عملكرد به اجزاي ديگر را كاملاً مشخص مي كنند) را فراهم خواهندآورد.

مرحلــــــــه سوم – آناليز سخت افزاري و نرم افزاري: اين فعاليت كه مهمترين بخش مهندسي معكوس است شامل موارد زيراست:

الف) آناليز مواد: با آناليز شيميايي و متالورژيك، مطالعه لايه هاي سطحي، اندازه گيري خواص مكانيكي، بررسيهاي ساختاري و عيوب انجام مي گيرد؛

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 طورفرعي در تشخيص فرايند ساخت كمك مي كند، انجام مي شود.

ج) آناليز ابعادي: كه مشتمل بر مراحلي چون اندازه گيري ابعادي، آناليز تلرانس و آناليز حساسيت است؛

د) آناليز الكتريكي – الكترونيكي درصورت نياز: باتوجه به مشخصه هاي خروجي مدار، مسير مدارها، مواد، روشهاي زدودن پوششها، اتصالات موردنياز براي توليد مجدد.

نتايج حاصل از اين قسمت در نقشه هاي سطح 2 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 درنظرگرفته شده براي مهندسي معكوس مي توان برخي از حوزه هاي پرهزينه مثل عيوب طراحي، طراحي اضافي، عملكرد بهبود، محدوديتهاي بيش از حد درمورد تلرانس ها، نيازمنديهاي بيش از اندازه براي عملكردها و… را آشكار و آنها را قبل از تكميل فرايند اصلاح كرد.

مرحله پنجم – برنامه ريزي فرايند توليد و تهيه ملزومات تضمين كيفيت: در اين مرحله كليه بسته هاي اطلاعاتي كه تاكنون كامل شده از ديدگاه قابليت توليد و فرايندهاي ساخت موردتوجه قرار مي گيرند. به طور خلاصه خروجي اين مرحله به ايجاد نقشه هاي سطح 3 منجرمي شود كه ملزومات ضروري و موردنياز واحدهاي طراحي، مهندسي، ساخت وكنترل كيفيت را براي دستيابي يا ساخت آيتم موردنظر شامل مي شود.

به طوركلي نقشه هاي سطح 3 نتيجه فرايند مهندسي معكوس بوده كه شامل كليه پارامترهاي مستندسازي شده لازم جهت توليد يك آيتم خواهندبود 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 نقشه ها و مشخصه هاي 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 نقشه هاي مهندسي و رويه هاي تست، چندين بار بازنگري و اصلاح مي شوند كه تمام سطوح بازنگري شده از سطح صفر تا آخرين نتايج بايد در بسته اطلاعات فني قرار داده شوند. با اضافه شدن اطلاعات به دست آمده از بازرسي ها و اطمينان كيفيت نمونه هاي توليدشده، به بسته اطلاعات فني، يك بستـــه اطلاعات فني كامل شده به دست مي آيـــد و پس از مطابقت با استانداردهاي بسته هاي اطلاعات فني در انتها يك بسته اطلاعات فني نهايي كامل در ارتباط با محصول كه هدف فراينـــــد مهندسي معكوس است، به دست مي آيد.

 

مزايا و دستاوردهاي مهندسي معكوس

1 – ايجاد توانايي و تقويت تكنيكي – فناوري ساخت ازطريق شناخت و درك كامل محصول (اخذ دانش فني محصول) و به وجود آوردن اعتماد به نفس د ر مهندسان و كارشناسان صنعت در مواجهه با صنايع و فناوري هاي داخلي؛

 

2 – امكان طراحي يك محصول بهنگام، در سطح استانداردهاي جهاني با كشف راههاي جديد بهبود و توسعه محصول، درجهت ارضاي نيازهاي مشتري مثل عملكرد بهتر، افزودن ويژگيها و رفع نواقص محصول. همچنين ارضاي نيازهاي بازار مثل تغيير فناوري يا بهبود آن و كاهش هزينه؛

 

3 – ايجاد توان بالقوه جهت جذب، درانتقال فناوري هاي پيشرفته؛

4 – تربيت نيروي متخصص موردنياز در صنايع استراتژيك؛

5 – به وجود آوردن قدمهاي سيستماتيك براي كمك به درك و مستندسازي طراحي و فرايند طراحي؛

6 – امكان الگوبرداري رقابتي درجهت درك محصولات رقبا و توسعه بهتر محصولات خود؛

7 – امكان انجام مهندسي مجدد با استفاده از دانش فني اخذشده به وسيله مهندسي معكوس.

نتيجه گيري

مهندسي معكوس يكي از روشهاي دسترسي به دانش فني است. لازمه اجراي اين روش وجود نمونه هايي از محصول است كه مبناي كار تحقيقات قرار مي گيرد. در اين روش براي دستيابي به دانش فني به برون فكني اطلاعات فني از طريق تجزيه محصول متوسل مي شويم كه اصطلاحاً كشف كردن (DEFAKTAGE) دانش فني ناميده مي شود. 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 مسئله را نيز با درايت و بررسيهــــاي كارشناسي و تحقيقات پوشش مي دهند، بدون اينكه از ابتدا درگير جزئيات فني و طراحي محصول شده باشند. شايد بتوان از مهندسي معكوس به عنوان كپي برداري آگــــاهانه از يك محصول نام برد،‌روشي كه عده اي از كشورهاي شرق آسيا و اروپا بعداز جنگ جهاني دوم عملاً پياده كردند و درحال حاضر جزء كشورهاي پيشرفته و صنعتي محسوب مي شوند.

 

درهر صورت تجربه هاي مفيدي كه در دهه اخير با حمايت طرح اعطاي كمكهاي فني و تكنولوژيك به صنايع به وسيله تامين سرمايه ارزان و حمايتهاي دولتي ازطريق سياستگذاري مناسب مالياتي و… روي موضوعها و محصولات مختلف در كشور صورت گرفته، همه مؤيد بهره وري و مثمرثمربودن اين استراتژي در پاسخ به نيازهاي كشور است. نكته جالب اينكـــه كارشناسان داخلي با چنين تجربه هايي اعتماد به نفس و جسارت فني لازم براي مواجهه با كارشناسان خارجي در مرحله انتقال فناوري پيدا مي كنند و بديهي است در اين صورت، شرايط جذب كامل مراحل انتقال فناوري، شناختن نقاط كور فني و علمي صنايع داخلي و سعي در برطرف كردن آن، جهت دادن صحيح به انتقال فناوري، مشاوره با مسئولان در راستاي تصميم گيري و عقد قراردادهاي توليد و مشاركت با شركتهاي خارجي و… فراهم خواهدآمد.

 

از مهندسي معكوس در زمينه هاي مختلف سخت افزاري و نرم افزاري ازجمله: 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 ارزان تر باشند، ابزاري براي رقابت، براي بالابردن كارآيي نرم افزارها، مورداستفاده قرار مي گيرد و در حيطه هاي سخت افـــزار و نرم افزار رايانه اي اهميت ويژه اي دارد.