مهندسی معکوس

طی سالهای اخیر مقوله ای چون توسعه بازار و صادرات ازجمله مواردی بوده كه بزرگترین دغدغه خاطر مدیران ارشد سازمانهای مهندسی و تولیدی را به خود اختصاص داده است. سوالی كه همیشه مطرح بوده، این است كه چگونه می توان دركوتاهترین زمان فاصله خودرا با كشورهای پیشرفته كاهش داد و در بازرگانی جهانی سهم مناسبی داشت؟ بررسی كشورهایی كه مانند كشور ما فناوری را به مرور زمان به دست نیاورده و در مقطعی از زمان سعی در احاطه یافتن بر آن داشته اند، نشان می دهد كه در اولین گام، اقدام به استفاده گسترده از روش مهندسی معكوس جهت درك اولیه محصولات و سپس ساخت و ارتقای آنها باتوجه به نیازهای خود روش مناسبی است. اشاعه ونظارت برحسن اجرای فرایند سیستماتیك مهندسی معكوس و به كارگیری ابزارها و تكنیك های مهندسی در این فرایند نیز می تواند تاثیر بسزایی در دستیابی به دانش فنی محصولات تولیدی (كه اكنون به دلیل عدم به كارگیری به صورت سیستماتیك، محقق نشده) دركمترین زمان و با حداقل هزینه، داشته باشد.
در این مقاله ضمن بیان استراتژی های مختلف فناوری، جایگاه تحقیق و توسعه در دستیابی به آنها و سپس انتخاب استراتژی مهندسی معكوس به عنوان یك راه مناسب پیشرفت برای كشورهای درحال توسعه، متدولوژی این سیستم به صورت خلاصه ارائه شده است.
بی شك شناخت محصول و درك عوامل موثر در مشخصه های آن، اولین پیش نیاز بهبود كیفیت و نوآوری است كه لازمه آن درك مهندسی از مبانی عملكردی قطعه است.
مهندسی معكوس برای بازیابی و تشخیص اجزای متشكله یك محصول بویژه در صورت عدم دسترسی به طراحی اولیه كاربرد داشته و برای نگهداری، گسترش و توسعه امكانات موجود و مهندسی مجدد (RE-ENGINEERING) مورداستفاده قرار می گیرد.
این روش ، روش پذیرفته ای برای كشورهای درحال توسعه به شمار می رود. در این فرایند ابتدا میزان كمبود اطلاعات فنی برای پشتیبانی از تولید یك محصول معین می شود. سپس با انجام یك كار تیمی منسجم، متشكل از متخصصان و محققان رشته های مختلف علوم پایه به همراه مدیریت و سازماندهی مناسب تشكیلات تحقیقاتی و توسعه ای (R&D) سعی می شود مدارك 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.
فعالیتهای تحقیق و توسعه به مفهوم عام همیشه دو محصول را به همراه داشته است: یكی دانش و معلومات و دیگری فناوری و فن. نقش فعالیتهای تحقیق و توسعه در ایجاد فناوری تاحدی است كه اندیشمندان گفته اند فناوری محصولی است كه دركارخانجات تحقیق و توسعه تولید شده است.
فناوری شاه كلید توسعه ونیرومندترین عامل تحول اقتصادی در جوامع است. در اطلس فناوری فناوری تركیب پیچیده ای از چهار عنصر، به شرح زیر معرفی گردیده است.
۱ - سخت افزار و ماشین آلات؛
۲ - دانش فنی یا ابزار اطلاعاتی؛
۳ - توانائیها شامل مهارتها وابتكارات انسانی؛
۴ - سازماندهی و مدیریت فناوری شامل مكانیسم هایی كه برای تسهیل در
ادغام موثر عناصر بالا موردنیاز است. حال كه اهمیت فناوری در توسعه ملی و نقش تحقیق و توسعه در دستیابی به فناوری مورد یادآوری قرار گرفت به بیان مراحل عمر فناوری ها می پردازیم.
سیكل عمر هر فناوری شامل این مراحل است:
مرحله طراحی؛
مرحله معرفی؛
مرحله رشد؛
مرحله بلوغ و اشباع؛
مرحله افول.
● استراتژی های دستیابی به فناوری و محصولات
اصولاً برای دستیابی به فناوری به عنوان یك محصول صنعتی راههای گوناگونی وجود دارد كه هر كشوری در هریك از زمینه های صنعتی باتوجه به ساختار علمی و صنعتی خود و میزان خوداتكایی در زمینه های علوم و فنون، میزان دسترسی به منابع ارزی موردنیاز، مواد اولیه داخلی، نوع و كیفیت نیروهای متخصص، روابط سیاسی بین المللی و منطقه ای، آنها را به كار می بندد. در زیر انواع مهم استراتژی های دستیابی به محصول جدید و فناوری موردنظر را بیان می كنیم:
۱ - استراتژی نوآوری و طراحی تا تولید محصول از طریق فعالیتهای تحقیق تا تولید؛
۲ - استراتژی توسعه فناوری؛
۳ - استراتژی كپی سازی ومهندسی معكوس؛
۴ - استراتژی انتخاب، انتقال و بومی كردن فناوری؛
۵ - استراتژی استفاده موثر از امكانات و فناوری موجود؛
۶ - استراتژی خرید كارخانه و پروسه تولید به صورت تحویل كامل؛
۷ - استراتژی خرید كالا و فناوری موردنظر.
ضرورت شناخت رفتار فناوری برای انتخاب استراتژی مناسب: یكی از تصمیم گیریهای استراتژیك در زمینه دستیابی به یك محصول و یا فناوری، انتخاب مناسبترین روش دستیابی به آن است كه این تصمیم گیری به مرحله رشد و توسعه آن محصــــول یا فناوری (در مهد شكل گیری و پیدایش و تكامل آن فناوری) بستگی شدیدی دارد. مثلاً اگر یك فناوری در مهد پیدایش خود (كشور اولیه) در مرحله معرفی باشد، اقدام برای دستیابی به آن ازطریق انتقال فناوری كاری نسنجیده است. همچنین اگر محصول در مهد پیدایش خود در مرحله افول بوده و فناوری برتری جایگزین آن شده باشد، اقدام برای دستیابی به محصول اولی ازطریق همین استراتژی، كاری مخاطره آمیز است.
اصولاً اقدام برای انتقال فناوری درمورد محصولاتی كه در مهد پیدایش خویش مرحله معرفی را سپری كرده و در مرحله رشد هستند برای كشورهای درحال توسعه معقول تر است. در این صورت اقدام یك كشور درحال توسعه برای دستیابی به عین این محصول یا فناوری ازطریق استراتژی تحقیق تا تولید، امری غیراقتصادی و غیرعاقلانه خواهدبود مگرآنكه اهدافی مانند تقویت پایه های علمی و فنی كشور مطرح باشد كه بازهم انتخاب این استراتژی احتمالاً امری مطلوب نخواهدبود. هرچه درجه تكامل یك فناوری بیشتر باشد تا قبل ازمرحله افول و منسوخ شدن، استراتژی خرید محصول و فناوری مقرون به صرفه تر خواهدبود.
استراتژی موردنظر در این مقاله بنابر نیازهای تكنولوژیك كشورهای درحال توسعه مانند ایران وجبران این خلاء تكنولوژیك با كشورهای پیشرفته با بیشترین سرعت، استراتژی مهندسی معكوس است كه در ادامه به بیان متدولوژی آن خواهیم پرداخت.
● متدولوژی مهندسی معكوس
مهندسی معكوس یكی از روشهایی است كه شركتها با به كارگیری آن، فرایند تكوین محصول خود را سرعت می بخشند. این روش در كشورهای درحال توسعه چون ایران كه ازنظر دانش طراحی محصول و فناوری تولید عقب تر از كشورهای پیشرفته هستند، پاسخی به افزایش توان طراحی و تسریع فرایند تكوین است.
ایجاد یك روش منطقی و سیستماتیك برای تعیین میزان كمبود اطلاعات فنی برای پشتیبانی از تولید یك محصول و سپس انجام یك كار تیمی منسجم برای تكمیل این اطلاعات، مجموعه عملیاتی است كه در فرایند مهندسی معكوس به وقوع می پیوندد. سطحی از اطلاعات فنی موردنیاز كه كلیه تلاشها در راستای تشخیص میزان كمبود آن و سپس رفع این كمبود اطلاعاتی است، بسته اطلاعات فنی (TECHNICAL DATA PACKAGE=TDP) نامیده می شود.
به رغم ظرافت و نیاز به دقت بسیار زیاد در مهندسی معكوس، كاهش زمان عملیات امری بسیار مهم در این زمینه است. در اینجا شرح مختصری از فرایند كلی مهندسی معكوس و متدولوژی آن بیان می شود:
مرحله اول - تجزیه وتحلیل عملكردی / اقتصادی: این فعالیت شامل ۲ بخش است:
الف - هدف گذاری و جمع آوری اطلاعات: در این مرحله توسعه محصول، رفع عیب محصول و خودكفایی معرفی و سپس هدف از انجام پروژه درمورد هریك تبیین می شود. هدف از فاز جمع آوری اطلاعات این است كه كلیه مستندات جمع آوری شده و تولید اطلاعات و مستندات فنی درحین اجرای مهندسی معكوس آسان گردد.با روشهایی چون شناسایی موردهای مشابه، جمع آوری اطلاعات در زمینه تولیدكنندگان و موردبررسی قراردادن قطعات و مجموعه های مونتاژی یك سطح بالاتر كه اطلاعات موجود درمورد عوامل خروجی و ورودی، قطعات مجاور و مصرف نهایی را مشخص می سازد، مشخصات و توضیحات مربوط به خرید قطعات، فهرست قطعات و شماتیك ها كه اطلاعات اولیه برای بررسی پیكربندی یك قطعه و یا یك مجموعه را دراختیار قرار می دهند می توان بسته اطلاعات فنــــی را به دست آورد. طبیعی است كه با طبقه بندی سطح اطلاعاتی در فرایندهای مهندسی، این فعالیت جامع تر و سیستماتیك تر انجام می شود و از دوباره كاریهای احتمالی جلوگیری و در هزینه ها صرفه جویی به عمل خواهدآمد.
ب - ارزیابی اطلاعات و برنامه ریزی: هدف از انجام این فاز، مشخص كردن سطح اطلاعات ناقص موردنیاز و نیز تخمین هزینه انجام مهندسی معكوس است. باتوجه به این سطح تخمین زده شده، برآوردهای اولیه روی تخصصها، آزمایشات، تجهیزات و... برای اجرای مهندسی معكوس صورت می گیرد و پس ازتخمین هزینه، تخصیص منابع و برآورد زمان معقول برای تولید این اطلاعات برای كامل كردن بسته اطلاعات فنی، نمودار گانت اجرایی پروژه ارائه می شود و یك نقشه برای روند كار حاصل می آید.
مرحله دوم - آنالیز عملكرد و دمونتاژ مورد: هر مـــوردی می تواند متشكل از چند جزء (مكانیسم ها و اجزای مختلف) باشد كه هریك وظیفه خاصی را برعهده دارند و برآیند آنها وظیفه موردنظر را برای مورد به وجود می آورد. و در این مرحله از فرایند، تیم مهندسی معكوس باید بتواند پارامترها و مشخصه های مهم ورودی و خروجی هر جزء را شناسایی كند. پس از شناسایی اجزاء و ورودی و خروجیهای آن (با استفاده از قضاوت مهندسی، طراحی آزمایشات، شبیه سازی رایانه ای و...)، باید عملكرد اجزاء با مدارك فنی موجود ممیزی شود تا مغایرتهای آن مشخص شود (FUNCTIONAL CONFIGURATION AUDIT= فاز FCA = ممیزی عملكرد فنی اجزاء). درادامه اطلاعات فنی موردنیاز اجزاء ازطریق آزمایش استخراج می شود. (فاز PCA یا ممیزی فیزیكی اجزاء (PHYSICAL CONFIGURATION AUDIT) تفكیك و مونتاژ اجزاء، درصورتی كه قابل تجزیه به اجزای سطح پایین تر باشـــد، می تواند تا رسیدن به سطح قطعه ادامه یابد تا اینكه یك سطح برای مونتاژ بیان شود. درتفكیك بایـــد وظیفه عملكردی اجزای پایین تر شناسایی شود تا ممیزی عملكرد فنی اجزاء و ممیزی فیزیكی اجزاء بر روی آنها نیز صورت گیرد.
در انتهای این مرحله بسته های اطلاعات فنی كه طی عملیات ممیزی عملكرد فنی اجزاء و ممیزی فیزیكی اجزاء ایجاد و تكمیل شده اند پس از صحه گذاری، اطلاعات لازم درباره تهیه نقشه های سطح یك (كه چگونگی حركت مكانیسمها و انتقال عملكرد به اجزای دیگر را كاملاً مشخص می كنند) را فراهم خواهندآورد.
مرحلــــــــه سوم - آنالیز سخت افزاری و نرم افزاری: این فعالیت كه مهمترین بخش مهندسی معكوس است شامل موارد زیراست:
الف) آنالیز مواد: با آنالیز شیمیایی و متالورژیك، مطالعه لایه های سطحی، اندازه گیری خواص مكانیكی، بررسیهای ساختاری و عیوب انجام می گیرد؛
ب) بررسی فرایند ساخت: باتوجه به نوع سطوح فیزیكی در قطعه، فرایند ممكن برای تولید این سطوح، بررسی تنشهای سطحی و ساختار میكروسكوپی و اندازه گیری بعضی از ویژگیهای غیـــربحرانی مانند صافی سطح كه به طورفرعی در تشخیص فرایند ساخت كمك می كند، انجام می شود.
ج) آنالیز ابعادی: كه مشتمل بر مراحلی چون اندازه گیری ابعادی، آنالیز تلرانس و آنالیز حساسیت است؛
د) آنالیز الكتریكی - الكترونیكی درصورت نیاز: باتوجه به مشخصه های خروجی مدار، مسیر مدارها، مواد، روشهای زدودن پوششها، اتصالات موردنیاز برای تولید مجدد.
نتایج حاصل از این قسمت در نقشه های سطح ۲ ثبت و ترسیم می شوند.
مرحله چهارم - بهبود محصول و آنالیز ارزش: با استفاده از اطلاعات جدید تهیه شده هنگام فرایند و انجام بازنگری مهندسی ارزشی در كاندیداهای درنظرگرفته شده برای مهندسی معكوس می توان برخی از حوزه های پرهزینه مثل عیوب طراحی، طراحی اضافی، عملكرد بهبود، محدودیتهای بیش از حد درمورد تلرانس ها، نیازمندیهای بیش از اندازه برای عملكردها و... را آشكار و آنها را قبل از تكمیل فرایند اصلاح كرد.
مرحله پنجم - برنامه ریزی فرایند تولید و تهیه ملزومات تضمین كیفیت: در این مرحله كلیه بسته های اطلاعاتی كه تاكنون كامل شده از دیدگاه قابلیت تولید و فرایندهای ساخت موردتوجه قرار می گیرند. به طور خلاصه خروجی این مرحله به ایجاد نقشه های سطح ۳ منجرمی شود كه ملزومات ضروری و موردنیاز واحدهای طراحی، مهندسی، ساخت وكنترل كیفیت را برای دستیابی یا ساخت آیتم موردنظر شامل می شود.
به طوركلی نقشه های سطح ۳ نتیجه فرایند مهندسی معكوس بوده كه شامل كلیه پارامترهای مستندسازی شده لازم جهت تولید یك 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 كافی از صحت و دقت و كامل بودن نقشه ها و مشخصه های ایجاد شده توسط فرایند مهندسی معكوس حاصل شود.
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 كه 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 كیفیت نمونه های تولیدشده، به بسته اطلاعات فنی، یك بستـــه اطلاعات فنی كامل شده به دست می آیـــد و پس از مطابقت با استانداردهای بسته های اطلاعات فنی در انتها یك بسته اطلاعات فنی نهایی كامل در ارتباط با محصول كه هدف فراینـــــد مهندسی معكوس است، به دست می آید.
● مزایا و دستاوردهای مهندسی معكوس
۱ - ایجاد توانایی و تقویت تكنیكی - فناوری ساخت ازطریق شناخت و درك كامل محصول (اخذ دانش فنی محصول) و به وجود آوردن اعتماد به نفس د رمهندسان و كارشناسان صنعت در مواجهه با صنایع و فناوری های داخلی؛
۲ - امكان طراحی یك محصول بهنگام، در سطح استانداردهای جهانی با كشف راههای جدید بهبود و توسعه محصول، درجهت ارضای نیازهای مشتری مثل عملكرد بهتر، افزودن ویژگیها و رفع نواقص محصول. همچنین ارضای نیازهای بازار مثل تغییر فناوری یا بهبود آن و كاهش هزینه؛
۳ - ایجاد توان بالقوه جهت جذب، درانتقال فناوری های پیشرفته؛
۴ - تربیت نیروی متخصص موردنیاز در صنایع استراتژیك؛
۵ - به وجود آوردن قدمهای سیستماتیك برای كمك به درك و مستندسازی طراحی و فرایند طراحی؛
۶ - امكان الگوبرداری رقابتی درجهت درك محصولات رقبا و توسعه بهتر محصولات خود؛
۷ - امكان انجام مهندسی مجدد با استفاده از دانش فنی اخذشده به وسیله مهندسی معكوس.
●● نتیجه گیری
مهندسی معكوس یكی از روشهای دسترسی به دانش فنی است. لازمه اجرای این روش وجود نمونه هایی از محصول است كه مبنای كار تحقیقات قرار می گیرد. در این روش برای دستیابی به دانش فنی به برون فكنی اطلاعات فنی از طریق تجزیه محصول متوسل می شویم كه اصطلاحاً كشف كردن (DEFAKTAGE) دانش فنی نامیده می شود. در این فرایند، كارشناسان مربوطه، مشخصات، هدف و شرایط طراحی محصول را درنظر گرفته و سعی در ساخت و تولید محصول طبق استانداردهای ملی و رایج خود دارند و نقاط مجهول و ناشناخته مسئله را نیز با درایت و بررسیهــــای كارشناسی و تحقیقات پوشش می دهند، بدون اینكه از ابتدا درگیر جزئیات فنی و طراحی محصول شده باشند. شاید بتوان از مهندسی معكوس به عنوان كپی برداری آگــــاهانه از یك محصول نام برد،‌روشی كه عده ای از كشورهای شرق آسیا و اروپا بعداز جنگ جهانی دوم عملاً پیاده كردند و درحال حاضر جزء كشورهای پیشرفته و صنعتی محسوب می شوند.
درهر صورت تجربه های مفیدی كه در دهه اخیر با حمایت طرح اعطای كمكهای فنی و تكنولوژیك به صنایع به وسیله تامین سرمایه ارزان و حمایتهای دولتی ازطریق سیاستگذاری مناسب مالیاتی و... روی موضوعها و محصولات مختلف در كشور صورت گرفته، همه مؤید بهره وری و مثمرثمربودن این استراتژی در پاسخ به نیازهای كشور است. نكته جالب اینكـــه كارشناسان داخلی با چنین تجربه هایی اعتماد به نفس و جسارت فنی لازم برای مواجهه با كارشناسان خارجی در مرحله انتقال فناوری پیدا می كنند و بدیهی است در این صورت، شرایط جذب كامل مراحل انتقال فناوری، شناختن نقاط كور فنی و علمی صنایع داخلی و سعی در برطرف كردن آن، جهت دادن صحیح به انتقال فناوری، مشاوره با مسئولان در راستای تصمیم گیری و عقد قراردادهای تولید و مشاركت با شركتهای خارجی و... فراهم خواهدآمد.
از مهندسی معكوس در زمینه های مختلف سخت افزاری و نرم افزاری ازجمله: برای غلبه بر عیبها یا گسترش تواناییهای دستگاههای موجود، تهیه قطعات یدكی و ایجاد مراكز تعمیر و نگهداری دستگاههای پیشرفته، به عنوان ابزاری برای یادگیری، ابزاری برای ساختن محصولات جدید و سازگار كه از محصولات موجود در بازار ارزان تر باشند، ابزاری برای رقابت، برای بالابردن كارآیی نرم افزارها، مورداستفاده قرار می گیرد و در حیطه های سخت افـــزار و نرم افزار رایانه ای اهمیت ویژه ای دارد.

منابع:
۱ - اخوان، امیرناصر مروری بر كپی سازی و مهندسی معكوس صنایع هوایی، شماره ۷۷، آبان ۷
۲ - پاك نظر، ثریا مهندسی معكوس روشی برای تولید محصولات جدید وب، شماره ۲۴، خرداد ۸۱
۳ - جایگاه و نقش فعالیتهای تحقیق در استراتژیهای دستیابی به تكنولوژی موردنیاز كشور پیام پولاد، شماره ۱۰، مهر ۷۳
۴ - سیدحسینی سیدمحمد - ناظمی جمشید توسعه ساختارهای مهندسی و تكوین محصول در صنعت مجله علمی پژوهشی اقتصاد و مدیریت، شماره ۴۶، پاییز ۷۹
۵ - فتحی علیرضا مهندسی معكوس كارآفرین، شماره ۹، مهر و آبان ۸۰
۶ - مهندسی معكوس راهی برای احاطه برمبانی طراحی، پیام ایران خودرو، شماره ۴۶، مرداد ۷۹
۷ - مهندسی معكوس (یك ضرورت)، شركت خدمات علمی صنعتی استان تهران، صنعت خودرو، شماره ۲۲، مهر ۷۸
۸ - ناطق محمدجواد تامین سرمایه ارزان به عنوان یكی از روشهای موثر حمایتی دولت از توسعه تكنولوژی ملی، صنعت و توسعه، شماره ۱۶، مهر و آبان ۷۶
۹ - هلالی، حسن مهندسی معكوس اطلاعات علمی، شماره ۲، آذر ۷۳
سیدمحمدحسین حجتی: عضو هیئت علمی بخش مهندسی صنایع دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز
عباس طالب بیدختی: عضو هیئت علمی بخش مدیریت دانشگاه آزاد اسلامی واحد گچساران

منبع : ماهنامه تدبیر