ﻣﻘﺪﻣﻪ
كنجكاوی به انسان ها این امكان را می دهد كه از اشتباهات خود و ديگران ياد بگيرند. اين كنجكاوی از دوران كودكی با باز كردن اسباب بازی ها و تجزيه آن ها آغاز می شود و تا بزرگسالی و تجزيه و تحليل دستگاه های ﭘيچيده ادامه دارد.
مدل يادگيری تجربی ديويد كلب (David A. Kolb) چهار مرحله شامل تجربه مستقيم، مشاهده و تأمل، تشكيل مفاهيم انتزاعی و آزمايش مفاهيم ﺟديد را در بر می گيرد. اين مدل نشان می دهد كه چگونه انسان ها از طريق تجربه واقعی، بازتاب و تحليل آن و آزمون مفاهيم ﺟديد به درک بهتری از موضوعات مختلف دست می يابند.
عقب ماندگی بسياری از كشورهای توسعه نيافته به دليل تغييرات و ﭘيشرفت فناوری است. ﺟمله ای معروف وﺟود دارد كه گفته مي شود «نياز مادر اختراع است» كه نشان می دهد نياز به حل مشكلات يا ﭘر كردن شكاف ها باعث ايجاد فرآيندهای خلاقانه مانند مهندسی معكوس (Reverse Engineering) شده است.
تعاريف متداول مهندسی معكوس
تعريف اول:
مهندسی معكوس فرآيندی است كه طی آن از يك ﺟسم فيزيكی موﺟود، مدلی ديجيتال ايجاد می شود. اين فرآيند به خصوص برای توليد مجدد قطعات و بهينه سازی محصوﻻت كاربرد دارد.
تعريف دوم:
مهندسی معكوس فرآيندی است كه طی آن فن آوری های به كار رفته در يک دستگاه، شیء يا سيستم از طريق تحليل ساختار، عملكرد و وظايف آن كشف می شود. اين فرآيند معموﻻً برای دستيابی به اطﻼعات مربوط به دستگاه های مكانيكی، قطعات الكترونيكی يا نرم افزارها و تحليل ﺟزﺋیات نحوه عملكرد آن ها به منظور نگهداری يا ساخت دستگاه يا برنامه مشابه استفاده می شود.
مهندسی معكوس يكی از روش هايی است كه سازمان ها از طريق اﺟرای آن می توانند فرآيند توليد خود را سرعت بخشند. در اين روش، سطحی از اطﻼعات فنی مورد نياز است كه تمامی تلاش ها در جهت تشخيص ميزان كمبود آن و سپس رفع اين كمبود اطﻼعاتی است، بسته اطﻼعاتی فنی (TDP) ناميده می شود.
تاريخچه مهندسی معکوس
در تمدن های باستانی مانند مصر و چين، از اين روش برای تقليد و بازتوليد تكنيك ها و ابزارهای ديگر ﺟوامع استفاده می شد.
در دوران قرون وسطی، مهندسی معكوس عمدتاً در زمينه هاي نظامی و فن آوری های كشاورزی به كار گرفته می شد. در اين دوره، از مهندسی معكوس برای ساخت ابزارهای ﺟنگی، نظير منجنيق ها و سلاحهای ﺟديد، استفاده می شد.
مهندسی معكوس در ﺟنگ ﺟهانی دوم به اوج خود رسيد. در اين دوره، كشورها به ويژه اياﻻت متحده و آلمان به طور گسترده ای از اين روش برای كپی برداری و بازتوليد تجهيزات نظامی يكديگر استفاده كردند. بسياری از سلاح ها و فن آوری های كليدی از ﺟمله هواﭘیماها و تجهيزات راداری از طريق مهندسی معكوس ساخته شدند و تأﺛیر چشمگيری بر روند ﺟنگ داشتند.
البته گفته می شود كه به طور ﺟدی ژاﭘﻦ در دهه های اول قرن نوزدهم برای اولين بار با دعوت از متخصصان و دانشمندان كشورهای ﭘیشرفته و راه اندازی مراكز تحقيقاتی، صنعتی و كاربردی جهت كپی سازی ماشين آﻻت نساجی انگلستان اقدام به مهندسی معكوس نمود. چين نيز به عنوان دومين كشور در حدود سال ١٩٥٠ به بعد شروع به اين كار كرد.
در دوران مدرن، مهندسی معكوس به يكی از ابزارهای اساسی در تحقيق و توسعه تبديل شد و به ويژه در حوزه فن آوری و صنعت كاربرد زيادی ﭘيدا كرد. امروزه از مهندسی معكوس برای بهبود محصوﻻت، كاهش هزينه ها، و حتی شناسايی نقاط ضعف امنيتی در محصوﻻت استفاده می شود.
ﻣراحل مهندسی معکوس
- هدف گذاری و ﺟمع آوری اطﻼعات
- ارزيابی اطﻼعات و برنامه ريزی
- آناليز عملكرد و دمونتاژ محصول
- آناليز سخت افزاری و نرم افزاری – این بخش كه مهم ترين مرحله در مهندسی معكوس است، شامل موارد زير می شود:
- آناليز مواد
- بررسی فرآيند ساخت
- آناليز ابعادی
- آناليز الكتريكی-الكترونيكی (در صورت نياز)
- بهبود محصول و آناليز ارزش
- برنامه ريزی فرآيند توليد و تهيه ملزومات تضمين كيفيت
- تهيه مستندات نهايی
مهندسی معكوس را می توان در سه فاز كلی نيز معرفی كرد:
- كپی سازی محصول
- بهينه سازی محصول
- دستيابی به علم طراحی محصول
اگر نتوانيم از فاز كپی سازی به بهبود برسيم قطعا در اين ﭘروسه شكست خواهيم خورد.
طبقه بندی انواع مهندسی معكوس
مهندسی معكوس به عنوان يكی از روشهای اساسی و مهم، به ويژه در كشورهای در حال توسعه، برای تحقیق اهدافی نظير كپی سازی و بهينه سازی محصول به منظور دستيابی به فن آوری مطرح است. اين روش می تواند به شكل های زير طبقه بندی شود:
- مهندسی معكوس با استفاده از موﺟودات طبيعی و مكانيزم حاكم بر آنها (بيونيك)
- مهندسی معكوس از روی محصوﻻت نمونه موﺟود (تكنونيك)
- مهندسی معكوس از روی فرآيند كارخانه توليد محصول مورد نظر
- مهندسی معكوس در روند انتقال فن آوری به صورت SKD.CKD: در روش فوق ابتدا محصول كامل (CBU – Completely Build Up) به تعداد مشخصی از ماژول ها تقسيم شده (SKD – Semi Knock Down) و سپس هر ماژول به قطعات سازنده اش به طور كامل تقسيم می شود (CKD – Completely Knock Down)
ﻣﺪل های متداول مهندسی معكوس
- مدل شبكه ای مهندسی معكوس (CTC)
- مدل هاروين: اين مدل شامل سه مرحله اصلی است كه به شرح زير می باشند:
- آناليز سيستم
- آناليز زيرسيستم
- آناليز قطعه برای زيرسيستم های مربوطه
- مدل رن بار: مدل رن بار بر ﭘايه چند اصل كليدی بنا شده است:
- تحليل عملكرد
- تحليل ساختاری
- تجزيه و تحليل هزينه
- بازسازی و بهبود
روش های مهندسی معكوس
- تجزيه و تحليل استاتيك
- تجزيه و تحليل ﭘويا
- تجزيه و تحليل رفتاری
- تجزيه و تحليل سخت افزاری
- بازسازی معكوس
- تجزيه و تحليل مقايسه ای
دﻻيل استفاده از روش مهندسی معكوس
- دسترسی به فن آوری
- تجزيه و تحليل محصوﻻت رقيب
- تهيه قطعات يدكی و ايجاد مراكز تعمير و نگهداری
- تهيه مستندات مربوط به محصول
مدیریت دانش
نكته حاﺋز اهميت در زمينه تهيه مستندات و گردآوری دانش، توﺟه به بحث مديريت دانش در سازمان ها است. مديريت دانش به مستندسازی، نگهداری و بازيابی دوباره دانش، خرد و تجربيات ارزشمند كاركنان سازمان به عنوان بخشی از دارايی های سازمان اشاره دارد. به عبارت ديگر، مديريت دانش تلاشی برای تبدیل دانش كاركنان (سرمايه انسانی) به دارايی مشترک سازمانی (سرمايه فكری ساختاری) است.
خواندن مقاله زیر را پیشنهاد می دهیم:
«چگونه به کارمندان خود انگیزه دهیم؟»
مزایای استفاده از مهندسی معکوس
مزايا و دستاوردهای مهندسی معكوس را می توان در موارد زير خلاصه كرد:
- ايجاد توانايی و تقويت فن آوری ساخت
- انتقال فن آوری های ﭘيشرفته
- تربيت نيروی متخصص
- مستندسازی طراحی و فرآيند طراحی
- الگوبرداری رقابتی
- مهندسی مجدد
- مهندسی ارزش
در واقع بسياری از مديران كمپانی هاي موفق، به صورت متوال بازديدی از ﺟديدترين محصولات عرضه شده در فروشگاه ها و نمايشگاه های برگزار شده انجام داده و ﺟديدترين محصولات عرضه شده مربوط به محصولات كمپانی خود را خريداری نموده و به واحد تحقيق و توسعه (R&D) تحويل می دهند تا نكات فنی مربوط به طراحی و ساخت محصولات مذكور و آخرين تحقيقات، هر چه سريع تر در محصولات شركت فوق نيز مورد توﺟه قرار گيرد.
مهندسی مجدد (Reengineering):
با بهره گيری از دانش فنی به دست آمده از طريق مهندسی معكوس، امكان انجام مهندسی مجدد و بهينه سازی فرآيندها و محصوﻻت وﺟود دارد، كه به افزايش كارايی و كاهش هزينه ها منجر می شود.
مهندسی ارزش
يكی ديگر از اصلی ترين مزيت مهندسی معكوس را می توان مهندسی ارزش برای بهبود ارزش محصول دانست كه شامل اين موارد می شود:
- سهولت در ساخت مانند كاهش تعداد قطعات، استفاده از قطعات استاندارد ، ساده سازی هندسه قطعات
- كاهش هزينه های ساخت
- ساده سازی روش های توليد كه شامل توالی عمليات ها و فرايند های توليد است.
- بهبود نرخ توليد و قابليت توليد انبوه
خواندن مقاله زیر را به شما پیشنهاد می دهیم:
«نتایج پاداش و تنبیه در سازمان – نظریه تقویت اسکینر»
كاربردهای مهندسی معكوس در صنايع مختلف
- بازسازی و تعمير قطعات صنعتی قديمی
- تحليل محصوﻻت رقبا در صنعت خودرو
- افزايش امنيت در نرم افزارها و فن آوری های ديجيتال
- توسعه نرم افزارهای كاربردي و بهينه سازی بازی های ويدﺋويی
- طراحی و توسعه محصوﻻت نوآورانه در صنعت الكترونيك
- تحقيق و توسعه در حوزه ﭘزشكی
- توسعه ابزارهای آموزشی و كمك آموزشی
وجوه تمايز مهندسی مستقيم و مهندسی معكوس
| معیار مقایسه | مهندسی مستقیم | مهندسی معکوس |
| مشخصات محصول | بهینه سازی محصول از سوی ذی نفعان | کشف مشخصات بهینه |
| هدف | تولید محصول و ارائه آن به بازار | به دست آوردن تکنولوژی طراحی جهت تولید محصولات نسل های بعدی با تکنولوژی بالاتر |
| فرآیند تولید | در دسترس بودن اطلاعات مرتبط با روش تولید محصول | عدم دسترسی با اطلاعات |
| زمان تولید محصول | قبل از تولید اولیه | بعد از تولید اولیه |
| نحوه طراحی | انتقال مفاهیم سطح بالا به سطوح جزئی | تجزیه و تحلیل طراحی |
در واقع بر خلاف طراحی مستقيم كه از تحليل به سمت توليد حركت می كند، مهندسی معكوس با توليد شروع كرده و به سمت تحليل حركت مي كند. اين روش به مهندسين كمک می كند تا اطلاعات و بينش های ارزشمندی از محصوﻻت موﺟود به دست آورند و از آن ها برای طراحی محصوﻻت ﺟديد استفاده كنند.
ﻣوانع و چالش های پذيرش مهندسی معكوس در صنايع مختلف
- هزينه های باﻻ
- نياز به آموزش و تخصص
- عدم حمايت مديريت ارشد
- عدم هماهنگی منابع
جنبه های قانونی مهندسی معكوس
با ﭘيشرفت سريع تكنولوژی، قوانين موﺟود گاهی از ﭘيشرفت های فن آوری عقب می مانند و اين موضوع در حوزه نرم افزار بسيار بارز است. قوانين كپی رايت كه برای محافظت از آﺛار ادبی ايجاد شده بودند، به راحتی به نرم افزارها قابل اعمال نيستند. اين امر باعث بروز مشكلاتی در تعيين حدود حقوق و مسئوليت ها برای برنامه نويسان و شركت ها می شود.
براي مثال پرونده Atari در ﻣﻘابل Nintendo، در اين ﭘرونده، دادگاه به مسائلی مانند كپی برداری از كدهای نرم افزاری و حقوق استفاده منصفانه ﭘرداخته است.
اتاق پاک
طراحی اتاق ﭘاک كه به آن روش ديوار چينی نيز گفته می شود، كپی كردن يك طراحی به كمک مهندسی معكوس و سپس بازآفرينی آن بدون نقض كپی رايت و اسرار تجاری در ارتباط با طرح اصلی است. در واقع چون اين روش مبتنی بر اختراع است و فقط از طرح اوليه محصولی ديگر استفاده می شود، قوانين كپی رايت نيز نقض نمی شوند.
فن آوری های اسكن سه بعدی در مهندسی معكوس
اين فرآيند شامل سه مرحله است:
- اسكن كردن
- ﭘردازش نقاط
- توسعه مدل مهندسی
نمونه های واقعی مهندسی معكوس
- بوﺋينگ ٧٧٧
- مهندسی معكوس خودروهای تسلا
- تجزيه و تحليل هواﭘيمايیميگ٢٥- روسی توسط آمريكا
- شبيه سازی بازی های كلاسيک در دستگاه های جديد
- بازسازی قطعات هواﭘيمای نظامی F-14
ﺟمع بندی
مهندسی معكوس به عنوان يک ابزار استراتژيک به كشورها و شركت ها اﺟازه می دهد تا فن آوری های ﭘيشرفته را بدون نياز به سرمايه گذاری های كلان در تحقيق و توسعه، به دست آورند. با اين حال، موفقيت در اين فرآيند نيازمند دقت در تحليل، رعايت ملاحضات حقوقی و استفاده از ابزارهای ﭘیشرفته است. نمونه های تاريخی مانند ژاﭘﻦ و ﭘروژه های نرم افزاری نشان می دهند كه اين روش می تواند به ﭘيشرفت چشمگيری در صنايع مختلف منجر شود.
منبع اصلی
کتاب: