مهندسی معکوس چیست؟

آیا شما هم در کودکی، دل و روده اسباب بازی خودتان را بیرون ریخته‌اید؟ اگر پاسختان مثبت است، پس از همان زمان به طور تصادفی مقدمات مهندسی معکوس را فراهم می‌کردید!

مهندسی معکوس فرآیند بازیابی یک محصول با کمک ارزیابی عملکرد یا ساختارش است. به طور کلی، مهندس در حین طراحی محصول، طرحش را ترسیم، نقشه‌ها را ساخته و سپس محصول نهایی را تولید می‌کند. اما همین مهندس در حین مهندسی معکوس، کارش را از محصول نهایی شروع کرده و روی فرآیند طراحی و مشخصات طراحی محصول کار می‌کند. این کار برای به دست آوردن تمام اطلاعات حیاتی در مورد طراحی محصول و روش‌های مختلف ساخت، انجام می‌شود.

به نظرتان مهندسی معکوس در چه مواردی قابل استفاده است؟ اصلاً، نمونه‌های برتر مهندسی معکوس کدامند؟ در ادامه، به این موارد اشاره خواهیم کرد.

مهندسی معکوس چه کاربردی دارد؟

با مهندسی معکوس، اطلاعاتی را در مورد طراحی محصول، ابعاد آن، خواص مواد اولیه و غیره، جمع آوری کنید. به عبارت ساده، نقشه‌ای از آنچه در طرح اصلی یک محصول آمده را در اختیار شما قرار می‌دهد. اما چرا کسی باید یک محصول را از هم بشکافد؟

چون مهندسی معکوس راهی برای بازسازی طرح‌ محصولات یا اجزایی است که احتمالا دیگر تولید نمی‌شوند. شاید طرح اولیه برخی از آنها از بین رفته یا گم شده است. در این صورت با کمک مهندسی معکوس، مراحل طراحی را بررسی کنید و از این اطلاعات برای تعمیر، بازسازی یا بهبود محصول جدید استفاده کنید. این فرآیند از نظر اخلاقی برای بهبود محصول، کارآیی در تولید و مقرون به صرفه بودن، استفاده می‌شود.

مطلب پیشنهادی: فناوری اطلاعات چیست؟

همچنین مهندسی معکوس در مورد رقابت کشورها، تحریم‌ها و مباحث نظامی هم کاربرد دارد. کشورهایی که از نظر اقتصادی یا فناوری ضعیف هستند، در معرض تحریم هستند و یا به هر علتی فناوری ساخت وسیله ای را ندارند، زمانی که بتوانند آن وسیله یا تجهیزات را به نوعی تهیه کنند، آن را مهندسی معکوس می‌کنند تا به قطعات و فناوری ساخت آن جهت تولید دست پیدا کنند. مهندسی معکوس مخصوصا در عرصه نظامی، کاربرد فراوانی دارد، چون کشورها به راحتی تجهیزات یا دانش نظامی پیشرفته خود را در اختیار سایر کشورها قرار نمی‌دهند.

حوزه‌های مهندسی معکوس

در ادامه به برخی از حوزه‌های کاربردی مهندسی معکوس اشاره خواهیم کرد:

بهبود قطعات

شاید یک محصول یا جزئی از آن، نیاز به ارتقا دارد. اگر هیچ قطعه جایگزینی در بازار پیدا نکردید، می‌توانید یک کپی از طرح اصلی را با کمک مهندسی معکوس تهیه کنید. می‌توانید قطعات را از نظر وجود خرابی بررسی کنید و این قطعات را برای افزایش استحکام یا به کارگیری مواد اولیه قوی تر، دوباره طراحی کنید.

تعویض قطعات قدیمی با مهندسی معکوس

یکی از رایج‌ترین کاربردهای مهندسی معکوس، جایگزینی قطعات قدیمی ‌است که شامل بررسی و بازتولید قطعات منتخب ماشین‌های بزرگتر برای حفظ کارکرد آنها می‌شود.

به عنوان مثال، شاید یک کارخانه دارای محفظه موتور بزرگ است که کل سیستم نوار نقاله را در طول شیفت کاری روزانه، فعال نگه می‌دارد. هر چند وقت یکبار یکی از قطعات دستگاه فرسوده می‌شود و نیاز به تعویض دارد. اگر دستگاه قدیمی‌ است، شاید دیگر قطعاتش تولید نشوند.

در حالی که کارخانه می‌تواند سرمایه گذاری هنگفتی روی یک سیستم نوار نقاله جدید انجام دهد، اما گزینه ارجح این است که همان تجهیزات را حفظ کند و قطعه معیوب را جایگزین کند. با مهندسی معکوس، می‌توانید از یک اسکنر سه بعدی برای تولید نسخه دیجیتالی طراحی قسمت معیوب استفاده کنید.

بسته به اندازه و پیچیدگی قطعه مورد نظر، هزینه اولیه برای مهندسی معکوس آن با قیمت مدل جدیدتر فرق دارد. با این حال، هنگامی‌ که یک کپی دیجیتالی از طرح اصلی ایجاد کردید و با موفقیت آن قسمت را تکرار کردید، می‌توانید از آن اطلاعات برای بازسازی مجدد استفاده کنید. پس با مهندسی معکوس فارغ از فعالیت سازندگان اصلی قطعه، قادر به بازتولید قطعات قدیمی خواهید بود.

تهیه مدل‌های CAD قابل اعتماد

مهندسی معکوس شامل استفاده از فایل‌های CAD (نرم‌افزار طراحی به کمک کامپیوتر) است. فایل CAD برای بررسی فرآیند تولید و یافتن راه‌هایی برای افزایش بهره وری استفاده می‌شود. این فایل به مهندسان کمک می‌کند تا داده‌های دقیق را ضبط کرده و در زمان صرفه جویی کنند.

شناسایی عیوب محصولی

با کمک مهندسی معکوس، عیب یا نقص محصولات را پیدا کنید. محصول موجود را بررسی و قطعات معیوب را شناسایی کنید تا از ایمنی و رفاه کاربران اطمینان حاصل کنید. نگاه کردن به فایل‌های دیجیتالی ایجاد شده از طریق مهندسی معکوس، ایرادات را به وضوح نشان می‌دهد تا بتوانید برای تعمیر یا تعویضش، برنامه ریزی کنید.

تکنیک‌های مهندسی معکوس، نقش ارزشمندی در تحلیل شکست دارند. اگر دستگاهی از کار بیفتد، شاید باید آن را از هم جدا کنید یا فایل‌های طراحی را بررسی کنید تا علت را مشخص کنید. هنگامی ‌که این اطلاعات را دارید، می‌دانید که چگونه محصول را تعمیر یا بهبود دهید تا دوباره به درستی کار کند.

مطلب پیشنهادی: MVP چیست؟

فرآیند مهندسی معکوس چگونه است؟

مهندسی معکوس برای کپی کردن محصولات یا اجزای موجود، حتی بدون داشتن هر گونه مدارک، مدل یا نقشه مناسب است. تقریباً هر صنعتی از صنایع تولیدی تا خودروسازی، هوافضا یا هسته‌ای، می‌تواند داده‌ها را جمع‌آوری و از این فرآیند استفاده کند.

1. اطلاعات را جمع آوری کنید

مرحله اولیه در مهندسی معکوس شامل جمع آوری اطلاعات در مورد محصول است. معمولاً این فرایند شامل شناسایی طرح‌های منبع، تعیین اندازه‌گیری محصول یا کشف کدگذاری منبع یک دستگاه است. به عنوان مثال، مهندسان می‌توانند عرض، ارتفاع و طول اجزای اصلی محصول را اندازه گیری کنند. جمع‌آوری اطلاعات مرتبط، حیاتی است، زیرا به مهندسان اجازه می‌دهد تا قبل از برچیدن یا تخریب محصول، آن را تا حد امکان بشناسند. معمولا این ابعاد به عملکرد محصول هم مربوط است.

این داده‌های محصولی به مهندسان برای تهیه یک مدل مناسب، کمک می‌کنند. به عنوان مثال، تکنسین‌ها در هنگام مهندسی بک اند یک برد مدار چاپی (PCB)، اجزای روی برد را شناسایی می‌کنند. آنها ابتدا اجزایی مانند خازن‌ها، مقاومت‌ها، ترانزیستورها، ال ای دی‌ها و سلف‌ها را شناسایی می‌کنند. بنابراین طراحی برد مدار چاپی (PCB) چیدمان و قابلیت‌های آن را تعیین می‌کنند.

2. یک طرح یا مدل بسازید

تیم مهندسی پس از جمع‌آوری اطلاعات، می‌تواند طرح یا مدلی از قطعه یا محصول را بسازد. این مرحله شامل ایجاد یک مدل سه بعدی است که تمام بخش‌های محصول را به دقت نمایش می‌دهد. بنابراین مهندسان هر قسمتی را بررسی و تحلیل می‌کنند تا به راحتی مشخصات آن را تعیین کنند. همچنین می‌توانند هدف هر قسمت از طراحی و هدف کلی محصول را بشناسند. مهندسان برای دستیابی به این هدف و مدلسازی دقیق، می‌توانند نرم‌افزار طراحی کامپیوتری (CAD)، دستگاه‌های اندازه‌گیری مختصات، اسکنرهای لیزری، دیجیتال سازهای نوری و اسکنرهای توموگرافی کامپیوتری صنعتی را به کار بگیرند.

برای مثال، زمانی که مهندسان می‌خواهند کامپیوتری را مهندسی معکوس کنند، از نمای نزدیک برد، عکس می‌گیرند. آنها این کار را از روبرو و عقب انجام می‌دهند و پیکربندی برد را ثبت می‌کنند. پس از تأیید صحت این مدارک، می‌توانند به مرحله بعدی بروند.

3. جداسازی قطعات را شروع کنید

پس از اینکه تیم مهندسی، مدل را تهیه و ارزیابی کرد، می‌توانید محصول را از هم جدا کنید. اغلب، این فرایند شامل جداسازی لایه به لایه برای ارزیابی بیشتر محصول است. سازماندهی قطعات به ترتیب جدا شدن، مونتاژ مجدد را آسان تر می‌کند. معمولاً وقتی تیم مهندسی هر قسمت را جدا می‌کند، می‌تواند محصول را تجزیه و تحلیل، اسکن و اندازه‌گیری کند تا بفهمد که چگونه هر مورد به طور کامل کار می‌کند. به عنوان مثال، تیم در مورد برد مدار چاپی یا PCB، هر جزء را به صورت متوالی از برد جدا می‌کند. آنها می‌توانند هنگام سازماندهی قطعات، آنها را برای تعمیر شدن، کنار بگذارند.

4. محصول را ارزیابی کنید

تیم مهندسی پس از جدا کردن محصول به قطعات کوچکتر، می‌تواند این قطعات یا سایر قطعات دست نخورده را ارزیابی کند. در این مرحله، هدف آنها شناسایی خطاهای عملیاتی و چگونگی بهبود محصول موجود در هنگام مونتاژ مجدد آن است. در اینجا، مستندسازی یافته‌های مهم نیز برای اطمینان از تولید انبوه محصول، مهم است. به عنوان مثال، تیم در مورد PCB، می‌تواند قطعات اصلی آن، مانند مقاومت‌ها و خازن‌ها را ارزیابی کند.

5. دوباره مونتاژ کنید

هنگامی‌ که هدف از مهندسی پشتیبان، بازسازی محصول است، مونتاژ مجدد مرحله نهایی است. این مرحله، شناخت مهندس از محصول را می‌سنجد و در عین حال به آنها اجازه می‌دهد تا تغییرات را در حین بازسازی، اعمال کنند. به عنوان مثال، آنها می‌توانند یک نسخه جدید یا به روز شده از محصول را تهیه کنند.

مهندسان با کمک مونتاژ مجدد به کارایی محصول پی می‌برند. به عنوان مثال، اگر یک محصول پس از مونتاژ مجدد، عملکرد مناسبی دارد، مهندسان نتیجه می‌گیرند که محصول را به خوبی شناخته‌اند. اگر محصول پس از مونتاژ مجدد، کارایی نداشته باشد، شاید به این نتیجه برسند که عملکرد محصول را به خوبی نشناخته‌اند.

مطلب پیشنهادی: نرم افزارهای طراحی سه بعدی

زمان بازگردانی (Turnaround Time) در فرایند مهندسی معکوس چقدر خواهد بود؟

تکنولوژی پیشرفت زیادی کرده تا جایی که قطعات مختلف را اسکن می‌کنید و فایل‌های نهایی دقیق را دریافت می‌کنید. با این حال، این فرایند مدتی طول می‌کشد. اول این که پیچیدگی محصول، قطعه یا شی، بر زمان اسکن تأثیر می‌گذارد. اگر لازم است قطعات را جدا کنید و هر قسمت را جداگانه اسکن کنید که زمان بیشتری هم می‌برد. دوم اینکه، اندازه یک قطعه هم بر زمان لازم برای اصلاح مدل CAD هم تأثیر می‌گذارد. بنابراین، بسته به جزئیات کلیدی مورد نیاز، شاید این فرایند تا چند روز طول بکشد.

نمونه‌هایی از مهندسی معکوس

برخی از نمونه‌های مهندسی معکوس عبارتند از:

مهندسی معکوس نرم افزار

مهندسی معکوس نرم افزار عبارت از بازیابی ساختار کامل یا بخشی از یک برنامه است. این کار زمانی انجام می‌شود که کد منبع برنامه از بین رفته یا غیرقابل دسترسی است. مهندسی معکوس نرم افزار شامل بازیابی اصول یا الگوریتم‌های یک برنامه برای درک نحوه عملکرد برنامه و احتمالاً ساخت مجدد این مکانیسم است. اهداف احتمالی این کار به شرح زیر هستند:

• ویروس‌ها، تروجان‌ها یا کرم‌ها را تجزیه و تحلیل کنید تا اقدام متقابل را اعمال کنید.
• به دنبال نقض‌های نرم‌افزاری بسته (closed software breaches) هستید که ویروس‌ها، کرم‌ها یا اکسپلویت‌ها را ایجاد می‌کنند.
• توصیف فرمت‌های داده یا پروتکل مورد استفاده در برنامه‌ها را در نظر دارید.
• هنگامی که بخواهید درایورهای بسته را تحلیل کرده و درایورهای باز را برای لینوکس بسازید.
• اطلاعات از دست رفته را بازیابی کنید.
• عوارض جانبی یک برنامه یا اپلیکیشن را تشخیص دهید.

با این حال، هک نرم‌افزار را نباید با مهندسی معکوس اشتباه گرفت. هک را می‌توان به عنوان اقداماتی مانند بازگرداندن عملکردهای رفع باگ (debugger) یا آن دسته از ماژول‌های غیر فعال شده به دلیل آسیب‌پذیری‌ها یا سایر مشکلات و همچنین تفکیک و غیر فعالسازی بررسی مجوز دسترسی تعریف کرد. در مقابل، مهندسی معکوس، به تجزیه و تحلیل کامل برنامه و رفتار آن اشاره دارد.

پروژه مکانیکی

مکانیک‌ها می‌توانند اکثر محصولات مکانیکی را بر اساس رشته خودشان مهندسی کنند. به عنوان مثال، آنها می‌توانند ماشین لباسشویی، واحد تهویه مطبوع یا وسیله نقلیه را مهندسی کنند. همچنین، مکانیک‌ها می‌توانند موارد معیوب را بدون تهیه مدلی برای تعیین مشکل، از سیستم جدا کنند. سپس می‌توانند از این دانش برای رفع مشکل استفاده کنند و حتی شاید در برخی موارد، آن قطعه را برای مشتریان بازسازی کنند.

قطعات کامپیوتر

مهندسان کامپیوتر، قطعات یا سیستم کامپیوتری کامل را مهندسی می‌کنند تا نحوه ساختن یک سیستم مشابه را پیدا کنند. این فرآیند برای افرادی کم تجربه در ساخت کامپیوتر هم مفید است. به عنوان مثال، مهندس کامپیوتر می‌تواند یک کامپیوتر را باز کند تا قطعات خاصی را جایگزین قطعات قدیمی کند یا یک قطعه شکسته را تست کند.

مطلب پیشنهادی: نرم افزارهای شبیه سازی

در نهایت…

مهندسی معکوس کاربردهای مهمی در صنایع دارد. به طوری که برای بازسازی قطعات قدیمی، ساده‌سازی فرآیند تولید و بهبود محصول موجود به طور مقرون ‌به‌ صرفه، قابل استفاده است. مهندسان در مهندسی معکوس، کارشان را با محصول نهایی شروع می‌کنند و روی فرآیند طراحی و مشخصات طراحی محصول کار می‌کنند. این کار برای به دست آوردن تمام اطلاعات حیاتی در مورد طراحی محصول و روش های مختلف ساخت، انجام می‌شود.

منابع

https://ca.indeed.com/career-advice/career-development/reverse-engineering

https://gridinsoft.com/reverse-engineering