مهندسی معکوس و نقشه کشی صنعتی

به طور کلی، دو نوع مهندسی وجود دارد: مهندسی مستقیم و مهندسی معکوس
مهندسی مستقیم، فرآیند حرکت سنتی از مفاهیم انتزاعی سطح بالا و طراحی های منطقی به اجرای فیزیکی یک سامانه است اما در بعضی اوقات ممکن است یک قطعه فیزیکی موجود باشد در حالی که هیچ جزئیات فنی مانند مستندات فنی و نقشه ها، صورت لیست مواد و اقلام یا داده های مهندسی مثل خواص حرارتی و الکتریکی آن در دسترس نباشد. فرایند تکثیر یک قطعه، زیر مجموعه یا محصول موجود، بدون کمک نقشه ها، مستندات یا مدل کامپیوتری به عنوان مهندسی معکوس شناخته می شود. این روش، روش پذیرفته ای برای کشورهای درحال توسعه به شمار می رود.

تعریف مهندسی معکوس

مهندسی معکوس یک فرایند حل مسئله است که به جای آغاز از سوال، از پاسخ موجود آغاز می‌شود.
یکی از شیوه‌های انتقال دانش فنی و تجربیات در کشورهای درحال توسعه، استفاده از علم مهندسی معکوس (Reverse Engineering) است. از لحاظ تاریخی، مهندسی معکوس در ژاپن شروع شد. تولید انبوه خودرو در این کشور در سال ۱۹۲۰میلادی توسط کارخانه‌های «ایشی کاواجیما» با کپی مدل ژاپنی فورد امریکایی آغاز و پس از تولید انبوه به بازار عرضه شد.
قبل از تعریف «مهندسی معکوس» باید تعریفی از «مهندسی» داشت. «مهندسی» فرآیندی است که مشخصات را به محصول تبدیل می‌کند به این منظور که محصول تولیدی مشخصات مورد نظر را اجرا کند. «مهندسی معکوس»، عکس مهندسی است. فرآیند مهندسی معکوس رسیدن از محصول به مشخصات تعریف‌شده آن محصول است. با مهندسی معکوس تجربه دیگران که یک بار با موفقیت انجام داده‌اند، تکرار می‌شود.

مهندسی معکوس با کپی‌برداری تفاوت و تمایز زیادی دارد و تکرار یک تجربه است، اما روح علمی و فنی حاکم در طرح به نوعی منتقل می‌شود؛ در صورتی که در کپی‌برداری این‌طور نیست. درواقع مهندسی معکوس، یکی از سریع‌ترین روش‌های انتقال دانش فنی به گیرندگان آن است. مهندسی معکوس، علمی است که از پاسخ به سوال می‌رسند و عبارت است از پیاده‌سازی یک محصول و بررسی جزییات عملکرد آن به منظور ایجاد یا تولید محصولی جدید که دقیقا همان عملکرد را داشته باشد.

در مهندسی معکوس با ارزیابی عملکرد سیستم، فرآیند ساخت حاصل می‌شود و در این روش میزان دانش به‌دست آمده بیش از مواردی است که نقشه یک محصول خریداری می‌شود. مهندسی معکوس روشی است که شرکت‌ها با استفاده از آن، فرآیند تکوین کالای خود را سرعت می‌بخشند. این روش در کشورهای درحال توسعه که از نظر دانش طراحی محصول و فناوری تولید با کشورهای توسعه‌یافته فاصله دارند، پاسخی به افزایش توان طراحی و تسریع فرآیند تکوین است. مهندسی معکوس با محصول شروع می‌شود و به فرآیند طراحی می‌رسد که دقیقا مخالف مسیر روش تولید است؛ به همین جهت آن را مهندسی معکوس نامیده‌اند. در این روش بیشترین اطلاعات درباره ایده‌های مختلف طراحی که در تولید یک محصول استفاده می‌شود، به‌دست می‌آید.

به این ترتیب علاوه بر تولید دوباره محصول، می‌توان از ایده‌های مفید آن برای تولید محصول جدید بهره برد. مهندسی معکوس، ممکن است با وجود برخی افراد یک کاربرد غیرمعقول و نامناسب از کاربرد هنر و علم مهندسی به نظر برسد، اما یک حقیقت از زندگی روزمره به شمار می‌رود و یکی از روش‌های دسترسی به دانش فنی است و لازمه اجرای این روش وجود نمونه‌هایی از محصول است که مبنای کار تحقیقات قرار می‌گیرد.

تاریخچه مختصری از نقشه کشی صنعتی

بشر از زمانهای بسیار کهن کم و بیش شکلهایی به عنوان نقشه ترسیم مینمود است از جمله مصریان قدیم برای ساختن بناهای عظیمی نظیر اهرام ثلاثه مصر از انها استفاده نموده است از طرف دیگر نقشه های جغرافیایی هستند که قدمت زیادی دارند اما بدرستی نمی توان گفت که اولین نقشه های صنعتی در چه موقع ترسیم شده اند ولی انچه مسلم است پیشرفت سریع صنایع و پیدایش اختراعات و مصنوعات جدید لزوم ترسیم نقشه را اجتناب نا پذیر می نمود.

پیدایش وتکامل ریاضیات واز شعباتش علم هندسه در پیشرفت بشر تاثیر شگفت انگیز دارد و هندسه که خود علم اندازه و مساحت میباشد متکی بر نقشه ها و ترسیمات بسیار دقیق و مستدل است لیکن با وجود انکه از بیان اصول وقضایای هندسه توسط اقلیدس فیثاغورس تالس و بطلمیوس هزاران سال میگذشت هنوز چیزی به عنوان رسم فنی وجود نداشت دلیل آنهم روشن بود که واقعا چنین مطلبی احساس شود البته مبتکرین و مخترعین بزرگی چون داوینچی و سایرین برای تفهیم تفکرات خود شکلهایی ترسیم می نمودند اما انها بیشتر به نقاشی شبیه بود، نه یک شکل دقیق هندسی.

بین سالهای ۱۷۴۶ تا ۱۸۱۸ که سالهای زندگی موثر میباشد تحولی عظیم در هندسه ایجاد که در آن زمان بخوبی درک نگردید این تحول بیان اصول هندسه ترسیمی توسط ریاضیدان بزرگ گاسپار مونز افسر ارتش فرانسه بود که بیشتر به جهت ترسیم نقشه های جنگی مورد استفاده قرار می گرفت و سالها نیز جز اسرار ارتشی بود اما تدریجا ارزش واهمیت ان در بیان تصاویر از اجسام سه بعدی مشخص گردید.

هندسه که خود شاخه از ریاضیات است دارای سی شعبه است که یکی از این شعبات هندسهی ترسیمی می باشد ورسم فنی یکی از شعبات هندسه ترسیمی وباتوجه به ابعاد وسیع صنعت ملاحظه می کنیم که رسم فنی خود به شعبات متعددی تقسیم شده مثل رسم فنی تاسیسات ساختمان، تولید، ریخته گری و قالبسازی …

نقشه های ترسیم شده در این دوران از لحاظ اصول وقرار دادها متنوع و بیشتر جنبه ی محلی داشته گواه اینکه در برخی از کشور های صنعتی نظیر المان و فرانسه و ایتالیا و امریکا و ژاپن، اصول نقشه کشی تکامل زیادی پیدا کرده بود لکن با پیشرفت بیشتر صنعت و افزایش حجم مبادلات صنعتی و تکنولوژیکی لزوم استاندارد بین المللی در زمینه های مختلف اجتناب ناپذیر بود و صنعت گران در سطح بین المللی برای صحبت، به زبانی برتر از انچه داشتند نیازمند بودند؛ این زبان گویا و قاطع چیزی جز رسم فنی با اصول کاملا استاندارد نبود.

بنابراین در قرن بیستم تلاش هایی برای استاندارد کردن قوائد و اصول نقشه کشی مکانیک برای تمام کشور های جهان در اروپا انجام شد نتیجه ی این تلاشها بولتن ISA شماره ی ۳۲بود.که مبنای طرح توصیه شماره ی ۱۲۸(R128) موسسه بین المللی استاندارد درمورد اصول رسم فنی قرار گرفت. این طرح در ۱۹۵۶تصویب ودر ۱۹۵۹ اجرا گذاشته شد (این استاندارد مورد موافقت موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران قرار گرفته است.)

در اینجا تذکر این نکته ضروری است که هنوز با گذشت حدود ۲۵سال از این استاندارد ها ( نظیر نرم افزار DIN مربوط به صنایع قدیم المان و نرم افزار ASA مربوط به صنایع امریکا) از اهمیت زیادی برخوردارند و اشنایی با انها نبایستی از نظر دور شود.

هدف از نقشه کشی صنعتی چیست؟

ابتدا مختصرا در مورد مکانیک صحبت میشود؛ علم مکانیک خود شاخه ای از علم فیزیک می باشد و مکانیک صنعتی جزئی از آن است و دامنه ای بی نهایت گسترده چه از نظر تئوریک و چه از نظر عملی دارد. امروزه صنعت مکانیک انقدر گسترش یافته که تمام زمینه های صنعتی بشر بدان وابسته است و این صنعت خود علاوه بر ارتباط کاملش با فیزیک با سایر علوم نظیر شیمی، ریاضی و…نیز عمیقا پیوند دارد و از انها در حل مسایل خود مدد می گیرد.

مثلا بخش های خاص ریاضی نظیر هندسه، جبر و …. در محاسبات طراحی انکار نا پذیر است و در صنعت ذوب فلزات عمیق ترین مباحث شیمی مورد برسی قرار میگیرد؛ از این مسائل که بگذریم ملاحظه می شود که این رشته از صنعت خود به سایر رشته ها نظیر الکترونیک، برق، ساختمان و…شدیدا مربوط میگردد. هنگامی که باید یک کارخانه ی ذوب اهن تاسیس گردد مسایل ساختمانی، الکترونیکی و برقی و … در ابعاد بزرگی بایستی رعایت گردد؛ بنابراین چنین صنعتی بااین ابعاد شگفت انگیز خود به ناچار بایستی به شعبات متعددی تقسیم شود.

برای ساختن بزرگترین مصنوعات نظیر کشتی های چند هزار تنی تا کوچکترین و ساده ترین انها مثل یک واشر همه احتیاج به نقشه دارند و اصولا بدون نقشه سخن گفتن در صنعت ممکن نیست؛ از این رو پی به اهمیت نقشه در صنعت می بریم از طرفی دیگر با استاندارد بودن علائم و قراردادها در رسم فنی مکانیک این امکان وجود دارد که نقشه ترسیم شده در هر نقطه ای از دنیا در همه ی نقاط دیگر قابل فهم باشد و در واقع مانند یک زبان بین المللی به صنعت خدمت نماید.

از آن گذشته خیلی اوقات کارهایی که بر اساس نقشه و طرح ابتدایی انجام نمی شود ضمن کار به مشکلات زیادی برخورد می نمایند که گاه کار را متوقف می سازد؛ در صورتی که روی نقشه خوب می توان این مشکلات را پیش بینی وبرطرف نمود از طرف دیگر روی نقشه است که می توان باصرف وقت کم و هزینه خیلی نا چیز مرتب طرحها را تغییر داد و تکمیل کرد و به شکل دلخواه رسید.

نقشه کشی صنعتی و جایگاه آن در صنعت

نقشه کشی صنعتی همان زبان تکنیک یا زبان صنعت است. زبانی که تراوش فکر مهندسان و طراحان را به تصویر می کشد.

مهارت نقشه خوانی و نقشه کشی در مهندسی مانند سواد خواندن و نوشتن می باشد. نقشه کشی در حقیقت نوعی زبان محاوره در علوم مهندسی می باشد که اطلاعات مورد نیاز از یک قطعه، ماشین، سازه، و یا یک طرح را به روشنی و بدون ابهام بیان می کند. این اطلاعات شامل شکل هندسی، نحوه قرار گرفتن و اتصال اجزاء مختلف، مشخصات فیزیکی و هر گونه اطلاعات ضروری می باشد. بنابراین هر مهندس لازم است که به این زبان مسلط باشد و بتواند به راحتی از طریق آن به تبادل اطلاعات با سایر مهندسین بپردازد.

حداقل مهارت مورد نیاز برای یک مهندس نقشه خوانی است و البته توصیه می شود که نقشه کشی را بداند. هر مقدار تسلط به نقشه خوانی و نقشه کشی بیشتر باشد، شخص سریعتر و راحت تر می تواند ایده های خود را به دیگران منتقل کند و ایده های دیگران را درک کند.

درحقیقت نقشه حاوی تمام اطلاعات اعم ازاندازه قطعه، جنس قطعه، مقدار پرداخت و یا هر سوال دیگری که ممکن است برای تراشکار هنگام تراش قطعه پیش بیاید باشد. (نتیجه می گیریم که یک تراشکار حرفه ای نیز باید علم نقشه کشی را بلد باشد.)

“درواقع می توان گفت که نقشه کشی در صنعت مانند پلی است که دفاتر طراحی را با کارگاه های ساخت و تولید مرتبط می سازد.”

استاندارد های نقشه کشی

نخستین موسسه ملی استاندارد در سال۱۹۰۲در انگلستان و سپس در سال۱۹۱۶ در هلند و ۱۹۱۷ در آلمان تاسیس شد. بدنبال آن استاندارد DIN که استاندارد صنعتی آلمان است گسترش پیدا کرد و در زمینه نقشه کشی صنعتی فعالیت های وسیعی آغاز شد. در سال ۱۹۲۶ اتحادیه ای متشکل از ۲۰ موسسه استاندارد ملی از کشورهای مختلف به نام اتحادیه بین المللی موسسات ملی استاندارد (ISO) تشکیل شد ،اما با پیشرفت تکنولوژی و نیاز به ارتباط صنعتی بین شرکتها ، لزوم ایجاد یک سازمان بین المللی استاندارد مورد توجه قرار گرفت و در سال ۱۹۴۷ سازمان ISO تشکیل شد و شروع به کار نمود .

کشور ایران در سال۱۳۳۲ اولین موسسه استاندارد خودرا تاسیس نمود و در سال ۱۳۶۰ به عضویت ISO درآمد.