A mérnöki gyakorlatban rendszeresen előfordul, hogy adott valamilyen termék, szerkezet, de nem ismerjük annak pontos geometriai vagy funkcionális jellemzőit, nem áll rendelkezésre műszaki dokumentációja. Ilyenkor segíthet a reverse engineering.
A fogalom túlmutat az egyszerű felmérésen: a reverse engineering alatt a tárgy teljes analízise értendő, melynek része lehet a geometriájának feltérképezése, modellezése mellett a fizikai jellemzőinek feltárása, funkcionális elemzése, az alkalmazott mérnöki megoldások tanulmányozása, de akár gyártástechnológiájának rekonstrukciója is. Tehát jellegét tekintve erősen hasonlít a természettudományos kutatáshoz, azzal a különbséggel, hogy tárgya nem természeti képződmény vagy jelenség, hanem ember alkotta objektum. Ez lehet egy alkatrésztől kezdve egy számítógépes programon át szinte bármi, igaz, jelen írás inkább a gépészeti vonatkozásokra koncentrál.
A reverse engineering folyamata (Forrás: Trikonic)
Célok, alkalmazások
A gépészeti alkalmazások közül kulcsfontosságú a geometriai felmérés, leképezés és reprezentáció. A megvalósítandó célok igen sokrétűek lehetnek. Gyakori igény, hogy valamilyen régi szerkezet elveszett papíralapú tervrajzait kell pótolni, vagy múzeumi, oktatási célra rekonstruálni dokumentációját. Szintén sokszor előforduló feladat, amikor pótalkatrész készítéséhez, felújításhoz van szükségünk a kérdéses elem vizsgálatára. Kézenfekvő példa erre a veterán járművek esete, melyeknél egyes részek pótlása már csak egyedi újragyártással biztosítható, de hasonló kategóriába sorolnám a műtárgyak reprodukcióját is. Tipikus alkalmazásnak számít a kézzel készült mintával gyártott öntvények vagy pótolandó egyedi gyártószerszámok ilyen jellegű „újra megtervezése” is. Persze megjelennek az inkább hobbicélú felhasználások is, például zenei körökben a legendás régi hangszerek, erősítők paraméterienek visszafejtése és újra megépítése igen nagy népszerűségnek örvend.
Gyakorlat napjainkban
A mérnöki tervezést segítő eszközök tára a XXI. századra ugrásszerűen bővült a CAE-nek, azaz számítógéppel segített tervezésnek köszönhetően, mely a tervezéstől a gyártásig mindenütt meghatározó. A CAE szinte minden részének legfontosabb információs alapja a három dimenziós modell, így magától értetődően a reverse engineering egyik köztes vagy végső célja az alkatrész, termék CAD modelljének elkészítése. Ez egyszerűbb esetben a szokásos kézi mérőeszközökkel és újramodellezéssel is elvégezhető, mely aránylag gyors és költséghatékony. A bonyolultabb alkatrészek esetén inkább a leképezés és illesztés módszerét alkalmazzák. Ilyenkor a tárgyról egy pontfelhőt készítenek, mely történhet lézerszkennerrel, optikai úton kamerarendszerrel és képelemzéssel, koordináta mérőgéppel, vagy egyes esetekben ipari CT-vel is. Ezután a pontfelhőt szűrik, abból általában háromszögek által kifeszített hálózatot képeznek, melyre szükség esetén geometriai felületeket, testeket illeszthetnek. A geometriától függően alkalmazhatnak analitikusan megadható formákat vagy szabadfelületeket a CAD szoftverek által előszeretettel alkalmazott NURBS felületként. A 3D modell készítésének nagy előnye, hogy abból CAM szoftveres segítséggel gyorsan technológiai terv és akár fizikai másolat készíthető, gondoljunk csak a CNC forgácsolásra vagy a napjainkban egyre hétköznapibbá váló 3D nyomtatásra. Az egyetlen nehézség a leképezés és pontfelhőre illesztés pontatlansága, mely egyaránt következik a mérőeszközökből és a matematikai alapú illesztésből.
Ferrarsi Testarossa szkennelt pontfelhője (Forrás: PES Performance)
Reverse engineering = másolás?
Röviden megválaszolva: nem, de az is lehet a célja. Mindemellett elmondható, hogy az iparban nagy jelentősége van a konkurens termékek vizsgálatának, felépítésének, működésének, gyártástechnológiája elemzésének, melyek mind értékes információkkal szolgálhatnak. Ezen eredmények felhasználása gyakran teljesen legálisan történhet, amennyiben az nem jár például szabadalmi visszaéléssel vagy szellemi tulajdonjog megsértésével. Egyébként a szabadalom bejegyzésével nyilvánossá válik a részletes dokumentáció, így ilyen termékek esetén nem is feltétlenül szükséges a reverse engineeringet alkalmazni – az így nyert információk felhasználhatósága azonban erősen korlátozott. Mindazonáltal a reverse engineering kétélű fegyver, ugyanis esetleges szabadalmi visszaélések megállapítására és bizonyítására is kiválóan alkalmas lehet. Természetesen elképzelhető olyan szituáció, amikor mégis jogszerűtlenül használják. Ilyen eset, amikor a jogtulajdonos nem vagy nehezen tudja érdekeit érvényesíteni, ahogyan például a nyugati cégek próbálnak inkább gyakran kevesebb, mint több sikerrel fellépni ázsiai termékhamisítókkal szemben. A másik helyzet, ahol jogi következményekkel nem kell számolni, és ezért rutinszerűen alkalmazzák a reverse engineeringgel történő másolást, a hadászat és háborús konfliktusok esete.
Optikai 3D szkenner (Forrás: Techfinancials)
Haditechnikai alkalmazás
A visszafelé tervezést talán itt használják a legrégebben és leggyakrabban információgyűjtésre. Ennek okai egyszerűek: ilyen helyzetben minimális hátrány és kockázat, de annál több előny származhat belőle, hiszen a pillanatnyi technikai fölény gyorsan átváltható közvetlen katonai előnyszerzésre. Persze általában a helyzet is összetettebb: nem lehet egyszerűen megvásárolni a konkurens terméket, így gyakran hírszerzési jelentésekből, fényképekből, személyes beszámolók alapján lehet dolgozni, ezért igen kívánatos, de sokszor nehezen kivitelezhető a vizsgált eszköz egy darabjának megszerzése az ellenféltől. A következőkben álljon itt néhány XX. századi példa a sikeres hadászati alkalmazások jelentőségéről. A második világháborúban az amerikaiaknak feltűnt a németek kiváló üzemanyagkannája, melyet sikeresen „vettek át”, ráadásul erre utal közkeletű elnevezése, a jerry can is. De a kölcsönösség érzékeltetésére megemlítem a német Panzerschreck tankelhárító rakétát, mely konstrukciós alapjait egy amerikaiktól zsákmányolt Bazooka kielemzésének köszönheti. Ennél is kirívóbb eset a Tupoljev Tu-4-es bombázórepülő esete, amelynek terve rejtélyes „véletlen” folytán épp azt követően született meg, miután négy, szerkezetileg szinte teljesen megegyező amerikai B-29-es repülőgép egy Japánban végrehajtott bevetés után a Szovjetunió területén kényszerült leszállásra. S végül ismert egy olyan példa is, mely közvetlenül kihat napjainkra: a brit kódfejtők a Bletchley Parkban az Enigma megfejtésén fáradoztak – sikerrel, jórészt annak köszönhetően, hogy Alan Turing és csapata olyan elektromechanikus, majd tisztán elektromos gépeket épített, amelyekkel gyorsan szimulálható volt az Enigma működése annak összes tárcsaállásával az üzenet dekódolásához. Mondanom sem kell, ezek voltak a mai számítógépek előfutárai, tehát a modern számítástechnika is a reverse engineering vívmányának tekinthető.
SzerzőMézes Márton, KÁTÉ
Forrás:
zeiss.hu
muszeroldal.hu