วิศวกรรมย้อนรอยคืออะไร ?

      วิศวกรรมย้อนรอย (Reverse Engineering) เป็นขบวนการสร้า้งและผลิตชิ้นส่วน  อุปกรณ์ต่างๆ ขึ้นเอง แต่บางคนอาจจะมีแนวความคิดที่ว่าเป็นการ “เลียนแบบ” ชิ้นส่วนเดิมที่เสียหาย แต่แท้จริงแล้วการทำวิศวกรรมย้อนรอยที่ดีต้องอาศัยการตรวจสอบข้อมูลทางเทคนิคและอื่นๆ เปรียบเทียบระหว่างชิ้นส่วนที่กำลังจะสร้า้งขึ้นใหม่ กับชิ้นส่วนต้นแบบ ดังนั้น การทำวิศวกรรมย้อนรอยอย่างเต็มรูปแบบจึงเกี่ยวข้องกับการสืบค้นหาข้อมูลทางเทคนิค การย้อนรอยขนาดและรูปร่างของต้นแบบ วัสดุและกรรรมวิธีการผลิตชิ้นส่วนแต่ละชิ้น การประกอบชิ้นส่วนต่างๆ เป็นอุปกรณ์หรือระบบ รวมทั้งการตรวจสอบสมบัติ และพัฒนาสมรรถนะทั้งในระหว่างการผลิตและระหว่างการใช้งาน ซึ่งผลที่ออกมาจะดีมากน้อยเพียงใดขึ้นอยู่กับว่าเป็นการ “ลอกเลียน” หรือ “ลอกเรียน” อันนี้ก็ลองพิจารณาเลือกทำความเข้าใจกันเอาเองนะครับ

วัตถุประสงค์ของการทำวิศวกรรมย้อนรอย

        ปัจจุบันผู้ประกอบการในภาคธุรกิจอุตสาหกรรมได้ให้ความสนใจกับการทำวิศวกรรมย้อนรอย เนื่องจากเหตุผลตามสภาพธุรกิจ และความจำเป็นต่างๆ กัน เช่น

-         ต้องการ “แกะ” ผลิตภัณฑ์ต้นแบบจากที่อื่น เช่น จากบริษัทคู่แข่งหรือจากบริษัทต่างประเทศ เพื่อศึกษาว่าผลิตภัณฑ์นั้นได้รับการออกแบบและผลิตมาอย่างไร

-         ต้องการปรับปรุงผลิตภัณฑ์ของตนเองที่มีอยู่ แต่เนื่องจากไม่มีแบบและรายละเอียดข้อกำหนดทางเทคนิคที่ไม่ครบถ้วน

-         ต้องการผลิตชิ้นส่วนอะไหล่ใช้แทนชิ้นส่วนเดิมซึ้งเกิดความเสียหาย เนื่องจากผู้ผลิตไม่ได้ทำการผลิตชิ้นส่วนดังกล่าวอีกต่อไป หรือ เนื่องจากชิ้นส่วนของแท้จากต่างประเทศมีราคาแพง รวมทั้งการจัดส่งล่าช้า ทำให้ไม่ทันต่อความจำเป็นในการใช้งาน

     ใน 2 กรณีแรกนั้น จุดมุ่งหมายของการทำวิศวกรรมย้อนรอยคือ การผลิตภัณฑ์ในปริมาณมากเพื่อผลในเชิงพาณิชย์เป็นหลัก ส่วนกรณีสุดท้ายนั้น จุดมุ่งหมายคือ การผลิตอะไหล่ทดแทนเนื่องจากความจำเป็นบังคับ โดยมีผลพลอยได้คือ ความรู้ความเข้าใจ, ความสามารถในการผลิต, ตรวจสอบชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่สร้างขึ้น รวมทั้งข้อมูลทางวิชาการต่างๆ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการซ่อมบำรุงเครื่องจักรกลอื่นๆ และปรับปรุงชิ้นส่วนอุปกรณ์ให้มีสมรรถนะสูงขึ้น หากมีการพัฒนาความรู้ความชำนาญอย่างต่อเนื่อง ก็อาจนำไปสู่งานวิศวกรรมย้อนรอยชิ้นส่วนเครื่องจักรเพื่อการจำหน่ายได้ในที่สุด

     แต่ไม่ว่าจะทำวิศวกรรมย้อนรอยด้วยเหตุผลใดก็ตาม จะต้องมีการตรวจสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วนเพื่อให้มั่นใจได้ว่า ชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นนี้มีสมรรถนะเหมาะสมตรงกับวัตถุประสงค์การใช้งาน อีกทั้งยังสามารถใช้ได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ตลอดช่วงอายุการใช้งาน

การดำเนินการเพื่องานวิศวกรรมย้อนรอย

      การผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรและผลิตภัณฑ์ต่างๆ ด้วยขบวนการทางวิศวกรรมย้อนรอยที่มีการดำเนินการอยู่ในปัจจุบันนั้น บ่อยครั้งจะพบปัญหาที่ว่า ชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์ที่ผลิตขึ้นนั้นไม่ได้คุณภาพตามวัตถุประสงค์การใช้งาน หรือตามสมรรถนะของชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์ต้นแบบ ทั้งนี้ เนื่องมาจากสาเหตุหลักได้แก่ การที่ผู้ประกอบการยังไม่มีระบบการศึกษาย้อนกลับถึงข้อมูลที่สำคัญของชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์นั้นๆ ในรายละเอียดได้แก่ การออกแบบทางวิศวกรรม สมบัติทางวัสดุ กรรมวิธีการผลิต และสภาพเงื่อนไขการใช้งาน เป็นต้น

      ข้อมูลเหล่านี้มีความจำเป็นต่อการกำหนดความเหมาะสม สำหรับการนำไปใช้ทดแทนชิ้นส่วนที่ทำขึ้นใหม่ ดังนั้น กระบวนการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรให้มีคุณภาพตามต้องการด้วยการทำวิศวกรรมย้อนรอยอย่างถูกต้อง จึงจำเป็นต้องมีการตรวจสอบข้อมูลที่สำคัญดังนี้

-         ข้อมูลชิ้นงานเดิม เช่น ความจำเป็นเร่งด่วน ราคา และสมบัติต่างๆ จากผู้ผลิต ข้อมูลเหล่านี้อาจได้จากผู้ผลิตหรือจากประสบการณ์ของผู้ใช้โดยตรง

-         ข้อมูลวัสดุที่ใช้ เช่น ชนิด สมบัติการใช้งาน มาตรฐานคุณภาพ และราคา ข้อมูลเหล่านี้อาจได้จากผู้ผลิตทั้งในและต่างประเทศ เพื่อให้สามารถเลือกใช้วัสดุที่มีสมบัติและความเหมาะสมกับชิ้นส่วนเดิมหรือใกล้เคียงกัน

-         ขั้นตอน กรรมวิธี และความเป็นไปได้ในการขึ้นรูป

-         การปรับปรุงคุณภาพภายหลังขั้นตอนการขึ้นรูป ได้แก่ การปรับปรุงพื้นผิว การอบชุบ และการเคลือบผิว เป็นต้น

-         การตรวจสอบคุณภาพภายหลังการผลิตแต่ละขั้นตอน โดยการตรวจสอบมีทั้งแบบทำลาย (DT) และไม่ทำลาย (NDT)

-         การติดตามผลการใช้งาน เพื่อปรับปรุงเปลี่ยนแปลงสำหรับการผลิตชิ้นส่วนอื่นๆ ต่อไป

-         การวิจัยและพัฒนา ในกรณีที่ต้องการพัฒนาประสิทธิภาพการใช้งานให้สูงกว่าต้นแบบ

   การดำเนินงานทางวิศวกรรมย้อนรอยเป็นการผสมผสานความรู้จากงานวิศวกรรม (การออกแบบและผลิต) กับความรู้จากงานอุตสาหกรรม (ความหลากหลายของขบวนการผลิตในเชิงอุตสาหกรรมและธุรกิจ) เนื่องจากระบบเครื่องจักรในอุตสาหกรรมแต่ละประเภทประกอบด้วยเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน ดังนั้น การศึกษาข้อมูลพื้นฐานของอุตสาหกรรมและวิศวกรรมที่หลากหลาย จะสามารถช่วยให้ผู้ดำเนินการมีความเข้าใจปัญหาของการสร้างอะไหล่ หรือชิ้นส่วนเครื่องจักรได้กว้างขึ้น ข้อมูลเหล่านี้จะต้องน้ำมาแลกเปลี่ยน รวบรวม และบูรณาการทางความคิด เพื่อให้การผลิตชิ้นส่วนและอะไหล่ชิ้นใหม่มีโอกาสประสบความสำเร็จมากยิ่งขึ้น

    กลุ่มอุตสาหกรรมภายในประเทศที่มีปริมาณการผลิตสูงและมีระบบเครื่องจักรที่ควรแก่การศึกษา เช่น อุตสาหกรรมการผลิตกระแสไฟฟ้า, อุตสาหกรรมการผลิตน้ำตาล, อุตสาหกรรมการผลิตปูนซีเมนต์, อุตสาหกรรมปิโตรเคมีและเคมีภัณฑ์ อุตสาหกรรมการผลิตยางรถยนต์ และอุตสาหกรรมเหมืองแร่ เป็นต้น

   ตัวอย่างความเชื่อมโยงของข้อมูล และการแลกเปลี่ยนเทคโนโลยีระหว่างอุตสาหกรรม

-         งานซ่อมบำรุงอุปกรณ์สำหรับใช้งานที่ต้องการความทนทานต่อการสึกหรอของอุตสาหกรรมเหมืองแร่ มีความคล้ายกับระบบเครื่องจักรหลักบางชนิดในอุตสาหกรรมการผลิตปูนซีเมนต์

-         งานบำรุงรักษาระบบผลิตไอน้ำจากหม้อไอน้ำ (boiler) ในอุตสาหกรรมเกือบทุกแห่งมีความคล้ายคลึงกัน ความรู้ในการบำรุงรักษาหม้อไอน้ำที่มีความซับซ้อนของอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ สามารถถ่ายทอดและประยุกต์เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมขนาดเล็ก ซึ่งมีเทคโนโลยีซับซ้อนน้อยกว่า

การเลือกวัสดุเพื่องานวิศวกรรมย้อนรอย

     การเลือกใช้วัสดุมีความสำคัญต่อการทำงานวิศวกรรมย้อนรอยเป็นอย่างมาก เนื่องจากสมบัติของชิ้นส่วนจำเป็นจะต้องมีความสอดคล้องกับสภาวะแวดล้อมในการใช้งานและขบวนการผลิต นั้นหมายถึง วัสดุหรือวัตถุดิบที่ได้รับการคัดเลือกเพื่อทำวิศวกรรมย้อนรอยชิ้นส่วนหนึ่งๆ จะต้องมีคุณสมบัติที่เหมาะสมกับการใช้งาน สมบัติของวัสดุสามารถตรวจสอบเบื้องต้นได้จาก ข้อมูลของผู้ผลิตต้นแบบหรือจากการตรวจวิเคราะห์จากห้องปฏิบัติการ หรือเทคนิคพิเศษ เช่น การตรวจส่วนผสมทางเคมี และโครงสร้างจุลภาค โดย replica test แล้วเปรียบเทียบหา เป็นต้น

     เกณฑ์การเลือกวัสดุเพื่อการทำวิศวกรรมย้อนรอยแบ่งคร่าวๆ แบ่งออกได้ 2 ลักษณะ คือ การเลือกวัสดุตามมาตรฐาน และ การเลือกวัสดุตามสภาวะการใช้งาน

-         การเลือกวัสดุตามมาตรฐาน

    ในบางกรณี สามารถเลือกใช้วัสดุและกรรมวิธีการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องการทำวิศวกรรมย้อนรอยได้จากข้อมูลที่ระบุไว้ในแบบ หรือข้อมูลที่ปรากฏในเอกสารมาตรฐานสากลต่างๆ ทั้งนี้ ผู้ติดสินใจจำเป็นต้องมีความคุ้นเคยกับการใช้งานของชิ้นส่วนและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง และมีความเข้าใจในข้อมูลที่ระบุไว้ในแบบหรือตามมาตรฐานว่า สามารถใช้ได้ภายใต้เงื่อนไขและสภาวการณ์อย่างไรบ้าง

     นอกจากนี้ ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับกรรมวิธีการผลิต กรรมวิธีทางโลหะวิทยา และการตรวจสอบ ก็เป็นสิ่งจำเป็นเช่นกัน เนื่องจากแบบและมาตรฐานมักจะระบุสมบัติและสมรรถนะของชิ้นส่วนและอุปกรณ์ โดยไม่ได้ให้รายละเอียดเรื่องของขบวนการซ่อมและตรวจสอบที่เกี่ยวข้องมากนัก อันนี้ต้องมีแนวคิดและเทคนิคการประยุกต์เข้าไปเป็นส่วนเสริมก็จะสามารถมองงานได้กว้างขึ้น

-         การเลือกวัสดุตามสภาวะการใช้งาน

บางครั้งไม่สามารถพิจารณาข้อมูลการออกแบบการผลิตชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์ได้ครบขั้นตอน ทำให้ชิ้นงานที่ผลิตนั้นมีอายุการใช้งานสั่นกว่าที่ควรจะเป็น หรือบางครั้งอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงสภาวะแวดล้อมของการใช้งานเครื่องจักร ทำให้ชิ้นส่วนที่ผลิตด้วยข้อกำหนดเดิมไม่สามารถรองรับระบบการทำงานที่เปลี่ยนแปลงไปได้ จำเป็นต้องตรวจสอบสภาวะแวดล้อมทั้งหมด เพื่อปรับปรุงวัสดุและขบวนการผลิตครั้งใหม่ให้มีความเหมาะสมมากยิ่งขึ้น

สภาวะแวดล้อมและการใช้งานที่เป็นปัจจัยกำหนดการเลือกใช้วัสดุ ดังนี้ เช่น

-         การใช้งานในสภาวะรับแรง (ทั้งที่หยุดนิ่งและเคลื่อนที่)

-         การใช้งานในสภาวะอุณหภูมิสูง

-         การใช้งานในสภาวะที่เกิดการสึกหรอ

-         การใช้งานในสภาวะที่เกิดการกัดกร่อน

-         การใช้งานในสภาวะที่เกิดการกัดกร่อนหรือสึกหรอร่วมกับอุณหภูมิสูง

-         การใช้งานในสภาวะที่รับแรงกระแทกและสึกหรอ เป็นต้น

ตัวอย่างการออกแบบชิ้นส่วนเครื่องจักรเพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน เช่น

-         เพลา (shaft) : ออกแบบเพื่อให้ถ่ายทอดกำลังจากการหมุน และทนต่อแรงบิด

-         ท่อไอน้ำ (boiler tube) : ออกแบบเพื่อให้รับอุณหภูมิและแรงดันจากไอน้ำ

-         ลูกรีด (roller mill) : ออกแบบเพื่อทนต่อแรงสึกหรอ

-         สิ้นส่วนที่ต้องสัมผัสกับสารเคมี (โรงปิโตรเคมี) : ออกแบบเพื่อให้ทนต่อการกัดกร่อน

-         ฟันโม่และเล็บขุด : ออกแบบเพื่อทนการกระแทกและการสึกหรอ

-         ใบพัดกังหันไอน้ำ (turbine blade) : ออกแบบให้ทนอุณหภูมิและการกัดกร่อนสูง

     จากที่กล่าวมา การทำวิศวกรรมย้อนรอยชิ้นส่วนและผลิตภัณฑ์เป็นงานที่ต้องตอบสนองความต้องการของผู้ประกอบการในกลุ่มอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ทันเวลา แต่ทั้งนี้คุณภาพของงานต้องใกล้เคียงหรือดีกว่าของเดิมด้วย โดยรวมแล้วหากผู้ผลิตสามารถเสริมสร้างศักยภาพการผลิตชิ้นส่วนและอะไหล่ทดแทนได้จนเป็นที่ยอมรับ ก็จะทำให้เกิดความก้าวหน้าทางอุตสาหกรรมไทยที่สมบูรณ์ขึ้น ลดการพึ่งพาต่างชาติ และอาจนำไปสู่การเป็นผู้นำของงานวิศวกรรมย้อนรอย และการออกแบบผลิตภัณฑ์ใหม่เองได้ในอนาคต

ตัวอย่างการผลิตอะไหล่ Impeller 

ที่มา : www.youtube.com

     บทสรุปสุดท้าย วิชาความรู้ของศาสตร์ที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็นศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ หรือ วิศวกรรม และอื่นๆ อีกมากมายบนโลกนี้ สามารถแตกแขนงแบ่งออกเป็นเรื่องราวย่อยได้อีกนานับประการไม่มีวันจบสิ้น โดยมักมีความเกี่ยวเนื่องและสอดคล้องกัน ทั้งทางตรงและทางอ้อม ซึ่งผู้ที่จะสามารถมองได้อย่างต่อเนื่องและสอดคล้องกันได้นั้นจำเป็นต้องมี วิธีคิด, มุมมองที่สร้างสรรค์, จิตนาการ, ความรู้ และการรู้จักประยุกต์ใช้ให้เหมาะสมและเกิดประโยชน์คุ้มค่า สิ่งเหล่านี้ต้องประสานสัมพันธ์กัน  ก่อให้เกิดแนวความคิดเปรียบเหมือนตาข่ายแห่งความรู้ที่ยังรอการถักทอเชื่อมต่อให้แผ่ขยายต่อๆ ไป จึงฝากเรียนไว้เพื่อเป็นการจุดประกายด้านการพัฒนาความคิด “ขอบคุณครับ”

    


ข้อมูลอ้างอิง : วิศวกรรมย้อนรอย (ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ)
วิสัยทัศน์ : คุณสมศักดิ์ นิมิตรยนต์ (ประธาน, กรรมการ บริษัท ภากร เทคนิคอล เซอร์วิส จำกัด)