Yüksek riskleri önleme becerisi, verimlilik, kalite, karlılık, esneklik artışı sunan teknolojiler; Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme

Endüstrinin birçok ihtiyacını karşılayan ‘Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme, Dünya’da ve Türkiye’de sunduğu avantajlarla dikkat çekiyor. Verimlilik, karlılık, kalite artışı, çeviklik, esneklik, zaman ve maliyet tasarrufu, yüksek riskleri öngörüp önleme becerisi kazanma, ölçümleme, analiz ve kontrol imkanı; bu çalışmaları ve teknolojileri cazip hale getiren avantajların başında geliyor.
Mühendislik sırlarının keşfedilmesi: Tersine Mühendislik: Çözümleyici kabiliyetleri nedeniyle birçok farklı amaçla kullanılan Tersine Mühendislik (Reverse Engineering) çalışmalarının ana amacı; hedef ürünün geometrisini, uygunluğunu kontrol etmek ve çalışma prensiplerini anlamak. Tersine Mühendislik, ürünün tasarımını, işleyişini, malzemelerini anlamak ve rakipleri analiz etmek, üretilmeyen orijinal parçaları, ürün ve tasarımları yeniden üretmek / revize etmek ve modern üretim yöntemleriyle yeniden üretmek gibi birçok farklı hedefle endüstride kullanılıyor.
Endüstride bir mühendis sıfırdan bir nesneyi tasarlar, tasarım için gerekli parametleri belirler ve nesneyi meydana getiren teknik çizimleri oluşturur. Oysa Tersine Mühendislik çalışmasında tasarım mühendisi, mevcut ürünle işe başlar, ürünün tasarım sürecine ters yönde çalışır, ürünün tasarım konsepti ve üretim yöntemleri hakkında birçok bilgi elde eder. Tersine Mühendislik, uzmanlar tarafından özetle; ‘mühendislik sırlarının keşfedilmesi’ olarak niteleniyor.
Simülasyon ve Modelleme ile yüksek maliyetler ve riskin önüne geçiliyor: Güçlü bir problem çözme tekniği olarak öne çıkan simülasyon ve modelleme, birçok alana uygulanabiliyor. Çalışılacak alanın gerçek bir sistemi yoksa, gerçek bir sistemin analizi yapılacaksa veya davranışı analiz edilecekse, hiç oluşturulmamış yeni bir sistem tasarlanacaksa, belirli verilerin ölçülmesi, kontrol edilmesi gerekiyorsa, gerçek sisteme erişmek kolay değilse, gerçek bir sistemde deney yapmak tehlike arz ediyorsa veya mümkün olmuyorsa veya gerçek bir sistemle deney yapmak rahatsız ediciyse, bir sistemin analitik çözüm tekniği yoksa veya çok zorsa, sistem çok yavaş ya da çok hızlıysa veya henüz tasarım aşamasındaysa, sistem/problem karmaşıksa, ‘Simülasyon ve Modelleme’ en akılcı çözüm olarak dikkat çekiyor.
Genellikle gerçek sistemlerin sürekli izlenebilirliği kısa sürede gerçekleşemiyor ve uzun süreler yüksek maliyetler gerektiriyor. Yüksek maliyet ve fazlasıyla risk taşıyan durumlarda pek çok seçeneği rahatlıkla irdeleyebilmeyi sağlayan ‘Simülasyon ve Modelleme’, yalnızca somut sistemleri değil, soyut sistemlerin de izlenebilirliği ve kontrolüne imkan tanıyor. Gerçek bir sistemin uygulanmasında ekonomik ve etkin bir bütçe yönetimi yapmanın yolu da simülasyon ve modellemeden geçiyor.
Ortaya çıkacak sonuçlar, riskler, katmadeğer-maliyet dengesi, çözümler, yanlış çözümler, hesaba katılamamış harcamalar vs. ‘Simülasyon ve Modelleme ile önceden belirlenerek uygulamada yaşanacak sorunların önüne daha uygun maliyetlerle ve daha risksiz geçmek mümkün olabiliyor.
Üreticilerin bir ürünün veya bileşenin tasarımı için bilgi sağlamasına yardımcı olan Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme çalışmaları tamamlandığında, orijinal bir tasarım oluşturmada, yardımcı planın sanal bir kopyasını veriyor, kapsam dışı öğeler için tasarımın yeniden oluşturulmasını sağlıyor. Modern üretim, eklemeli üretim gibi yöntemler, tasarım süreci, bir ürünün tasarımı, işleyişi, malzemelerini anlamak, eski bileşenler, eski bir ürünün eski tasarım modelini izlemek, yeni model oluşturabilmek, parçası bulunamayan ürünleri onarmak, yenilemek, rakip ürün analizi, üretilmeyen orijinal parçaları yeniden üretmek, revize etmek ve modern üretim yöntemleriyle yeniden üretmek, orijinal parça üretmek, test ve analiz, dijital arşivleme gibi birçok farklı alanda Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme’den yararlanılıyor. Üretimi kolaylaştıran, yüksek maliyetler ve riski önleyen Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme sadece üretim ve endüstride değil, yazılım alanında da kullanılıyor.
Tersine Mühendislik Aşamaları: Tersine mühendislik süreci, bir objenin ölçümü ile başlar ve ardından üç boyutlu CAD model oluşturulması ile devam eder, prototip veya ürün imalatıyla sonlandırılır. Mamul parçadan hareketle imalat sürecindeki aşamalar geriye doğru çözümlenir. Parça optik ve lazer tarayıcı ile taranır, tarama verisine göre katı model çizilir, ardından tasarlanan parçanın doğruluğundan emin olunur.
Birkaç farklı yol izlenebiliyor: Taslak (sketch) tabanlı modelleme ile parametrik modelleme yapılabiliyor. Taslaklar üzerinden katı ve yüzeyler elde edilebileceği için taslaklar üzerinden yapılan değişiklikler tasarımın tümüne yansıyor.
Hızlı yüzey ile modellemeyle kolayca veri oluşturulabiliyor, tarama verisi üzerinde düzenleme işlemi yapılıyor. Sonrasında program otomatik olarak poligon veri üzerine yüzey oluşturuyor.
Parça geometrisine, hassasiyetlere, maliyete veya uygulamaya göre uygun yöntem tercih ediliyor. Bu iki işlem arasındaki fark ise birinin kontrollü elde edilen bir veri olması diğerinin ise yazılımın kendi algoritmasına göre ortaya çıkan veri olmasıdır.
Simülasyon Yöntemleri: 1) Fiziksel Simülasyonlar, 2) Yöntem Simülasyonlar, 3) Prosedürel Simülasyonlar, 4) İşlevsel Simülasyonlar.
Simülasyon ve Modelleme Süreçleri: 1) Sistemin Tanımı, 2) Modelin Formülasyonu, 3) Veri Derleme, 4) Bilgisayar Programının Formüle Edilmesi, 5) Modelin Geçerliliğinin Kontrolü, 6) Stratejik ve Taktik Planlama, 7) Deneme ve Duyarlılık Analizleri, 8) Uygulama ve Belgeleme.

Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme çalışmasının yoğun kullanıldığı sektörler ve alanlar:
• Üretim sanayi, otomotiv sektörü, savunma sanayi, elektrik-elektronik (Plastik bileşen, PCB devre taramaları, mikroçipler), elektronik ve mekanik tasarım, yazılım mühendisliği, makine imalat sanayi ve kalıpçılık sektörü (kalıp, fikstür, aparat taraması), yedek parça sektörü, medikal sanayi (dental, insan gövdesi, medikal implant, medikal protez, parmak izi taraması), imalat atölyeleri (el işçiliğiyle küçük model yapılması, modellerin 3D veri haline getirilmesi, modelin büyütülmüş halinin CNC tezgahlarında otomatik işlenmesi), sanat; özellikle heykelcilik alanı, üretimden kalkmış eski objeler ve plastik sanatlar için taramalar, arkeoloji (büst, lahit, heykel, tarihi eser, alan taramaları).
• Modern üretim: Eklemeli üretim gibi yöntemler tersine mühendislikten faydalanıyor.
• Tasarım süreci: Tasarımın ilk taslak aşamasından modelleme, protip ve üretim aşamasına kadar bütün süreçte kullanılıyor. Orijinal tasarım dataları kayıp veya mevcut olmadığında, orijinal tasarım yetersiz görüldüğünde üzerinden devam etmek için, mevcut tasarım veya ürün üzerindeki değişikliklerin modele aktarılma amacıyla çözümlenmesi gerektiğinde, yalnızca fiziki modeli bulunan ürünlerin tasarımının iyileştirmesi veya analiz edilmesi amacıyla bilgisayar modeline aktarılmasında, karmaşık ve özgün tasarımların modellerinin elde edilmesinde de kullanılıyor.
• Rakip ürün analizi: Herhangi bir rakip firmaya ait ürünler analiz edilebiliyor, iyi ve kötü özellikleri tümüyle ortaya çıkarılabiliyor. Yeni ürün geliştirmede rakip ürünler üzerinde mekanik analiz yapmak için veri oluşturmada kullanılıyor.
• Eski bileşenler: Uzun zaman önce tasarlanmış ve üretilmiş birçok parçayı çoğaltmak için mevcutta 2B çizimler ya da 3D CAD verileri çoğunlukla yoktur. Tersine mühendislik, parçayı yeniden oluşturmak için gerekli bilgileri elde etmenin en kesin yöntemidir. Yıpranmış parçaların deformasyon ve deplasman analizlerinde veya teknik verilerde ve belgelemede eksikliklerin bulunduğunda kullanılıyor.
• Orijinal parça üretimi: Tedarikçi firma artık istenilen parçayı üretmiyorsa veya teknik çizimlerini kaybetmiş ise Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme, bu parçanın üretiminin tekrar sağlanabilmesi için ürün bilgilerini elde etmeyi sağlıyor.
• Ürün geliştirme, test ve analiz: Bir ürünün orijinal üreticisi artık ürün üretmiyor ise ürünün 2D / 3D dökümanlarının çıkarılması gerektiğinde veya asıl ürünün ücreti çok yüksek olduğunda, ürün performansını ve özelliklerini iyileştirmek için yeni yollar keşfetmek için veya sıfırdan bir ürün geliştirmek için sarf edilen zaman, emek ve maliyeti rekabeti zorlaştırdığında kullanılıyor. Ürün hızlıca 3D olarak modellenebiliyor ve model üzerinde geliştirmeler yapmak için test veya analiz edilebiliyor.
• Dijital arşivleme: Arşivleme çalışmaları için kullanılıyor. Tarihi eserler 3 boyutlu taramayla taranıyor, tersine mühendislikle ürüne gelecekte herhangi bir zarar gelmesi veya ögenin parçalarının çoğaltılması gerektiğinde CAD verileri kullanılıyor ve  veriler dijital ortamda saklanabiliyor.
Simülasyon ve Modelleme’nin en yoğun kullanıldığı alanlar: İşletme politikaları ve uygulamalarındaki (bakım kapasitesi, tesislerin, yedek uçakların vb.) değişiklikleri test etmekte, en iyi trafik akışını belirlemekte, optimal tamir personeli sayısını belirlemek için bakım operasyonunda, radyasyon kalkanına yansıyan radyasyonun yoğunluğunu belirlemekte, uygulama, kapasite ve tesislerin şekillerindeki değişiklikleri değerlendirmede, ekonomik politika kararlarının etkilerini tahmin etmede, savunma ve saldırı silah sistemlerini değerlendirmede, büyük çaplı dağıtım ve envanter kontrol sistemlerinin tasarımını geliştirmede, firmaların politikaları ve operasyonlarındaki değişiklikleri değerlendirmede, firmanın genel operasyonlarında, en ekonomik düzeyde, tatmin edici servis sağlamada, en ideal baraj, elektrik santralı ve sulama işlerinin şeklini belirlemede, eğitim, tıp ve askeri alanlarda ve özellikle iş hayatında müşteri talepleri, pazarlama stratejileri, yatırım fırsatları ve gelir-gider durumlarını saptamada tercih ediliyor.

Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme’nin işletmelere sağladığı avantajlar
Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme ile gerçek dünyada gerçekleşen süreçlerin ya da sistemlerin gerçeğe çok yakın şekilde taklit edilmesi; insan emeğinden zaman tasarrufuna, ekonomik anlamda kazançtan kazaların önlenmesine kadar birçok konuda önemli avantajlar sunarak işletmeye ciddi anlamda rekabet avantajı sunuyor.
Karmaşık geometrileri modellemek kolaylaşır: Yüzey formu ne kadar zor olursa olsun, kullanılan program ve tasarımcının tecrübesi ile kompleks yüzeyleri üretmekte zorluk yaşanmaz.
Hassastır: Ürünü dijitalleştirirken hassas 3B ölçüm sistemleri sayesinde konvansiyonel ölçüm cihazlarına minimum seviyede ihtiyaç duyuluyor.
Hızlı sonuç alınıyor: Modelleme süreci orijinal ürün tasarım sürecinin çok altındadır.
Tasarruf sağlıyor: Mevcut ürünün hasarlı veya yıpranmış orijinal parçalarının yeniden üretilmesi, deforme olmuş veya bozulmuş kalıpların yeniden işlenmesi ve üretim sisteminde/ üründe / makinede problemli bölgenin yeniden yapılmasıyla üretim sisteminin yenilenme ihtiyacını ortadan kaldırıyor. Bu da maliyet, zaman, verimlilik tasarrufu sağlıyor.
Düşük maliyetlidir: Modelleme süreci orijinal maliyetlerine göre çok daha düşük maliyetlidir.
• Üretim maliyeti çok yüksek olan ve insan kaynaklı hatalar nedeniyle herhangi bir kaza gerçekleşmesi halinde hem insan canına mal olan hem de çok büyük bir maliyetin boşa gitmesine neden olan teknik donanımların uzmanlık eğitimi, gerçek zamanlı ve risksiz yapılabilmesine imkan sunuyor.
• Endüstride kullanılan teknik ekipmanlardan uçaklara kadar birçok üretim maliyeti yüksek ve kaza anında büyük riskler oluşturma ihtimali kuvvetli cihazlar, insanların herhangi bir risk almadan kullanmayı öğrenebildiği ekipmanlar haline dönüşüyor.
• Gerçek deneyimlerin insan üzerinde oluşturduğu stres etkisi simülasyonla tamamen ortadan kaldırılabiliyor, böylece kişi daha verimli bir öğrenme süreci geçiriyor.
• Karmaşık gerçek sistemler modellenebiliyor. Simülasyon ve modelleme ile değişik çalışma koşulları altında mevcut sistemlerin performansları değerlendirilebiliyor. Alternatif sistemler ve çalışma politikaları kararlaştırılabiliyor. Deneysel ortamlarda daha iyi kontrol imkanı sağlar.
• Simülasyon denemeleri kopyalanabiliyor. Simülasyon ve modelleme, istisnalar dahil, mevcut ve potansiyel, muhtemel durumları yansıtıyor, basit ve karmaşık durumlarda uygulanabiliyor.

Tersine Mühendislik, Simülasyon ve Modelleme’de öne çıkan teknolojiler, yazılımlar ve cihazlar
Yapay Zeka, Büyük Veri (Big Data), Dijital İkiz, 3D Teknolojileri, İş Zekası, İş Analitiği, CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım), 3D CAD, CAM (Bilgisayar Destekli Üretim), 3D CAM, Bilgisayar Destekli Mühendislik (CAE), 3D CAE, Üç boyutlu (3D) Tarama Teknolojileri. Lazer ve Optik Tarayıcılar: Üç boyutlu (3D) Üçgenli Lazer Tarayıcılar, 3D Yapısal ışık Sayısallaştırıcılı Tarayıcı, 3B Tarama Hizmeti, Sayısallaştırma-Lazer/ Optik (Digitization).
Bilgisayar Görüş Sistemleri (Computer Vision Systems), Koordinat Ölçüm Hizmetleri (Hizalama, CNC Hizalama, CAD Ölçüm, Fikstür Ölçüm, Trackarm), Üç Boyutlu Koordinat Ölçüm Cihazları (Coordinat Measuring Machine-CMM): Sabit Tip Koordinat Ölçüm Makinaları, Taşınabilir Koordinat Ölçüm Makinaları, CMM Ölçümü, Optik Ölçüm Hizmetleri (CAD Veri, Optik Metroloji, Mekanik Tasarım, Re-Konstrüksiyon, Küçük Parça Ölçümü).
Bilgisayarlı Tomografi Cihazları (Computer Tomography-CT), 3Dsystem Geomagic Yazılımları, 3D Modelleme, Parametrik Modelleme, Yüzey Modelleme, Hızlı Protipleme Teknolojisi, Ürün Tasarımı, Yüzey Oluşturma, Proses Kontrol.
Kalite Kontrol, Kalite Kontrol ve Ölçüm Raporları: 3D Veri-Bitmiş Ürün Karşılaştırılması, Eksen Merkezleri, Doğrusal, Dairesel, Açısal Ölçü Doğruluğu, Çökme Tespiti, Yüzey Sapma Haritası Çıkarılması, Trim Hatları Kontrolü, Yüzey Alanı Hesaplanması, Et Kalınlığı (Cidar) Ölçümü, Şahit Numune Ölçümü (PPAP).
Rakip Ürün Analizi, Zararlı Yazılım Analizi, Tersine Mühendislik Yazılımı, CappsNT, Geomagic Studio, RapidForm, CopyCAD, Imageware, Bileşik Mühendislik (Concurrent Engineering).
Tasarım ve Simülasyon Yazılımı, 3D Teknolojileri ile Modelleme Simülasyon Çözümleri, Fiziksel Simülasyon, Bilgisiyar Simülasyonu, Sanal Gerçeklik (VR), Artırılmış Gerçeklik (AR), AR / VR Teknolojileri, Veri Analitiği Simülasyonu, Moleküler Modelleme, Olay Tabanlı Simülasyon, Nümerik Simülasyon, Sistem Dinamiği, Ağ Simülasyonu, İş Süreçleri Modelleme, Oyun Simülasyonu Teknolojileri, İklim Modelleri, Tıbbi Sümülasyon Teknolojileri.

Tersine Mühendislik (Reverse Engineering) nedir?
Tersine Mühendislik (Reverse Engineering), “Bir aygıtın, objenin veya sistemin; yapısının, işlevinin veya çalışmasının, çıkarımcı bir akıl yürütme analiziyle keşfedilmesi işlemidir. Makine veya mekanik alet, elektronik komponent, yazılım programı gibi parçalarına ayrılması ve çalışma prensiplerinin detaylı şekilde analizini içerir” diye tanımlanıyor. Bir başka tanıma göre; “Herhangi bir yapının, sistemin veya mekanizmanın analiz edilerek işlem aşamalarını, uygulanan tekniklerini ve kullanılan mühendislik teknoloji ve yöntemlerini tahlil etme işlemi.”
Yazılım alanında Tersine Mühendislik (Reverse Code Engineering); “Çalışmakta olan bir yazılımın kaynak kodlarına erişimi olunmamasına karşın akılcı yöntemlerle sistemin çalışmasını çözmek ve ardından kaynak koda erişme sürecini kapsayan mühendislik alanıdır” diye tanımlanırken bir diğer tanımı ise şöyle: “Bir sistemin daha yüksek bir soyutlama seviyesinde temsilini yaratmak için analiz edilmesi işlemi.”

Simülasyon nedir?
Simülasyon veya benzetim; “Teknik anlamda gerçek bir dünya süreci veya sisteminin işletilmesinin zaman üzerinden taklit edilmesidir. Sistem nesneleri arasında tanımlanmış ilişkileri içeren sistem veya süreçlerin bir modelidir” diye tanımlanıyor. Bir başka tanımsa şöyle: “Simülasyon diğer adıyla benzetim; teorik veya fiziksel gerçek bir sistemin, bilgisayar ortamında modellendikten sonra bu modelle sistemin işletilmesi amacına yönelik sistemin davranışını anlayabilmek veya değişik stratejileri değerlendirebilmek için deneyler yürütülmesi, bu sistemlerin özelliklerini ve davranışlarını bilgisayar aracılığıyla değerlendiren bir tekniktir.” Bir diğer tanıma göre; “Herhangi bir sürecin ya da sistemin işletilmesi için zamanlı olarak yapay bir ortam oluşturulması ya da düzenin taklit edilmesidir.”

Modelleme nedir?
“Gerçeğe benzer görüntüler yapmaktır” diye tanımlanan modelleme, bir başka tanıma göre şöyle: “Modelleme bir sistemi incelemek üzere o sistemin basit bir örneği yapılması anlamına gelir. Bu örnek gerçek sistemin yardımcısı ve basitleştirilmiş şeklidir. Fakat modelden de gerçek sistemden alınacak sonuçlara izin verecek kadar detaylı olması beklenir. Simülasyon ise bir sisteme ait neden-sonuç ilişkilerinin bilgisayar ortamına aktarılarak sistemin davranışlarının bilgisayarda izlenmesini sağlayan bir modelleme tekniğidir.”