الهندسة الجنائية

This article includes a list of general references, but it lacks sufficient corresponding inline citations. Please help to improve this article by introducing more precise citations. (May 2014) (Learn how and when to remove this message)

Part of a series on
Forensic science
Physiological Anthropology Biology Bloodstain pattern analysis Dentistry DNA phenotyping DNA profiling Forensic genealogy Entomology Epidemiology Limnology Medicine Palynology Pathology Podiatry Toxicology
Social Psychiatry Psychology Psychotherapy Social work
Criminalistics Accounting Body identification Chemistry Colorimetry Election forensics Facial reconstruction Fingerprint analysis Firearm examination Footwear evidence Forensic arts Profiling Gloveprint analysis Palmprint analysis Questioned document examination Vein matching Forensic geophysics Forensic geology Social network analysis
Digital forensics Computer exams Data analysis Database study Malware analysis Mobile devices Network analysis Photography Video analysis Audio analysis
Related disciplines Electrical engineering Engineering Fire investigation Fire accelerant detection Fractography Linguistics Materials engineering Polymer engineering Statistics Traffic collision reconstruction
Related articles Crime scene CSI effect Perry Mason syndrome Pollen calendar Skid mark Trace evidence Use of DNA in forensic entomology
Outline Category
v t e

تم تعريف الهندسة الجنائية بأنها "التحقيق في الأعطال - التي تتراوح من قابلية الخدمة إلى الكارثية - والتي قد تؤدي إلى نشاط قانوني، بما في ذلك المدني والجنائي". ^[1] مجال الهندسة الجنائية واسع جدًا من حيث التخصصات العديدة التي يغطيها، والتحقيقات التي تستخدم الهندسة الجنائية هي حالات الأضرار البيئية للهياكل، وفشل أنظمة الآلات، والانفجارات، والكهرباء، ونقطة انطلاق الحريق، وفشل المركبات وغير ذلك الكثير. ^{[2] [1]}

ويشمل التحقيق في المواد أو المنتجات أو الهياكل أو المكونات التي تفشل أو لا تعمل أو تعمل كما هو مقصود، مما يتسبب في إصابة شخصية أو تلف الممتلكات أو خسارة اقتصادية. قد تؤدي عواقب الفشل إلى اتخاذ إجراءات بموجب القانون الجنائي أو المدني بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر تشريعات الصحة والسلامة وقوانين العقد و/أو مسؤولية المنتج وقوانين المسؤولية التقصيرية . يتعامل المجال أيضًا مع تتبع العمليات والإجراءات التي تؤدي إلى حوادث أثناء تشغيل المركبات أو الآلات. بشكل عام، الغرض من التحقيق الهندسي الجنائي هو تحديد سبب أو أسباب الفشل بهدف تحسين أداء أو عمر أحد المكونات، أو مساعدة المحكمة في تحديد وقائع الحادث . يمكن أن يشمل أيضًا التحقيق في مطالبات الملكية الفكرية ، وخاصة براءات الاختراع . في الولايات المتحدة، يحتاج مهندسو الطب الشرعي إلى ترخيص هندسي احترافي من كل ولاية.

مع تطور مجال الهندسة بمرور الوقت، تطور أيضًا مجال الهندسة الجنائية. تشمل الأمثلة المبكرة التحقيق في فشل الجسور مثل كارثة جسر تاي للسكك الحديدية عام 1879 وكارثة جسر دي عام 1847. دفعت العديد من حوادث السكك الحديدية المبكرة إلى اختراع اختبار الشد للعينات وكسر المكونات الفاشلة. ^[3]

من الأمور الحيوية في مجال الهندسة الجنائية عملية التحقيق وجمع البيانات المتعلقة بالمواد أو المنتجات أو الهياكل أو المكونات التي فشلت. ^[2] وهذا يشمل: عمليات التفتيش وجمع الأدلة والقياسات وتطوير النماذج والحصول على منتجات نموذجية وإجراء التجارب. غالبًا ما يتم إجراء الاختبارات والقياسات في مختبر اختبار مستقل أو مختبر آخر غير متحيز يتمتع بسمعة طيبة.

عند التحقيق في قضية ما، يتبع مهندس الطب الشرعي سلسلة من الخطوات القياسية لعملية التحقيق الخاصة به. أول شيء عندما يصل مهندس الطب الشرعي إلى مكان الحادث هو التأكد من السلامة، ويتأكد من التعامل مع جميع المخاطر وأنها آمنة للتعامل معها وتحليلها. ^[4] ستكون الخطوة التالية هي إجراء تقييم أولي للحادث، ويتم ذلك قبل إجراء أي تحليل ويقومون بملاحظة سريعة لما هو الحل في متناول اليد. ^[4] الخطوة الثالثة في عملية التحقيق هي التخطيط لكيفية سير التحقيق وما هي الموارد التي سيحتاجون إلى الحصول عليها لإجراء التحليل بدقة. ^[4] بعد ذلك، سيكون تحديد شروط التبجيل، وهذا هو الوقت الذي سيتشاور فيه مهندس الطب الشرعي مع العميل بشأن ما يريدون القيام به في التحقيق. ^[4] الخطوة التالية هي إنشاء فريق التحقيق، بمجرد وجود خطة حول كيفية التحقيق، سيشكلون فريقًا من الخبراء في المجال المحدد اللازم لإجراء التحليل. ^[4] أخيرًا، سيكون بدء التحقيق، وهذا هو المكان الذي يجروا فيه تحليلهم.

هناك نوعان رئيسيان من التحليلات التي يتم إجراؤها في الهندسة الجنائية، وهما تحليل السبب الجذري وتحليل الفشل. يتم تعريف تحليل السبب الجذري على أنه النظر إلى النظام ككل وما أدى إلى فشل النظام، ويتم ذلك مع كائن واسع النطاق، على سبيل المثال انهيار مبنى. ^[2] يتم تعريف تحليل الفشل على أنه تحليل جزء واحد في النظام فشل في العمل، ومن الأمثلة على ذلك فشل السيارة مما تسبب في وقوع حادث. ^[2] هذان النوعان من التحليل هما التقييمات الأولية التي يتم إجراؤها عندما يبدأ محققو الهندسة الجنائية تحقيقاتهم. ^[2]

كما تقوم طرق تحليل أنماط الفشل وتأثيراتها (FMEA) وتحليل شجرة الخطأ بفحص فشل المنتج أو العملية بطريقة منظمة ومنهجية، في السياق العام لهندسة السلامة . ومع ذلك، تعتمد كل هذه التقنيات على إعداد تقارير دقيقة عن معدلات الفشل ، والتعرف الدقيق على أنماط الفشل المعنية.

هناك بعض القواسم المشتركة بين العلوم الجنائية والهندسة الجنائية، مثل تحليل مسرح الجريمة ومسرح الحادث، وسلامة الأدلة والمثول أمام المحكمة. يستخدم كلا التخصصين على نطاق واسع المجاهر الضوئية والإلكترونية الماسحة ، على سبيل المثال. كما يشتركان في الاستخدام المشترك للتحليل الطيفي ( الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والرنين المغناطيسي النووي ) لفحص الأدلة الحرجة. التصوير الشعاعي باستخدام الأشعة السينية (مثل التصوير المقطعي بالأشعة السينية ) أو النيوترونات مفيد أيضًا في فحص المنتجات السميكة بحثًا عن عيوبها الداخلية قبل محاولة الفحص التدميري. ومع ذلك، غالبًا ما تكشف عدسة يدوية بسيطة عن سبب مشكلة معينة.

إن الأدلة الأثرية تشكل في بعض الأحيان عاملاً مهماً في إعادة بناء تسلسل الأحداث في حادث ما. على سبيل المثال، يمكن لعلامات حرق الإطارات على سطح الطريق أن تمكن من تقدير سرعات المركبات، ومتى تم تطبيق الفرامل وما إلى ذلك. غالبًا ما تترك أقدام السلم أثرًا لحركة السلم أثناء الانزلاق وقد تظهر كيف وقع الحادث. عندما يفشل منتج ما دون سبب واضح، يمكن أن يكشف المجهر الإلكتروني الماسح وتقنية التحليل الطيفي بالأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) التي يتم إجراؤها في المجهر عن وجود مواد كيميائية عدوانية تركت آثارًا على الكسر أو الأسطح المجاورة. وبالتالي، فشل مفصل أنبوب مياه راتنج الأسيتال فجأة وتسبب في أضرار جسيمة للمبنى الذي يقع فيه. أظهر تحليل المفصل آثارًا للكلور، مما يشير إلى نمط فشل التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي . أظهر مفصل أنبوب الوقود الفاشل المذكور أعلاه آثارًا للكبريت على سطح الكسر من حمض الكبريتيك ، الذي بدأ الكسر.

يعد استخراج الأدلة المادية من التصوير الرقمي أحد التقنيات الرئيسية المستخدمة في إعادة بناء الحوادث الجنائية. تُستخدم تقنيات مطابقة الكاميرات والتصوير الفوتوغرامتري وتصحيح الصور لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد ومن أعلى إلى أسفل من الصور ثنائية الأبعاد التي يتم التقاطها عادةً في مكان الحادث. يمكن استرداد الأدلة التي تم تجاهلها أو غير الموثقة لإعادة بناء الحادث وتحديد كميتها طالما تتوفر صور لهذه الأدلة. باستخدام صور مكان الحادث بما في ذلك السيارة، يمكن استرداد الأدلة "المفقودة" وتحديدها بدقة. ^[5]

تتضمن هندسة المواد الجنائية أساليب يتم تطبيقها على مواد محددة ، مثل المعادن والزجاج والسيراميك والمركبات والبوليمرات .

تأسست الأكاديمية الوطنية لمهندسي الطب الشرعي (NAFE) في عام 1982 بواسطة Marvin M. Specter, PE, LS، وPaul E. Pritzker, PE، وWilliam A. Cox Jr., PE لتحديد وجمع المهندسين المحترفين الذين لديهم مؤهلات وخبرة كمهندسين جنائيين ممارسين لتعزيز تعليمهم المستمر وتعزيز المعايير العالية للأخلاقيات المهنية والتميز في الممارسة. تسعى إلى تحسين الممارسة ورفع المعايير وتعزيز قضية الهندسة الجنائية. تقتصر العضوية الكاملة في الأكاديمية على المهندسين المحترفين المسجلين الذين هم أيضًا أعضاء في الجمعية الوطنية للمهندسين المحترفين (NSPE). يجب أن يكونوا أيضًا أعضاء في درجة مقبولة في جمعية هندسية تقنية رئيسية معترف بها. تقدم NAFE أيضًا درجات عضوية تابعة لأولئك الذين لم يتأهلوا بعد لدرجة العضوية. ^[6] يتم اعتماد الأعضاء الكاملين من خلال مجلس الهندسة والمجالس العلمية المتخصصة ^[7] ويكسبون لقب "دبلوماسي الهندسة الجنائية" أو "DFE". يستخدم هذا عادةً بعد تعيينهم كمهندسين محترفين.

تسبب أنبوب الوقود المكسور الموضح على اليسار في وقوع حادث خطير عندما انسكب وقود الديزل من شاحنة صغيرة على الطريق. انزلقت السيارة التالية وأصيب السائق بجروح خطيرة عندما اصطدمت بشاحنة قادمة . أظهر المجهر الإلكتروني الماسح أو SEM أن موصل النايلون قد انكسر بسبب تشقق التآكل الإجهادي (SCC) بسبب تسرب صغير لحمض البطارية . يكون النايلون عرضة للتحلل المائي عند ملامسته لحمض الكبريتيك ، وكان تسرب صغير فقط من الحمض كافيًا لبدء شق هش في موصل النايلون 6,6 المصبوب بالحقن بواسطة SCC. استغرق الشق حوالي 7 أيام لينمو عبر قطر الأنبوب. أظهر سطح الكسر سطحًا هشًا بشكل أساسي مع خطوط تشير إلى نمو تدريجي للشق عبر قطر الأنبوب. بمجرد اختراق الشق للثقب الداخلي، بدأ الوقود يتسرب إلى الطريق.

لقد تعرض النايلون 6,6 للهجوم من خلال التفاعل التالي، والذي تم تحفيزه بواسطة الحمض:

يعتبر وقود الديزل خطيرًا بشكل خاص على أسطح الطرق لأنه يشكل طبقة رقيقة زيتية لا يمكن للسائقين رؤيتها بسهولة. وهو يشبه الجليد الأسود في انزلاقه، لذا فإن الانزلاق أمر شائع عند حدوث تسربات الديزل. اعترفت شركات التأمين على سائق الشاحنة بالمسؤولية وتم تعويض السائق المصاب.

تحتوي معظم نماذج التصنيع على مكون جنائي يراقب الأعطال المبكرة لتحسين الجودة أو الكفاءة. تستعين شركات التأمين بمهندسي الطب الشرعي لإثبات المسؤولية أو عدم المسؤولية. تخضع معظم الكوارث الهندسية ( الأعطال الهيكلية مثل انهيار الجسور والمباني) للتحقيق الجنائي من قبل المهندسين ذوي الخبرة في أساليب التحقيق الجنائي. يتم التحقيق في حوادث السكك الحديدية وحوادث الطيران وبعض حوادث السيارات من قبل مهندسي الطب الشرعي على وجه الخصوص حيث يُشتبه في فشل أحد المكونات. علاوة على ذلك، يمكن للأجهزة والمنتجات الاستهلاكية والأجهزة الطبية والهياكل والآلات الصناعية وحتى الأدوات اليدوية البسيطة مثل المطارق أو الأزاميل أن تبرر التحقيقات في الحوادث التي تسبب إصابة أو أضرارًا بالممتلكات. غالبًا ما يكون فشل الأجهزة الطبية أمرًا بالغ الأهمية من حيث السلامة للمستخدم، لذا فإن الإبلاغ عن الأعطال وتحليلها مهم بشكل خاص. بيئة الجسم معقدة، ويجب أن تبقى الغرسات على قيد الحياة في هذه البيئة، وألا تتسرب منها شوائب سامة محتملة. تم الإبلاغ عن مشاكل مع غرسات الثدي وصمامات القلب والقسطرة ، على سبيل المثال.

إن الأعطال التي تحدث في وقت مبكر من عمر المنتج الجديد تشكل معلومات حيوية بالنسبة للشركة المصنعة لتحسين المنتج. ويهدف تطوير المنتج الجديد إلى القضاء على العيوب عن طريق الاختبار في المصنع قبل الإطلاق، ولكن قد تحدث بعض العيوب خلال فترة مبكرة من عمره. إن اختبار المنتجات لمحاكاة سلوكها في البيئة الخارجية مهارة صعبة، وقد تنطوي على اختبارات حياة متسارعة على سبيل المثال. إن أسوأ نوع من العيوب التي تحدث بعد الإطلاق هو العيب الحرج للسلامة ، وهو العيب الذي يمكن أن يعرض الحياة أو الأطراف للخطر. وعادة ما يؤدي اكتشافها إلى سحب المنتج أو حتى سحبه بالكامل من السوق. غالبًا ما تتبع عيوب المنتج منحنى حوض الاستحمام ، مع ارتفاع حالات الفشل الأولية، ومعدل أقل خلال العمر العادي، يليه ارتفاع آخر بسبب التآكل. يمكن للمعايير الوطنية، مثل معايير ASTM ومعهد المعايير البريطاني ، والمعايير الدولية أن تساعد المصمم في زيادة سلامة المنتج.

هناك العديد من الأمثلة على الأساليب الجنائية المستخدمة للتحقيق في الحوادث والكوارث، ومن أقدمها في العصر الحديث سقوط جسر دي في تشيستر بإنجلترا . تم بناؤه باستخدام عوارض من الحديد الزهر ، كل منها مصنوع من ثلاثة قوالب كبيرة جدًا متشابكة معًا. تم تعزيز كل عارضة بقضبان من الحديد المطاوع على طولها. تم الانتهاء منه في سبتمبر 1846، وتم افتتاحه لحركة المرور المحلية بعد موافقة أول مفتش للسكك الحديدية، الجنرال تشارلز باسلي. ومع ذلك، في 24 مايو 1847، سقط قطار محلي متجه إلى روابون عبر الجسر. أسفر الحادث عن مقتل خمسة أشخاص (ثلاثة ركاب وحارس القطار ورجل إطفاء القاطرة) وتسع إصابات خطيرة. تم تصميم الجسر من قبل روبرت ستيفنسون ، واتهمه تحقيق محلي بالإهمال .

على الرغم من قوة الحديد الزهر عند الضغط، إلا أنه معروف بهشاشته عند الشد أو الانحناء. في يوم الحادث، تم تغطية سطح الجسر بحصى المسار لمنع عوارض البلوط التي تدعم المسار من الاشتعال، مما فرض حمولة إضافية ثقيلة على العوارض الداعمة للجسر وربما أدى إلى تفاقم الحادث. اتخذ ستيفنسون هذا الاحتياط بسبب حريق اندلع مؤخرًا في سكة حديد غريت ويسترن في أوكسبريدج، لندن، حيث اشتعلت النيران في جسر إيزامبارد كينجدم برونيل وانهار.

أجرى الكابتن سيمونز من المهندسين الملكيين أحد التحقيقات الرئيسية الأولى التي أجرتها هيئة التفتيش على السكك الحديدية التي تم تشكيلها حديثًا ، وأشار تقريره إلى أن الثني المتكرر للعارضة أضعفها بشكل كبير. فحص الأجزاء المكسورة من العارضة الرئيسية، وأكد أن العارضة قد انكسرت في مكانين، وكان الكسر الأول في المنتصف. اختبر العوارض المتبقية من خلال قيادة قاطرة عبرها، ووجد أنها انحرفت عدة بوصات تحت الحمل المتحرك. وخلص إلى أن التصميم كان معيبًا، وأن العوارض المصنوعة من الحديد المطاوع المثبتة بالعوارض لم تعزز العوارض على الإطلاق، وهو الاستنتاج الذي توصلت إليه أيضًا هيئة المحلفين في التحقيق. اعتمد تصميم ستيفنسون على العوارض المصنوعة من الحديد المطاوع لتقوية الهياكل النهائية، لكنها كانت مثبتة على عوارض الحديد الزهر نفسها، وبالتالي تشوهت مع أي حمل على الجسر. وزعم آخرون (وخاصة ستيفنسون) أن القطار خرج عن مساره واصطدم بالعارضة، وأن قوة الاصطدام تسببت في كسرها . ومع ذلك، أكد شهود العيان أن العارضة انكسرت أولاً وأن حقيقة بقاء القاطرة على المسار أظهرت عكس ذلك.

لا يتم نشر حالات فشل المنتجات على نطاق واسع في الأدبيات الأكاديمية أو الأدبيات التجارية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الشركات لا تريد الإعلان عن مشاكلها. ومع ذلك، فإن هذا يحرم الآخرين من فرصة تحسين تصميم المنتج لمنع وقوع المزيد من الحوادث. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تنشر مجلة Engineering Failure Analysis ، ^{[8] [ مصدر غير أساسي مطلوب ]} التي تُنشر بالتعاون مع الجمعية الأوروبية للسلامة البنيوية ، دراسات حالة لمجموعة واسعة من المنتجات المختلفة، التي فشلت في ظل ظروف مختلفة.

المنشور الذي يتناول فشل المباني والجسور وغيرها من الهياكل هو مجلة أداء المرافق المشيدة ، ^{[9] [ مصدر غير أساسي مطلوب ]} والتي تنشرها الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين ، تحت مظلة مجلسها الفني للهندسة الجنائية. ^{[10] [ مصدر غير أساسي مطلوب ]}

مجلة الأكاديمية الوطنية لمهندسي الطب الشرعي هي مجلة مفتوحة المصدر تخضع لمراجعة الأقران وتقدم فحصًا متعدد التخصصات لمجال الهندسة الجنائية. التقديم مفتوح لأعضاء الأكاديمية الوطنية لمهندسي الطب الشرعي وتتضمن عملية مراجعة الأقران في المجلة عرضًا شخصيًا للحصول على ملاحظات مباشرة قبل مراجعة الأقران الفنية العمياء. ^{[11] [ مطلوب مصدر غير أساسي ]}

• هندسة المواد الجنائية: دراسات الحالة بقلم بيتر رايس لويس، كولين جاج، كين رينولدز، مطبعة سي آر سي (2004).
• التحقيق في الهندسة الجنائية بقلم راندال ك. نون، مطبعة سي آر سي (2000).
• مقدمة في الهندسة الجنائية (مكتبة الطب الشرعي) بقلم راندال ك. نون، مطبعة سي آر سي (1992).
• الأكاديمية الوطنية لمهندسي الطب الشرعي
• مقدمة في هندسة الطب الشرعي. OpenLearn. Open University
• الهندسة الجنائية حسب الأصل والسبب
• المبادئ التوجيهية للتحقيق في حوادث سلامة العمليات، CCPS، AIChE، Wiley (الطبعة الثالثة)

المجلات

• تحليل فشل الهندسة
• مجلة الأكاديمية الوطنية لمهندسي الطب الشرعي
• الهندسة الجنائية . معهد المهندسين المدنيين