淺談逆向工程技術在汽車行業的應用

【摘 要】闡述了逆向工程對于實現技術創新的重要性及具體作用。介紹了逆向工程技術的具體實現過程，并提出了幾種逆向工程技術在汽車制造行業的具體應用方法。

【關鍵詞】逆向工程技術；汽車制造行業；設計制造中的應用

Abstract: This paper introduces the reverse engineering for the importance of realizing technological innovation and the specific role。Reverse engineering is introduced the concrete realization of the process， and put forward several kinds of specific application method of reverse engineering technology in the automobile manufacturing industry.

Keywords：Reverse engineering technology Automobile manufacturing industry Application in design and manufacture

當今科技發展日新月異，每年的新技術和新產品都以指數級的速度遞增，學習和借鑒別國的先進技術、引進先進的技術裝備已經成為各國提高科技和生產力水平的重要途徑。特別是技術落后的國家，只引進，不對引進技術進行消化、吸收、改進和創新，那么只會永遠落后。

逆向工程（Reverse Engineering）技術是適應這種要求迅速發展起來的一門新興學科。它消化吸收一系列先進技術，是一門跨學科、跨專業的綜合性工程。以先進產品的零件實物或特征文件（程序、技術文件、圖片、照片等）作為研究對象，應用現代設計理論方法、生產工程學和有關專業知識進行系統深入的分析和研究，探索掌握其關鍵技術，進而開發出同類的先進產品。故而逆向工程不僅是仿造，而且是一個創新的過程。對于汽車制造行業，逆向工程技術主要用于汽車覆蓋件、座椅和其他關鍵部件的創新設計中。

逆向工程的具體過程如下：①對象數字化（object digitization）。利用相關的測量設備，根據產品模型測量得到空間拓撲離散點數據， 并將測量結果以文件或數據庫的方式存儲。通常采用三坐標測量機、三維激光掃描儀、三維數字化儀、物體多角度照片等數字化方法來快速、準確地獲取數據。當得到了較完整的采樣數據以后，可通過三維圖形處理技術將采樣數據以三維圖形的方式顯示出來，得到直觀簡略的產品結構外形。此外還需對測量數據作些編輯處理，如刪除噪聲點、增加必要的補償點，數據分割、壓縮等。 ②重構模型（object modeling）。根據空間拓撲離散點數據反求出產品的三維CAD模型，并在產品對象分析和插值檢測后，對模型進行逼近調整和優化。③對象分析（object analysis）。將模型和設計表征用于產品的表面分析、有限元分析和工藝分析，并將分析結果以文件或數據庫的方式存儲起來，以備其他模塊檢索調用。④加工（object manufacturing）。根據分析結果生成NC加工代碼，并在NC設備上將反求對象加工出來。⑤檢驗與修正（Inspection Modification）。根據重新測量加工出的樣品來檢驗重構的CAD模型是否滿足精度或其他試驗性能指標的要求，對不滿足要求者重復以上過程，直至達到零件的設計要求。

在汽車設計制造過程中，逆向工程技術可以應用于以下幾個方面：①已有零件的復制。引進、消化、吸收國外先進設備的過程中，當設備中型面為自由曲面，特別復雜的零件，難以用測繪的方法得到其結構和尺寸時，可以采用逆向工程把原零件實物進行復制。②設計復雜外型。目前許多外形復雜的產品造型設計還難以直接用CAD實現，多用粘土、石膏或泡沫塑料來造型。對于汽車這樣的大型物體，設計師必須先做出按比例縮小的木模或石膏模，模型符合要求后，在用逆向工程方法從物理模型構造出實體CAD模型。③修復損毀或磨損的零件。逆向工程系統具有一定的推理和判斷能力，對損毀造成的表面缺陷或磨損造成的表面測量誤差進行還原和修補，重構出完好的CAD模型。④數字化模型檢測。對加工的零件進行掃描測量，利用逆向工程的方法構造出CAD模型，與初始的CAD模型進行數據比較，對測量誤差進行修正，這樣可以提高產品的檢測精度。⑤快速原形（RP）零件制造。逆向工程技術是快速原形零件制造的關鍵技術。利用逆向工程技術，在現有實體的某些測量數據的基礎上，重構起三維CAD信息模型，然后把改模型進行數據轉換，使其成為可以直接被快速原形零件制造系統接收的數據格式，加工出快速原形。

總之，逆向工程技術在汽車設計制造過程中，可以提高生產效率、精度，縮短設計生產時間，獲得良好的經濟效益。但是，我國對逆向工程的研究和應用還處于起步階段，總體水平還不高，特別是在汽車制造行業的應用方面，和許多發達國家相比還有很大的差距。重視它并開展逆向工程的研究應用具有重要的意義和經濟價值。

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作者簡介：

翟明新，男，（1973-01~），職稱職務：講師，研究方向：車輛工程，單位：商丘職業技術學院汽車建筑工程系。

張志鵬，男，（1980-04~），職稱職務：助教，研究方向：機械設計，單位：商丘職業技術學院機電工程系。