淺析逆向工程在各領域中的應用及未來的發展趨勢

摘 要：在當前科技快速發展的時代，對于產品的一體化解決方案需求越來越多樣化，產品的正向設計、生產已經不能夠完全滿足當前的市場需求。逆向工程技術的運用則使得一些具有較為特殊的產品或者零部件的設計、測試、生產更加的便捷，在提高此類產品或者零部件設計、制造效能的同時大大的降低了產品正向研制開發所帶來的高昂成本。本文將對逆向工程技術在各領域中的應用及未來的發展趨勢進行分析和探究。

關鍵詞：逆向工程;設計;實物反向;軟件反向;反推數據

一、逆向工程技術的意義

在傳統的生產制造行業中，每個產品、部件的投入生產都是通過設計者根據任務需求先完成概念性設計，產品或產品模具、夾具設計，再根據設計圖紙進行生產加工，最后進行檢驗、裝配及性能的測試，如產品的性能不能夠滿足任務需求，再對產品設計方案進行調整，直至符合條件為止。這種正向工程設計生產對于一些較為復雜或技術要求苛刻的產品而言制造周期長，投入成本高。

隨著科學技術的不斷發展，近年來逆向工程技術逐漸被生產制造行業所應用。在產品投入生產之前，通過計算機對產品進行三維建模（軟件反向）、數據分析或對已知產品（實物反向）的相關數據信息進行測量、吸收再進行建模，根據任務要求對產品方案進行調整或創新，通過CAD、CAM、CAE等逆向工程設計軟件的應用可大大節省設計成本，減少設計周期。

二、逆向工程在各領域中的應用

當前情況下，逆向工程主要在汽車、電子、玩具、航天、家具家電產品等領域應用較為廣泛，它通過數字化制造技術充分的將資源有效利用，將產品的研發周期大大縮短、產品研發局限性大大減少、產品的生產制造成本大大降低，從而有效的提升了企業的競爭力。其主要的應用特點有以下幾個方面：

（1）無產品、零件圖紙的情況下逆向生成產品樣件：在沒有設計圖紙或者設計圖紙不完整、沒有三維建模的情況下，在對產品原形進行測量、分析、數據重組后形成產品的設計圖紙或三維模型，并以此為基礎通過快速成形技術復刻出相同或經過調整的產品實物樣件;

（2）通過實測模型得出設計產品及反推其模具的根據：在設計需要通過實驗測試才能定型的產品模型時，通常采用逆向工程的方法。比如汽車造船領域、航空航天領域，為了滿足產品對空氣動力學等技術要求，首先要求在初始設計模型的基礎上經過各種性能測試，如阻力壓力測試、碰撞變形測試等，建立符合產品要求的外形模型，最終通過對實驗模型進行實測所得到的數據將成為設計這類產品及反推其模具的重要依據;

（3）在美學設計領域起到尤為重要的作用：在航空航天、汽車外形設計過程中廣泛采用真實比例的木雕或泥塑模型來評估設計產品的美學效果，或者通過計算機仿形設計技術設計產品模型，此時都需要用到逆向工程的設計方法;

（4）修復破損的藝術品或缺乏供應的損壞零件等：此時不需要對整個零件原形進行復制，而是借助逆向工程技術抽取零件原形的設計思想，指導新的設計。這是由實物逆向推理出設計思想的一種漸近過程;

（5）模具行業中的重要作用：因為在模具的制造中需要反復的進行試驗或修改模具參數，對已經符合要求的模具進行反推其數據，然后再制造出與其相同技術參數的模具來，這樣可以有效的提高模具制造的效率，降低模具制造的成本。

三、逆向工程當前存在的主要問題

當前我國有關逆向工程技術的研究主要都集中在幾何形狀的逆向層面，即重新建立產品實物的CAD模型——“物逆向工程”。雖然經過了多年的發展，相關技術人員在逆向工程領域取得了一定的研究成果，但在應用方面、理論方面仍然還不是很成熟，還有若干問題有待于解決：

（1）缺乏對逆向工程工具的廣泛使用。逆向工程工具缺乏與其它開發工具的有效集成，影響到使用的普及，導致逆向工程技術發展上的困難;

（2）缺乏統一的逆向工程的概念、標準術語。導致了研究人員在交流上的困難，不利于工具的研制，也不利于逆向工程技術的應用;

（3）缺乏統一的逆向工程機制的分類框架。導致不同工具或技術比較功能和性能時的困難;

（4）缺乏對現有工具和理論進行有效評估的標準及工具。盡管出現了一些評估技術及其應用，還是缺乏統一的評估標準，缺乏有效的驗證工具的支持，無法確定逆向工程技術是否得到提高，導致逆向工程工具發展上的困難。

四、逆向工程未來的發展趨勢

（1）理論研究的趨勢方向：加強對三坐標測量技術、曲線曲面擬合技術、數據分塊技術研發，推動逆向工程技術向精、強、廣發展，結合人工智能將逆向工程向簡單化、智能化、人性化方向發展;

（2） 測量應用的發展方向：三維技術測量主要傾向于快速、安全、全面、準確的獲取所需要的有效數據，通過與計算機的相互協作可以進行大量測量數據的分析、整理;

五、結束語

逆向工程技術以其實用性和創新性的優勢目前已在眾多領域中得到廣泛的應用。其高效率、高精度，便于產品的修改和再設計、縮短產品研發周期等優勢，為生產制造類企業的發展提供了有利的保障。但當前的逆向工程技術在技術設備和理論等方面還存在著一些需要進一步解決的問題。相信隨著科學技術的不斷進步以及相關技術人員的不斷努力，這項技術必定會成為機械制造和工業設計領域中的一顆耀眼的明星，助力我國的數字化制造技術邁向一個更高的階梯。

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作者簡介：路東健，（1984.06-）男，漢族，遼寧省遼陽市人，本科，講師，研究方向：機械制造，數控技術，工業機器人技術

（遼寧建筑職業學院? ? 遼寧 遼陽? ?111000）