浅析逆向工程在各领域中的应用及未来的发展趋势

摘 要：在当前科技快速发展的时代，对于产品的一体化解决方案需求越来越多样化，产品的正向设计、生产已经不能够完全满足当前的市场需求。逆向工程技术的运用则使得一些具有较为特殊的产品或者零部件的设计、测试、生产更加的便捷，在提高此类产品或者零部件设计、制造效能的同时大大的降低了产品正向研制开发所带来的高昂成本。本文将对逆向工程技术在各领域中的应用及未来的发展趋势进行分析和探究。

关键词：逆向工程;设计;实物反向;软件反向;反推数据

一、逆向工程技术的意义

在传统的生产制造行业中，每个产品、部件的投入生产都是通过设计者根据任务需求先完成概念性设计，产品或产品模具、夹具设计，再根据设计图纸进行生产加工，最后进行检验、装配及性能的测试，如产品的性能不能够满足任务需求，再对产品设计方案进行调整，直至符合条件为止。这种正向工程设计生产对于一些较为复杂或技术要求苛刻的产品而言制造周期长，投入成本高。

随着科学技术的不断发展，近年来逆向工程技术逐渐被生产制造行业所应用。在产品投入生产之前，通过计算机对产品进行三维建模（软件反向）、数据分析或对已知产品（实物反向）的相关数据信息进行测量、吸收再进行建模，根据任务要求对产品方案进行调整或创新，通过CAD、CAM、CAE等逆向工程设计软件的应用可大大节省设计成本，减少设计周期。

二、逆向工程在各领域中的应用

当前情况下，逆向工程主要在汽车、电子、玩具、航天、家具家电产品等领域应用较为广泛，它通过数字化制造技术充分的将资源有效利用，将产品的研发周期大大缩短、产品研发局限性大大减少、产品的生产制造成本大大降低，从而有效的提升了企业的竞争力。其主要的应用特点有以下几个方面：

（1）无产品、零件图纸的情况下逆向生成产品样件：在没有设计图纸或者设计图纸不完整、没有三维建模的情况下，在对产品原形进行测量、分析、数据重组后形成产品的设计图纸或三维模型，并以此为基础通过快速成形技术复刻出相同或经过调整的产品实物样件;

（2）通过实测模型得出设计产品及反推其模具的根据：在设计需要通过实验测试才能定型的产品模型时，通常采用逆向工程的方法。比如汽车造船领域、航空航天领域，为了满足产品对空气动力学等技术要求，首先要求在初始设计模型的基础上经过各种性能测试，如阻力压力测试、碰撞变形测试等，建立符合产品要求的外形模型，最终通过对实验模型进行实测所得到的数据将成为设计这类产品及反推其模具的重要依据;

（3）在美学设计领域起到尤为重要的作用：在航空航天、汽车外形设计过程中广泛采用真实比例的木雕或泥塑模型来评估设计产品的美学效果，或者通过计算机仿形设计技术设计产品模型，此时都需要用到逆向工程的设计方法;

（4）修复破损的艺术品或缺乏供应的损坏零件等：此时不需要对整个零件原形进行复制，而是借助逆向工程技术抽取零件原形的设计思想，指导新的设计。这是由实物逆向推理出设计思想的一种渐近过程;

（5）模具行业中的重要作用：因为在模具的制造中需要反复的进行试验或修改模具参数，对已经符合要求的模具进行反推其数据，然后再制造出与其相同技术参数的模具来，这样可以有效的提高模具制造的效率，降低模具制造的成本。

三、逆向工程当前存在的主要问题

当前我国有关逆向工程技术的研究主要都集中在几何形状的逆向层面，即重新建立产品实物的CAD模型——“物逆向工程”。雖然经过了多年的发展，相关技术人员在逆向工程领域取得了一定的研究成果，但在应用方面、理论方面仍然还不是很成熟，还有若干问题有待于解决：

（1）缺乏对逆向工程工具的广泛使用。逆向工程工具缺乏与其它开发工具的有效集成，影响到使用的普及，导致逆向工程技术发展上的困难;

（2）缺乏统一的逆向工程的概念、标准术语。导致了研究人员在交流上的困难，不利于工具的研制，也不利于逆向工程技术的应用;

（3）缺乏统一的逆向工程机制的分类框架。导致不同工具或技術比较功能和性能时的困难;

（4）缺乏对现有工具和理论进行有效评估的标准及工具。尽管出现了一些评估技术及其应用，还是缺乏统一的评估标准，缺乏有效的验证工具的支持，无法确定逆向工程技术是否得到提高，导致逆向工程工具发展上的困难。

四、逆向工程未来的发展趋势

（1）理论研究的趋势方向：加强对三坐标测量技术、曲线曲面拟合技术、数据分块技术研发，推动逆向工程技术向精、强、广发展，结合人工智能将逆向工程向简单化、智能化、人性化方向发展;

（2） 测量应用的发展方向：三维技术测量主要倾向于快速、安全、全面、准确的获取所需要的有效数据，通过与计算机的相互协作可以进行大量测量数据的分析、整理;

五、结束语

逆向工程技术以其实用性和创新性的优势目前已在众多领域中得到广泛的应用。其高效率、高精度，便于产品的修改和再设计、缩短产品研发周期等优势，为生产制造类企业的发展提供了有利的保障。但当前的逆向工程技术在技术设备和理论等方面还存在着一些需要进一步解决的问题。相信随着科学技术的不断进步以及相关技术人员的不断努力，这项技术必定会成为机械制造和工业设计领域中的一颗耀眼的明星，助力我国的数字化制造技术迈向一个更高的阶梯。

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作者简介：路东健，（1984.06-）男，汉族，辽宁省辽阳市人，本科，讲师，研究方向：机械制造，数控技术，工业机器人技术

（辽宁建筑职业学院    辽宁 辽阳   111000）