逆向工程与产品创新设计

　　0 引言

　　　随着逆向工程技术的不断发展，逆向工程已经成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带，被广泛应用于家用电器、汽车、摩托车、飞机、模具等产品的改型与创新设计，成为消化、吸收先进技术，实现新产品快速开发的重要技术手段。特别是随着现代计算机技术及测试技术的发展，利用CAD/CAM技术、先进制造技术来实现产品实物的逆向工程，已经不局限于产品的仿制，已拓展到医学界人体的骨头、关节等复制，艺术界、考古界艺术品、考古文物的复制，并且该技术已与计算机辅助集成技术、虚拟现实技术、神经网络、人工智能、知识工程等现代现代设计、制造与控制技术溶于一体，形成当今的前沿科技。

　　1 逆向工程的应用范围

　　1.1 新零件的设计

　　在工业领域中，有些复杂产品或零件很难用一个确定的设计概念来表达，或为r与客户交流，以获得优化的设计，设计者常常通过创建基于功能和分析需要的一个物理模型，来进行复杂或重要零部件的设计，然后用逆向工程方法从物理模型构造出CAD模型，在该模型的基础卜可以作进一步的修改，实现产品的改型或仿型设计。

　　1.2 已有零件的复制

　　在缺乏二维设计图样或者原始设计参数情况下，需要将实物零件转化为产品数字化模型，从而通过逆向工程方法对零件进行复制，以再现原产品或零件的设计意图。并可利用现有的计算机辅助分析(CAEl、计算机辅助制造(CAM)等先进技术，进行产品创新设计。

　　1.3 损坏或磨损零件的还原

　　当零件损坏或磨损时，可以直接采用逆向工程方法重构该零件CAD模型，对损坏的零件表面进行还原或修补。从而可以快速生产这些零部件的替代零件，从而提高设备的利用率并延长其使用寿命。

　　1.4 模型精度的提高

　　设计者基于功能和美学的需要对产品进行概念化没计，然后使用一些软材料，例如木材、石膏等将设计模型制作成实物模型，在这个过程中，由于对初始模型改动得非常大，没有必要花大量的时间使物理模型的精度非常高，可以采用逆向工程的方法进行模型制作、修改和精练，提高模型的精度，直到满足各种要求。

　　1，5 数字化模型的检测

　　对加工后的零件进行扫描测量，再利用逆向工程方法构造出CAD模型，通过将该模型与原始设计的CAD模型在计算机上进行数据比较，可以检测制造误差，提高检测精度。

　　1.6 特殊领域产品的复制

　　如艺术品、考古文物的复制，医学领域中人体骨骼、关节等的复制，具有个人特征的太空服、头盔、假肢的制造时需要首先建立人体的几何模型，这些情况下都必须从实物模型出发得到产品数字化模型。

　　2 逆向工程是实现创新设计的重要途径

　　在经济全球化的压力下，国家、企业面临的竞争日趋激烈，市场竞争机制已渗透到各个领域，随着科学技术的高度发展，科技成果的应用已成为推动生产力发展和社会进步的重要手段。如何更快、更好地发展科技和经济，世界各国都在研究对策，充分利用别国的科技成就加以消化吸收与创新，进而发展自己的技术已成为普遍的手段。

　　由于技术保密，除非购买转让，否则要获得产品的图样、技术文档、工艺等技术资料几乎是不可能实现的，而产品实物作为商品和最终的消费品，是最容易获得的一类“研究”对象。在只有产品原型或实物模型条件下，可以基于产品实物逆向工程对产品零件进行生产制造，除实现对原型的仿制外，通过重构产品零件的CAD模型，在探询和了解原设计技术的基础上，实现对原型的修改和再设计，以达到设计创新、产品更新之目的。对于其他具有复杂曲面外形的零部件，逆向工程更成为其主要的设计方式。

　　事实证明，技术引进是吸收国外先进技术，促进民族经济高速度增长的战略措施，战后日本通过仿制美国及欧洲的产品，在采取各种手段获取先进的技术和引进技术的消化和吸收的基础上，建立了自己的产品创新设计体系，使经济迅速崛起，成为仅次于美国的制造大国。据有关统计资料表明，各国百分之七十以上的技术都是来自外国，要掌握这些技术，正常的途径都是通过逆向工程。实际上任何产品问世，不管是创新、改进还是仿制，都蕴涵着对已有科学、技术的继承、应用和借鉴。

　　3 结束语

　　目前，我国企业对于技术引进基础上的逆向工程重视还不够，多数企业把技术设备的引进仅仅看作是提高产品技术含量或者增加产品种类的方式，而没有考虑到技术引进与逆向工程的结合对企业技术水平的提升，没有从更高的战略角度来考虑技术引进问题。

　　逆向工程是制造业实现快速产品创新设计的重要途径，实物原型的再现仅仅是逆向工程的初步阶段，在此基础上进行的基干原型的再设计、再分析、再提高，从而实现重大改型的创新设计，才是逆向工程的真正价值和意义所在。