逆向工程技术的应用及国内外研究的现状及发展趋势

Application of Reverse Engineering Technology and International

and Domestic Research Status and Development Trend

Zu Wenming

（Kunming University of Science and Technology Faculty of Mechanical and Electrical Engineering，Kunming 650000，China；

Yunnan Vocational College of Mechanical and Electrical Technology，Kunming 650203，China）

摘要：随着世界工业制造及设计技术的进步及各国经济相互影响日趋加大，人们对产品的各方面要求也越来越高。产品不仅要有方便实用的先进功能，还要具备美观的造型和个性的外观。而且外观和造型的好坏已成为产品的重要竞争因素。逆向工程技术广泛的应用在设计和制造中。

Abstract: With the development of world's industrial manufacturing and design in technology and the increasing interaction of national economies, people's requirements are also increasing in all aspects of the product. Products have not only convenient and practical advanced features, but also beautiful styling and the appearance of personality. Appearance and styling of products have become an important competitive factor. Reverse engineering techniques are widely used in the design and manufacturing.

关键词：逆向工程技术 应用

Key words: reverse engineering technology；application

中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）21-0030-02

0引言

2008年的世界金融危机，对我国产生了很大的影响。我国是一个制造大国但不是一个制造强国。沿海的很多企业都是为外国大企业进行贴牌生产，没有自己的产品。这些企业在这次金融危机中损失很大。所以国家提出技术创新，要有自己的设计、创新的产品。过去生产一种样式就可以畅销若干年，现在则需要对产品不断地推陈出新，因此大型的跨国公司对新产品的研发都非常重视，尤其在汽车、摩托车、电子产品、家用电器等大众化消费性产品领域表现的尤为突出。世界经济竞争日趋激烈，人们对产品的设计与创新提出了更多的要求，小批量、换代快替代了传统的大批量生产，这对设计的周期的要求也越来越短。

为了满足市场的需要。企业为了缩短设计到产品生产的周期，提高产品设计和制造质量，提高企业对市场需求的响应速度，新产品的一系列开发技术不断地采用。计算机快速发展的今天，如：CAD/CAM/CAE/CAPP技术、逆向工程技术、快速成型技术、虚拟制造技术及并行工程等。广泛的应用在设计和制造中。

1逆向（RE）工程的内涵及特征

1.1逆向（RE）工程的内涵逆向工程（Reverse Engineering,RE）也称反求法，源自精密测量和质量检验，是设计下游向上游反馈信息的回路，以先进产品的实物、样件、软件（图样、程序、技术文件）或影像（图像、照片）作为研究对象，应用现代设计方法学、生产工程学、材料学、计算几何学、微分几何学和有关专业知识进行系统分析和研究，探险掌握其关键技术，进而开发出更先进产品的技术，也是消化、吸收先进技术时采取的一系列方法和应用技术的结合。

“逆向工程”作为学术术语的提出，出现在上世纪60年代。“逆向工程”的技术和思维的应用和人类的发展是同步的。人类几千年的历史中，每一项成果都是在前人研究的基础上，模仿自然和社会具有相应特征的实物来创造的。飞机模仿了飞鸟，但飞机飞的更高、更快；游泳衣模仿了鲨鱼，使人们游得更快……。现代，二战结束。日本在60年代提出科技立国的方针：“一代引进，二代国产化，三代改进出口，四代占领国际市场”，其中在汽车、电子、光学设备和家电等行业上最为突出。在应用逆向工程技术上，日本具有典型性、代表性：①二战后，1950年日本国民生产总值为英国的1/29、法国的1/38。目前，日本是世界第二经济强国。②1945~1970,引进国外先进技术（80%为图纸、专利）投资60亿美元。（如自行研制需1800~2000亿美元）。③掌握每项技术需2~3年。（如自行研制需12~15年）。④ 60年代机械工业研究经费16.9%用于引进，68.1%用于消化、改造。⑤据日本政府推算，采用逆向工程技术，节省了2/3的研究时间、9/10的研究经费。

现在，有关逆向工程技术的研究受到企业的关注，尤其随着计算机技术和测量技术的不断发展，利用CAD/CAM技术、先进的制造技术来实现快速、高效的设计和制造已成为研究的一个热点。

随着我国经济的快速发展，我国也引进了很多国外的先进技术和设备，现在急需解决的问题是如何进一步研究、消化吸收技术，研究引进产品的关键技术。在吸收的基础上创新、改进、提高，开发出我们自己的先进产品，形成我们自己的技术。逆向工程技术的研究正是得于以经济快速发展的主要原因。

1.2逆向设计方法和正向设计方法的区别

1.2.1 传统的正向设计：①设计是从图纸到零件（产品）。②设计过程是先市场调研，在根据功能和需求设计产品，设计出图纸（模型），在制造出零件（产品）。

1.2.2 逆向设计：①设计是从零件（产品）到图纸，再改进设计到新的零件（产品）。②从原有的零件入手，对其数字化，在构造三维模型，改进提高其技术。再生产出产品。根据需要输出图纸。

2逆向工程技术的应用领域

随着计算机、CAD/CAM、测量技术、计算工程技术的快速发展，逆向技术已经成为新产品开发设计过程中各种先进技术不可缺的一部分，在新产品开发设计中居于核心的地位。广泛地用于玩具、汽车、通信电器、模具等产品的开发设计与创新设计中，成为消化、吸收先进设计技术，实现新产品开发生产不可缺少的手段。

现在依托高精度三维数字扫描系统的逆向工程，结合CAD/CAM/CAPP/RP(快速成型)是当前产品设计研发的全新技术之一。涵盖的产业有：汽车摩托业、电子通讯业、玩具业、模具业、家电业、运动器材业、五金业等。制造的产品有：汽车模具外盖件、手机外壳、电器外型、耳机、玩具、文化用品等。这些逆向工程技术都大大的节省了产品开发的时间和成本。

3逆向工程技术国内外研究的现状及发展趋势

3.1逆向工程技术在国外研究现状20世纪80年代日本名古屋工业研究所和美国UVP公司、美国3M公司提出了逆向工程技术（RE）并开始研制开发。一些重要的国际和国内学术会议都将逆向工程及相关技术作为一个重要学术议题。

逆向工程技术时新产品开发和消化吸收先进技术的重要手段之一。采用逆向工程有利于设计人员快速消化、吸收原产品的优点，在原产品的基础上进行各种创新设计，设计出适合市场的产品，从而增强企业竞争力。因此，各国成立逆向工程技术系统研究中心，同时相应的设备制造公司也在各国建成，政府还发展和支持大规模的材料供应商和相应的专业软件公司，再加上从事这些项目众多的教育、科研机构和提供赞助的基金会以及大量快速成型设备的制造者。这就形成一个强大的集体。这对逆向工程技术发展、应用创造了很好的发展空间。

3.1.1测量设备方面：日本、英国、德国等国家的三坐标测量机和三维扫描仪应用广泛。（表1）

3.1.2数据处理软件方面：逆向工程软件主要作用是接受测量设备的数据。通过一系列操作得到品质优秀的曲线、曲面。并通过标准数据格式将曲线、曲面数据传输给CAD/CAM软件，再完成最终的造型。（表2）

另外，在CAD/CAM软件开发上，开始集成逆向工程模块。如：UG NX5中的PointCloud 。Pr-e软件中的Pro/SCAN功能。

3.2逆向工程技术在国内研究现状我国对逆向工程的研究和国外比起来起步较晚，经费投入也较少，创新性的研究也很少。知道20世纪90年代中期。逆向工程才在我国得到了迅速的发展与推广。

3.2.1硬件（测量机方面）（表3）

3.2.2数据处理软件方面数据的处理研究主要集中在高等学校如：清华大学、浙江大学、南京航空航天大学。现在没有开发出稳定的商业化软件。现在由国内逆向工程领域人士参与开发的逆向工程软件有QuickFrom。

参考文献：

[1]姜元庚，刘佩军.UG/imag ew are 逆向工程培训教程 [M].北京:清华大学出版社，2003.

[2]崔波，刘青社，崔世强.快速成形制造技术的发展与应用[J].河北工业科技，2000， 7（1）：41-45.

[3]张建梅，赵立.快速成型技术的应用及其发展方向[J].华北工学院学报，2002，23（4）:301-305.

[4]Brown&sharpe前哨相关技术资料海克斯康测量技术（青岛）有限公司.