逆向工程技术现状及发展前景

逆向工程技术现状及发展前景

概念

逆向工程也称反求工程或反向工程，是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的二次设计。

分类

从广义讲，逆向工程可分以下三类：

1）实物逆向：它是在已有产品实物的条件下，通过测绘和分折，从而再创造；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质等多方面的逆向。实物逆向的对象可以是整机、零部件或组件。

2）软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向有三类：既有实物，又有全套技术软件；只有实物而无技术软件；没有实物，仅有全套或部分技术软件。

3）影像逆向：设计者既无产品实物，也无技术软件，仅有产品的图片、广告介绍或参观后的印象等，设计者要通过这些影像资料去构思、设计产品，该种逆向称为影像逆向。

工艺过程

逆向工程系统主要由三部分组成: 产品实物几何外形的数字化、CAD 模型重建、产品或模具制造。逆向工程中的关键技术是据采集、数据处理和模型的重建。

(1) 数据采集：数据采集是逆向工程的第一步,其方法的得当直接影响到是否能准确、快速、完整地获取实物的二维、三维几何数据, 影响到重构的CAD 实体模型的质量, 并最终影响产品的质量。

(2) 数据处理：对于获取的一系列点数据在进行CAD 模型重建前, 必须进行格式转换、噪声滤除、平滑、对齐、归并、测头半径补偿和插值补点等处理。

(3) 模型重建：将处理过的测量数据导入CAD系统, 依据前面创建的曲线、曲面构建出原型的CAD 模型。

逆向工程技术过程图解：

接触式数据采集方法（触发式数据采、连续式扫描数据采集等集） 数据处理（数据格式的转化、多视点云的拼合、点云过滤、数据精简和点云分块等） 样品 数据采集 非接触式数据采集（激光三角形法、激光测距法等） 曲线拟合造型 曲面片直接拟合造型 模型重建 点数据网格化

存在的问题

尽管经过多年的发展，逆向工程研究领域取得了上述的研究成果，但在应用方面、理论

方面仍然很不成熟，还有若干问题有待于解决

（1）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

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

(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。

发展前景

逆向工程做为一种非常高效的产品设计思路和方法，可以迅速、精确、方便地获得得实物的三维数据及模型。为产品提供先进的开发、设计及制造的技术支撑。它改变了传统产品设计开发模式, 大大缩短了产品开发的时间周期,提高产品研发的成功率。目前，逆向工程在各个领域发挥着重要作用，比如汽车外观设计、医学上的人工器官等。但逆向工程的主要应用部分还是在模具专业上，它大大促进了我国制造业的发展。