产品逆向工程-概述
逆向工程的概念
逆向工程的概念一、引言逆向工程（Reverse Engineering）是指对一个已经存在的产品或设备进行分析、研究和测试，以便了解其内部结构、原理和功能，从而获得相关的技术信息。
逆向工程不仅可以用于产品设计和改进，还可以用于反制竞争对手的产品、维护现有设备和系统以及保护知识产权等方面。
二、逆向工程的分类根据逆向工程所针对的对象不同，可以将其分为以下三类：1.软件逆向工程：主要是针对计算机程序和系统进行分析和研究，以便了解其内部结构、代码实现方式等信息。
软件逆向工程可以帮助开发人员更好地理解代码，并且能够发现其中的漏洞和安全隐患。
2.硬件逆向工程：主要是针对电子设备、机械设备等物理产品进行分析和研究，以便了解其内部结构、原理和功能。
硬件逆向工程可以帮助设计人员更好地了解产品的性能特点，并且能够发现其中存在的问题。
3.商业逆向工程：主要是针对竞争对手的产品进行分析和研究，以便了解其内部结构、技术实现和市场策略等信息。
商业逆向工程可以帮助企业更好地了解竞争对手的产品和市场动态，并且能够制定更加有效的市场策略。
三、逆向工程的流程逆向工程一般包括以下几个步骤：1.获取目标对象：首先需要获得需要进行逆向工程的目标对象，例如软件程序、电子设备等。
2.分析目标对象：通过对目标对象进行分析，了解其内部结构、原理和功能等信息。
这一步骤包括静态分析和动态分析两种方法。
3.重构目标对象：通过对目标对象进行重构，将其内部结构、原理和功能等信息呈现出来。
这一步骤包括代码重构、电路重构等方法。
4.测试验证：通过对重构后的目标对象进行测试验证，确保其符合设计要求并且能够正常运行。
四、逆向工程的应用逆向工程在很多领域都有广泛应用，具体包括以下几个方面：1.产品设计和改进：通过对竞争对手产品进行逆向工程，可以了解其设计思路和技术实现方式，并且可以借鉴其中的优点进行产品设计和改进。
2.维护现有设备和系统：通过对现有设备和系统进行逆向工程，可以了解其内部结构和工作原理，从而更好地维护和管理。
反术工程名词解释
反术工程名词解释
反术工程（又名反向工程，ReverseEngineering-RE）是对产品设计过程的一种描述。
随着计算机技术的发展,工业生产、影视制作、服装设计、医疗诊断和军事训练等领域提出了一个越来越迫切的要求:快速获取物体的三维模型。
这种从实物样件获取产品数学模型的技术,称之为反术工程技术。
反术工程已经成为快速成型技术支持的一种重要手段，被广泛的应用于汽车，摸具制造，家具，工业检测，动漫娱乐，考古文物保护，航空航天领域，生物医学制造，建筑和艺术等领域。
基于传统的正向设计通常是从概念设计到图样，在制造出产品。
产品的反术设计是根据原型生成图样，再制造出产品。
反术工程过程可分为数据采集，数据处理，数据模型重构，实物制造等几个阶段。
数据扫描：即通过特定的测量方法和设备，转化为计算机内虚拟的空间几何坐标点（点云数据），数据扫描设备的精度，及操作方式的难易程度，很大程度上决定了点云数据的完整性和准确性，同时也是后面工作的基础。
通常采用三坐标测量机，三维激光扫描仪，光栅式三维扫描仪，医学领域（CT扫描仪）。
数据处理：一般专用的反术软件。
数据处理的关键步骤一般包括（杂点的优化，数据拼接，数据填充，插入领域等）。
反术工程已经成为快速成型技术支持的一种重要手段，被广泛的应用于汽车，摸具制造，家具，工业检测，动漫娱乐，考古文物
保护，航空航天领域，生物医学制造，建筑和艺术等领域。
逆向工程在产品设计中的应用分析
逆向工程在产品设计中的应用分析随着科技的发展和商品经济的普及，产品的设计越来越重要。
设计一个好的产品能够吸引消费者的注意力，增加销量，提高公司的品牌形象和盈利。
逆向工程作为一种先进的技术手段，能够为产品设计带来新的思路和方向。
本文将从逆向工程的概念、工作流程和应用案例三个方面进行分析，探讨逆向工程在产品设计中的应用。
一、逆向工程的概念逆向工程是指通过对物理产品进行测试、分析、测量和破解，以获得其设计、结构、功能等相关信息的技术。
逆向工程可以对已有的产品进行分析和改进，也可以对竞争对手的产品进行研究，从而获得设计上的新灵感。
逆向工程的过程主要包括以下几步：1、测试：对产品进行测试和评估，了解产品的外部和内部结构、功能和性能。
2、数字化：通过数字化设备，如扫描仪、三维激光扫描仪等，将产品外观和内部结构转化为数字化模型。
3、设计重建：利用计算机辅助设计软件，对数字化模型进行重建，以获得产品的3D模型和相关数据信息。
4、分析研究：对重构的3D模型进行分析和研究，以获取更多关于产品特性、设计、工艺等的信息。
逆向工程拥有很高的技术难度，需要熟练的技术人员和先进的技术设备。
但其在产品设计中的应用价值也是十分显著的。
二、逆向工程在产品设计中的应用1、产品改进与优化逆向工程可以针对已有的产品进行分析和改进，优化产品的性能和功能，提高产品的竞争力和市场占有率。
例如，一家汽车厂商可以通过逆向工程分析某竞争对手的汽车产品，了解其设计方案和关键技术，进行优化和改进，以打造更具市场竞争力的产品。
2、新产品设计逆向工程也可以为新产品的设计提供灵感和方向。
通过逆向分析市场中类似产品的结构和特性，可以发现其优点和不足之处，从而给新产品设计提供参考和灵感。
例如，一款新的手机产品，其设计和功能可能参考了目前市面上的热门手机，但在引入创新技术和设计的过程中，又体现出了独特的特点和个性。
3、配件和维修逆向工程在汽车零部件和机械设备维修等领域中也有广泛的应用。
逆向工程及其在产品设计中的应用
逆向工程及其在产品设计中的应用摘要逆向工程作为一种先进的数字化制造技术，相对于传统的产品设计方法具有明显的优势，近年来逆向工程在产品的设计开发领域取得了广泛地应用和长足地发展，本文主要介绍了逆向工程的原理和关键技术以及其在产品设计中的应用和未来的发展趋势。
关键词：数字化开发，逆向工程，产品设计。
引言产品数字化开发技术是现代产品开发的核心技术之一。
逆向工程是实现产品数字化设计与开发的重要方法，是当今研究的热点，它极大地缩短了产品的开发周期,提高了产品精度,是消化、吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段。
逆向工程是20世纪80年代初分别由美国3M 公司、日本名古屋工业研究所以及美国UVP 公司提出并研究开发成功的。
进入20世纪90年代，逆向工程技术被放大到大幅度缩短新产品开发周期和增强企业竞争能力的重要位置上[1]。
逆向工程已经成为新产品快速开发的核心技术，作为支持产品再创造工程的重要技术之一，逆向工程已经成为先进制造技术的研究热点，并取得了重大的经济效应。
如CHRYSLOR 汽车公司采用该技术开发新的发动机机体，节约了6个月的开发时间；开发时间；福特汽车公司采用该技术，福特汽车公司采用该技术，福特汽车公司采用该技术，沟通了与零件制造上之间的里联系，沟通了与零件制造上之间的里联系，沟通了与零件制造上之间的里联系，大大大大节约了开支；最典型的例子是日本，日本在20世纪60年代初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”，为国产化的改进，迫切需要对别国产品进行消化、吸收、改进和挖掘。
后来逆向工程的大量应用为日本经济振兴进而创造和开发各种新产品奠定了良好的基础。
据统计，70%以上的技术来源与国外，逆向工程作为掌握技术的一种手段，可使新产品的研发周期缩短40%以上，极大地提高了生产效率[2]。
随着现代计算机、数控机床和激光测量技术的飞速发展，对逆向工程相关操作软件的需求也越来越广泛。
逆向工程在产品设计中的应用
逆向工程在产品设计中的应用一、引言随着科技的不断发展，逆向工程在产品设计中的应用越来越广泛。
逆向工程是指通过逆向分析、测量和拷贝现有的产品，从而复制出与原产品相似的新产品的过程。
虽然逆向工程看起来是对他人知识产权的侵犯，但它同样可以为企业开发出更好的产品和增加产品的附加值。
二、逆向工程及其种类逆向工程是通过现成产品去复制一些原型或者添加新的优化，输入设备的区别可能会影响模型，因此需要根据具体情况选择合适的逆向工程技术。
其中比较常见的逆向工程技术包括以下几种：1、3D扫描技术3D扫描技术可以通过激光测距和摄影，将物体表面的三维数据转化为电脑描绘的三维模型。
这是一种比较常用的逆向工程技术，它可以将实物还原出相应的数字模型，为后续的CAD/CAM 提供基础数据。
2、X光撕裂技术X光撕裂技术可以对物体进行压力或强制形变，再通过X光分析得到物体的结构信息。
这个技术的好处是可以将物体的内部结构展现出来，并可以让设计师了解到被测物体的物理特性。
3、物联网技术物联网技术是指通过互联网将所有的设备和物体连接起来。
在逆向工程中，物联网技术可以以较低的成本进行远程监控，并可通过物联网信息提取运行数据等有用信息。
三、逆向工程在产品设计中的应用逆向工程在产品设计中的应用十分广泛。
很多公司会选择使用逆向工程来追踪竞争对手的产品信息，从中发现创新点，甚至可以直接从现有产品入手，通过简化产品的结构设计和优化加工流程来开发出新款产品。
逆向工程可以极大地提高生产效率，并可以在不侵犯他人的知识产权下，提高企业的技术水平。
同时也可以在当前市场上通过开发与其他竞争对手不同的、或更好的产品来增加企业的竞争优势，并增加产品的附加值。
四、逆向工程对企业的优势1、降低成本和提高效率通过逆向工程，企业可以减少产品开发的时间和成本，并可以实现更快的产品上市时间。
这是由于企业可以利用现有的产品进行仿制，并通过优化流程和减少成本来降低工作量和成本。
2、提高产品的附加值逆向工程可以帮助企业开发更好的产品，并可以为产品增加更多的附加值。
简述产品逆向工程设计的技术要点。
简述产品逆向工程设计的技术要点。
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1 逆向工程技术概述3篇
1 逆向工程技术概述
逆向工程技术概述
随着科技的进步和信息时代的到来，逆向工程技术已经
成为一种十分重要的技术手段。
逆向工程技术指的是一种对制造出的产品或者其中的某个部件进行分析、研究和重构的过程，主要是从已有的物体中获得信息，使得这种物体能够被重复制造、升级维修、改进、以及相应的法律维权等。
逆向工程技术的应用领域非常广泛，包括汽车、机械、
航空、电子、医疗、军事等多个领域。
通过逆向工程技术的手段，可以迅速掌握已有产品结构、性能、制造工艺等信息，从而更便利地进行产品的创新设计、性能优化和工艺优化；同时，也可以对不同品牌之间的产品进行对比、评测、以及互相仿制，以此降低研发成本，增加市场竞争力。
逆向工程技术主要有以下几个步骤：收集源数据、分析
数据、建模、以及再设计和重构。
源数据一般包括可获得的立体模型、零部件、组成部分、详细技术资料和制造工艺等。
在获得源数据之后，需要进行数据的分析，找到该产品的设计构思以及实现方式。
分析数据是非常重要的一步，因为它将决定后续数据建模和再设计的成功与否。
数据建模是逆向工程的核心工作之一，通过建立立体模型，对该产品的设计、构造和性能等方面进行详细分析和模拟。
最后，再设计和重构将会根据数据建模的结果进行，实现逆向工程的目的。
总的来说，逆向工程技术是现代工程设计和技术创新的
重要手段之一，它已经在各种领域得到广泛应用。
虽然逆向工
程技术在某些情况下可能会侵犯商业秘密，但是如果在遵循相应法律法规和道德规范的情况下进行，就能够更好地促进技术的发展和交流。
逆向工程的概念
逆向工程的概念什么是逆向工程逆向工程是指通过分析产品的实现原理和结构，来获取产品的设计信息和技术特点的一种技术手段。
逆向工程可以将产品分解为各个组成部分，并了解每个组成部分的功能和相互关系。
逆向工程可以应用于多个领域，如软件、硬件、机械等。
逆向工程的应用领域逆向工程在软件领域的应用相对较多。
例如，当一家公司希望了解竞争对手的软件产品的功能和算法时，可以通过逆向工程来分析竞争对手的软件。
逆向工程还可以用于修复已损坏的软件程序，或者通过逆向分析来改进软件产品的性能和可靠性。
逆向工程在硬件领域的应用也非常广泛。
例如，当一个产品已经过时或者不再生产时，逆向工程可以帮助人们了解该产品的设计和结构，以便进行维修和改进。
逆向工程还可以帮助设计新产品时，分析现有产品的结构和功能，以获取灵感和借鉴。
机械领域也可以应用逆向工程。
例如，逆向工程可以帮助人们了解一个机械产品的工作原理和构造，以便进行维修和改进。
逆向工程还可以用于制造一个已停产的产品的配件，或者进行产品的改进和优化。
逆向工程的步骤逆向工程通常包括以下几个步骤：1.收集信息：首先，需要收集相关的产品信息，包括产品样本、文档资料、技术规范等。
这些信息将为后续的逆向工程提供基础。
2.分析产品结构：接下来，需要对产品进行分解，并分析每个组成部分的功能和相互关系。
这可以通过观察和测量来实现。
3.确定产品原理：在分析产品结构的基础上，需要进一步确定产品的工作原理和算法。
这可能涉及到逆向分析软件代码或者解析硬件电路。
4.重建产品：通过逆向工程，可以得到产品的设计信息和技术特点。
然后，可以使用这些信息来重建产品，进行维修和改进。
逆向工程的工具和技术逆向工程需要使用一些专业的工具和技术来实施。
1.软件逆向工程工具：软件逆向工程通常涉及对软件代码进行分析和解析，以了解软件的功能和算法。
这可以使用静态分析工具、动态调试器、反汇编器等工具来实现。
2.硬件逆向工程工具：硬件逆向工程通常涉及对硬件电路进行分析和解析，以了解电路的结构和工作原理。
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ax cos 1 x b sin(1 2 ) x cos(1 2 )
(8-2)式中
（8-2）
1
——激光束光轴和被测面法线的夹角；
2 ——成像透镜光轴和被测面法线的夹角
。
直射式和斜射式相比各有特点： ① 斜射式可接收来自被测物体的正反射光。直射式由于
其接收散射光的特点，适合于测量散射性能好的表面。
光学阴影处及光学焦距变化 处
随曲面变化大 ①测量速度快，曲面数据获 取容易； ②不必做测头半径补偿； ③可测量柔软、易碎、不可 接触、薄件、皮毛、变形细 小等工件； ④无接触力，不会伤害精密 表面。 ①测量精度较差，无法判别
工件内部不易测量
部分失真 ①精度较高； ②可直接测量工件的特定几 何特征。
优点
接触式测量的缺点有：
① 确定测量基准点而使用特殊的夹具，测量费用较高。
② 测量系统的支撑结构存在静态及动态误差。
③ 检测某些轮廓时，可能会有先天的限制。
④ 以逐点进出方式进行测量，测量速度慢。 ⑤ 测头尖端部分与被测件之间发生局部变形影响测量 值的实际读数。
⑥ 不当的操作容易损害样件,也会使测头磨耗、损坏。
（2）外形设计师倾向使用产品的比例模型，以便于产品外形的美 学评价，最终可通过运用逆向工程技术将这些比例模型用数学模 型表达，通过比例运算得到美观的真实尺寸的CAD模型。 （3）需要通过实验来最终确定零件的形状，
（4）艺术品、考古文物的复制。
（5）人体中的骨头和关节等的复制、假肢制造。 （6）特种服装、头盔的制造要以使用者的身体为原始 设计依据，此时，需首先建立人体的几何模型。
（7）在快速原型制造（RPM）中，逆向工程的最主要表现为：通过 逆向工程，可以方便地对快速原型制造的原形产品进行快速、准确的 测量，找出产品设计的不足，进行重新设计，经过反复多次迭代可使 产品完善。
逆向工程与传统正向设计制造过程是截然不同的设 计流程。逆向工程中，按照现有的零件原型进行设计生 产，零件具有的几何特征与技术要求都包含在原型中， 而正向设计是根据零件最终所承担的功能以及各方面的 影响因素进行从无到有的设计。因此，从概念设计出发 到最终形成CAD模型的传统设计是一个确定的明晰过程， 而通过对现有零件原型数字化后再形成CAD模型的逆向 工程是一个推理、反复逼近的过程，具有功能导向、描 述模式、系统仿造等特性。
等三种。
图8-7 接触式测头工作原理 (a)硬式测头 (b)触发式测头 (c)模拟式测头
（1）硬式测头
硬式测头即机械测头，硬测头多用于精度要求不太高的小型测 量机中，成本较低、操作简单。
（2）触发式测头
触发式测头采用电子开 关机构，触发信号由电
子开关控制，其重复性、 准确性均较高，可达lμ m以内，不受人为因素 影响.
字图象中提取与匹配的精度与准确性 等问题。
测量数据预处理技术
产品外形数据是通过坐标测量仪 1．数据平滑 来获取的，一方面，无论是接触式的数 控测量机还是非接触式的激光扫描机， 不可避免地会引入数据误差， 尤其是 2．多视数据对齐定位 尖锐边和产品边界附近的测量数据，测 量数据中的坏点，可能使该点及其周围 的曲面片偏离原曲面。同时由于实物几 何和测量手段的制约，在数据测量时， 会存在部分测量盲区和缺口，给后续的 造型带来影响。所以需要对测量数据进 3．数据分割 行平滑处理、不同方位测量的多视数据 进行对齐定位、不同特征区域的数据进 行分割。
图8-8 三点触发式探头
（3）模拟式测头 模拟式测头接触工件时会有侧向位移，光 栅尺被感应，产生电压变化，此模拟电压信号 转换成数字信号送入处理器记录下来，这种测 量方式称为模拟式测量。
图8-9
Zeiss三维电感测头
4．非接触式测头及其工作原理
非接触式测头一般用于不规则曲面的 测量。非接触式测主要以光学测头为主，随
机械臂（Robot）也属于接触式测量仪。这种测量机几 乎不受方向限制，可在工作空间做任意方向的测量。精度 不高为其主要缺点，一般常用于大型钣金件模具的逆向工 程测量。 （3）激光扫描测量仪 激光扫描测量仪用于非接触式测量。四自由度激光扫 描测量仪工作台具有线性位移及旋转的功能，可带动CC
D测头做逐线扫描，并配合工件的旋转完成多角度扫描的 功能，基本上只要决定点的密度、扫描范围即可，若遇 到不感光或是全反射的表面，则必须喷漆或另外处理。
使用CMM时必须设定较多参数。一般来说，扫描方向与模型陡峭面 成正交为佳。由于工件表面形状不一，故常常要将工件分成不同的区 域，使用不同的参数扫描。若测量复杂形状的工件，则比较耗时。
CMM主要优点是测量精度高，适应性强，但一般接触式测 头测量效率低，而且对一些软质表面无法进行测量。
（2）多轴关节式机械臂
1．测量方式 4．非接触式测头及其工作原理
测量方式
逆向工程多用三维立体测量，具体有：接触式测 量与非接触式测量。
（1）接触式测量
接触式测量的优点有：
接触式测量不受样件表面的反射特性、颜色及曲率影 响，配合测量软件，可快速准确地测量出物体的基本几何 形状，如面、圆柱、圆锥、圆球等。接触式测量的机械结 构及电子系统已相当成熟，有较高的准确性和可靠性。
着光电子技术的发展，光学测头已经是探测
技术的一个重要发展方向。 • 光学测头一般是基于三角法测量原理。
图8-10 非接触式三角法测量模式 （a）点测量 （b）线测量 （c）面测量
（1）三角法位移测量原理 单点式激光三角法测量有直射式和斜射式两种结 构。则被测面的位移x为：
ax x b sin x cos
（4）激光跟踪测量系统
激光跟踪测量系统属 球坐标式测量仪器，工作 原理如图8-6所示。此类设 备较适合做大型物体轮廓 的测量，如飞机或汽车外 型等。
图8-6
激光跟踪仪原理图
3．接触式测头及工作原理
硬式测头（Hard Probe或Mechanical Probe）、触发式测
头（Touch Trigger Probe）及模拟式测头（Analog Probe）
①需逐点测量，速度慢；
2．测量设备
（1）坐标测量机
坐标测量机（Coordinate Measuring Machine，简
称CMM）是一种精密的三坐标测量仪器，三坐标测
量机可分为主机、测头、电气系统三大部分。
图8-4 三坐标测量机的组成
图8-5 三坐标测量机的主机结构
CMM是典型的接触式测量系统，一般采用触发式接触测 量头，一次采样只能获取一个点的三维坐标值。
规格确定
设计
制造
检验
图 8－1 顺向工程开发流程图
逆向工程
逆向工程通常是对某一实物样件或模型 （称为零件原型，如汽车的外形、鞋楦模等） 进行仿制。
目前，针对已有样件（尤其是包含有复杂不规则自 由曲面的样件），可利用三维数字化测量仪器准确、快 速地测量出产品外形数据，在逆向软件中构建曲面模型， 再输入CAD/CAM系统进一步编辑、修改，由CAM生成 刀具NC代码（加工路径）送至数控机床（CNC）制作所 需模具，或者由快速成型机（RP）将样品模型制作出来， 其流程如图8-2所示。
逆向工程的关键技术
零件的数字化和计算机 辅助反向建模（Computer Aided Reverse Modeling， 简称CARM）是逆向工程的 两项关键技术。
2.逆向工程系统及工作原理
逆向工程系统组成
逆向工程的测量技术 测量数据预处理技术 模型重建技术 逆向工程软件
逆向工程系统组成
（1）测量测头 分接触式和非接触式 （2）测量机 有三坐标测量机、多轴关节式机械臂及激光追踪 站等。 （3）数据处理软件
（4）模型重建软件(CAD/CAM) 模型重建软件包括三类，一是 用于正向设计的CAD/CAE/CAM软件，但数据处理和逆向造型 功能有限；二是集成有逆向功能模块的正向CAD/CAE/CAM软 件；三是专用产品数据管理（PDM）等软件
② 斜射式入射光点照射在物体不同的点上，因而无法知道 被测物体某点的位移情况，而直射式却可以。
③ 斜射式传感器分辨力高于直射式，但它测量范围小、
体积大。
（2）视觉测量基本原理
图8-12 线结构光测量物体表面轮廓结构示意图
（3）立体视觉测量技术
立体视觉测量是根据同一个三维空间点在 不同空间位臵的两个（或多个）摄象机拍摄的 图像中的视差，以及摄象机之间位臵的空间几 何关系来获取该点的三维坐标值。立体视觉测 量面临的最大困难是空间特征点在多幅数
（5）CAE软件
（6）数控加工设备
（7）快速原型机 （8）产品批量生产设备
逆向工程的测量技术
在产品开发中，采用逆 向工程方式处理的产品往往 具有尺寸不易掌握的特性， 如自由曲面的外观造型等。 2．测量设备 因此，逆向工程的首要任务 就是取得所需的点数据，用 于后续的模型构建。现介绍 3．接触式测头及工作原理 逆向工程的数据测量技术。
本章
学习目标
• 了解逆向工程的基本概念 • 了解逆向工程系统的组成和工作原理 • 了解逆向工程的应用实例,提高专业兴 趣 • 了解逆向工程研究和应用的最新发展
重点：逆向工程的概念及工作原理
学习内容
1.逆向工程概述 2.逆向工程系统 组成及工作原 理
3.逆向工程应用
逆向工程
逆向工程（Reverse Engineering 简称RE），又称反 求工程或逆向设计，是将已有产品模型（实物模型） 转化为工程设计模型和概念模型，并在此基础上进行 工程分析和再创新设计的一种方法和应用技术，可有 效提高产品的技术水平，缩短设计周期，增强产品竞 争力，是消化、吸收先进技术，进而创新和开发各种 新产品的重要手段。逆向工程作为吸收先进技术的一 种手段，使产品研制周期缩短百分之四十以上。掌握 逆向工程技术，对我国国民经济的发展、科学技术水 平的提高和企业快速响应市场能力的提升，具有重要 的工程意义。