逆向工程技术及其应用
逆向工程技术及其应用
逆向工程技术及其应用概述逆向工程是指从已有的产品、软件或硬件系统中，通过分析其设计和运行原理，推导出详细的系统结构和设计文档的一种工程技术。
逆向工程技术广泛应用于软件工程、电子工程、机械工程等领域，它不仅可以帮助企业更好地了解竞争对手的产品，还能够加速自身产品的开发进程。
逆向工程技术的基本原理逆向工程技术主要是通过反汇编、反编译、静态分析和动态分析等手段，对目标系统进行研究和分析，以推导出目标系统的内部结构和功能。
常用的逆向工程技术包括以下几种：反汇编反汇编是将机器码转换为汇编代码的过程。
通过反汇编，可以将目标系统的二进制代码转换为可读的汇编指令，从而了解目标系统的运行流程和算法。
反汇编对于理解目标系统的底层实现非常有帮助，但在解析高级语言编写的程序时效果较差。
反编译反编译是将目标系统的机器码转换为高级语言代码的过程。
通过反编译，可以获得目标系统的源代码，进而深入了解其设计和实现。
反编译同样对于研究目标系统非常有帮助，但是在反编译过程中可能会存在一定的精度损失。
静态分析静态分析是在不运行目标系统的情况下对其进行分析。
静态分析通常包括对源代码、汇编代码或二进制代码的分析，以推导出目标系统的功能和结构。
静态分析可以帮助工程师理解目标系统的逻辑和算法，从而进行相应的修改和优化。
动态分析动态分析是在运行目标系统时对其进行分析。
动态分析通常包括对目标系统的内存、寄存器和函数调用栈等进行跟踪和监测，以了解其运行过程和状态。
动态分析可以有效地发现目标系统的漏洞和错误，并进行相应的修复。
逆向工程技术的应用领域逆向工程技术在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：软件安全逆向工程技术在软件安全领域起着至关重要的作用。
通过逆向工程技术，可以分析研究恶意软件的行为和功能，从而提供有效的防御手段。
逆向工程技术还可以用于发现和修复软件中的漏洞，提高软件的安全性。
产品改进逆向工程技术可以帮助企业改进已有产品，提高产品的性能和竞争力。
逆向工程技术及应用
应用举例
１．逆向工程技术的应用 （1）读入点云数据。Surfacer 可以接收 几乎所有的三坐标测量数据，此外还可以 接收其它格式，例如：STL、VDA 等。 将点群资料计算成三角形网格，可判断点 群特征形状，利用网格的着色功能可观察 点群的外观。 （2）对点云数据进行判断，去除噪音点( 即测量误差点)。 在进行曲面拟合之前，要对数据点云进行 判断并去除噪声点，以保证结果的准确性 和精确性。Surfacer 有很多工具来对点 云进行判断并去掉噪音点，以保证结果的 准确性。通过可视化点云观察和判断，规 划如何创建曲面。
（Reverse Engineering）
逆向工程技术及应用
一、逆向工程概述
作为产品设计制造的一种手段,在20世纪 90年代初,逆向工程技术开始引起各国工业 界和学术界的高度重视。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，已成为CAD/CAM领域的一个研究热点， 并成为逆向工程技术应用的主要内容。
测量方法分类
数据提取方法
无损测量
破坏性测量
接触式
非接触式
探针测量
光
声
磁
ICT
断层扫描
外轮廓测量
内外结构测量
测量数据的定位（registration)
需要将多次测量的数据转换到同 一个坐标系中，形成同一坐标系下 的一个完整的测量数据及图像。可 将单张点云数据输入Atos软件，将 测得的单张点云数据拼接成整张点 云数据。
曲面重构时面临的困难:
（1）扫瞄数据庞大
数据点的处理，分块等
（2）复合曲面特征数据提取
一般而言，CAD模型是由许多不同的几何形状所组 合而成，而每一种几何形状皆有其特性（二次曲面 特征＆自由曲面特征提取）。
《2024年逆向工程技术的研究与工程应用》范文
《逆向工程技术的研究与工程应用》篇一一、引言逆向工程技术是一种通过分析已有产品或系统的性能、结构、功能等，从而获取其设计原理、制造工艺、技术参数等关键信息，最终达到创新设计和优化再制造的目的的技术手段。
逆向工程技术在现代工业领域具有广泛应用，尤其是在复杂系统或关键技术的解析和二次开发方面具有重要作用。
本文将对逆向工程技术的原理及过程、技术应用，以及在工程中的应用等方面进行深入研究。
二、逆向工程技术的原理及过程逆向工程技术主要基于产品或系统的实物或数据模型，通过一系列的技术手段，如测量、分析、解析等，获取其设计原理和制造工艺。
具体过程如下：1. 实物或数据模型获取：通过非接触式或接触式测量设备，获取产品或系统的几何形状、尺寸等关键信息。
2. 数据处理与分析：对获取的数据进行处理和分析，提取出产品的结构特征、工艺参数等关键信息。
3. 逆向建模：根据分析结果，建立产品的三维模型或二维图纸等设计文件。
4. 优化再设计：在逆向建模的基础上，进行优化再设计，提高产品的性能、降低成本等。
三、逆向工程技术的应用逆向工程技术广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天、医疗设备、电子设备等领域。
具体应用包括：1. 产品复原与仿制：通过对已有产品进行逆向分析，获取其设计原理和制造工艺，实现产品的复原与仿制。
2. 技术创新与优化：通过对产品进行逆向分析和优化再设计，提高产品的性能、降低成本等，实现技术创新与优化。
3. 故障诊断与维修：通过对故障产品进行逆向分析，找出故障原因和损坏部位，为故障诊断与维修提供依据。
四、逆向工程在工程中的应用实例以汽车制造业为例，逆向工程技术被广泛应用于汽车设计和制造过程中。
通过对竞品的逆向分析，可以获取竞品的设计原理和制造工艺，为新产品的设计和开发提供参考。
同时，通过对汽车零部件的逆向分析和优化再设计，可以提高零部件的性能、降低成本等。
此外，在汽车故障诊断与维修过程中，逆向工程技术也发挥着重要作用，可以帮助技术人员快速找出故障原因和损坏部位，提高维修效率。
逆向工程技术及其应用PPT课件
2、逆向工程流程
实物样 件 数字化测量 量
二维图样、 技术文档 CAD 模 型 重构 快速成型 RP 产品样本 件 仿制改制 产品 CAD/CAE 系统 CAM系统 模具 新产品
逆向工程流程
P D M 系 统
2、逆向工程流程
实物样件
数据采集
数据预处理
简单流程图
ห้องสมุดไป่ตู้
曲面重构
2.1数据采集
数据采集是逆向工程建模的第一步，它是用一定的设 备对实物进行测量来获取实物的表面数据(有时也包括 内部数据)。测量的方法有很多，如图所示： 三坐标测量仪 接触式
数据简化
算法—在网格中寻找不重要的点、边和面，去掉它们。 难点是如何确定重要性权值。
数据简化
在不损失模型特 征的情况下对点 云进行有效的精 简可以大大的提 高工作效率 数据精简前点云 数为323315点 数据精简后点云 数为104748点
精简前
精简后
数据简化
递进网格----网格简化又 一个应用，网络传输显示。
快速成型技术
快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）20世纪80年代 发展起来的，它综合了机械工程、CAD、数控技术、激光技术 及材料科学技术，可以自动、直接、快速、精确地将设计思 想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而大大缩 短产品的研制周期。因而，被认为是近20来制造领域的一个 重大突破。影响力与数控技术相当。 3D打印
三角几何测量法
干涉法
测 量 设 备
机械手
基于光学
非接触式 基于声学
光速测距法
结构化光照法 图像分析法
基于磁学
测量设备
逆向工程技术与应用
逆向工程技术与应用
逆向工程技术是指将人工或自动的解析、猜测、推导等技术，应用于已建立的工程系统中，将其转换为易于理解、易于修改或易于集成的形式，从而改善工程系统的质量、可维护性和可重用性的过程。
逆向工程技术包括多种技术手段，如逆向软件、逆向硬件、逆向网络、逆向协议等，具体应用领域也很广泛，可以应用于软件行业、电子行业、网络行业等多个行业。
逆向工程技术在软件行业中有着广泛的应用，尤其是在软件安全、软件测试和软件维护方面，逆向工程技术可以帮助软件开发人员更好地理解和修改软件代码，提高软件的可靠性和安全性。
在软件安全方面，逆向工程技术可以用来解密保护软件、挖掘漏洞、分析病毒等。
在软件测试方面，逆向工程技术可以用来自动生成测试用例、自动化测试等。
在软件维护方面，逆向工程技术可以用来快速定位和修复软件缺陷、实现软件重构等。
逆向工程技术在电子行业中也有广泛的应用，尤其是在电子产品的维修和升级方面。
逆向工程技术可以帮助维修人员更好地了解电子产品的结构和工作原理，从而更好地进行维修。
逆向工程技术还可以帮助电子产品的设计师改进产品设计，提高产品的性能和可靠性。
逆向工程技术在网络行业中也有着广泛的应用。
网络安全是当今互联网时代最为重要的安全问题之一。
逆向工程技术可以用来研究和分析网络攻击行为，通过逆向分析网络攻击程序和恶意软件，挖掘出漏洞和攻击方式，以便更好地制定防御策略。
此外，逆向工程技术还可以用来破解网络协议，对协议进行修改和定制，为特殊场景下的网络应用提供支持。
逆向工程技术及应用
总之，通过试验，要客观捕捉和反映原机的 真实面貌，总结其优点和不足。对有些样机， 不仅要作台架试验，必要时还要作野外行走 试验。
1．2 测绘中的几项关键 ．
(1)尺寸、精度问题。 (2)曲线和曲面拟合问题。 (3)无损检测问题。 (4)测绘后对关键问题的分析和反设计问题。
(1)尺寸、精度问题
一般样机都要经出厂磨合试验和性能试验， 这样，其尺寸、形状、表面等精度会有变化， 要反求其公差和表面精度；
(2)利用特殊材料对反求样品进行复制
利用环氧树脂类材料熔化后涂在样件表面， 冷却后即变成样件制造的阴模，直接生成样 件，不经过表面数字化过程。但这仅仅是复 制，未进行技术性的反求。
3. 影像逆向
无实物，无技术软件，仅有产品相片、图片、广告 介绍、参观印象和影视画面等，要从其中去构思、 想象来逆向，称为影像逆向，这是逆向对象中难度 最大的。影像逆向本身就是创新过程。目前还未形 成成熟的技术。一般要利用透视变换和透视投 影．形成不同透视图，从外形、尺寸、比例和专业 知识，去琢磨其功能和性能，进而分析其内部可能 的结构。
(4)测绘后对关键问题的分析和反设计问题 测绘完后要完整变成图纸，需各种标注和 根据对零件工作特性提出技术要求；特殊的 形状曲线 (例如高次方凸轮轮廓、各种过渡曲 线等)应通过优化设计反求其科学依据；箱体 等结构复杂件应采用有限元法去反求其强度 和刚度等。
测绘后的反求是试验反求后的进一步深化， 能否消化、摸底，提出改进挖潜和再创造的 途径，是这阶段的关键，有众多内容要做， 而且不同对象尚有其特殊个性，这里仅列出 机械产品中的一些问题。
往往拟制作的产品没有原始设计图档，而是委 托单位交付一件样品或模型，工程人员没法得到准 确的尺寸，制造模具就更为烦杂。 传统的复制方法是用立体雕刻机或液压三次元 靠模铣床制作出一比一成等比例的模具，再进行量 产。 这种方法属称类比式（Analog type）复制，无 法建立工件尺寸图档，也无法做任何的外形修改.
《2024年逆向工程技术的研究与工程应用》范文
《逆向工程技术的研究与工程应用》篇一一、引言逆向工程技术（Reverse Engineering Technology）在当代的制造业中占据了举足轻重的地位。
这项技术涉及到产品的反求设计和创新设计过程，是对原始产品设计的一种深入分析。
其研究涉及面广，包括了物理学、计算机技术、化学以及众多相关学科，应用场景多样，对工程领域有着深远的影响。
本文将就逆向工程技术的相关概念、原理以及在工程应用中的实际作用进行探讨。
二、逆向工程技术的定义与原理逆向工程技术是一种利用现有产品或服务，通过一系列的技术手段和工艺流程，对其进行结构、性能、功能等属性的研究，并最终达到反求其设计思路、原理和制造方法的目的。
其基本原理包括产品拆解、数据采集、数据处理、模型重构等步骤。
1. 产品拆解：对产品进行物理或化学的分解，以便于后续的数据采集和分析。
2. 数据采集：利用各种测量设备和技术，如三维扫描仪、CT 扫描等，获取产品的几何形状、尺寸等数据。
3. 数据处理：对采集的数据进行清洗、修正和优化，为后续的模型重构提供基础。
4. 模型重构：根据处理后的数据，建立产品的三维模型，进而分析其设计原理和制造方法。
三、逆向工程技术在工程应用中的作用逆向工程技术被广泛应用于汽车、机械、航空等工程领域。
以下是逆向工程技术在工程应用中的具体作用：1. 产品复制：对原产品进行反求，从而实现对产品的完全复制，达到高仿真的效果。
这在汽车行业尤为常见，对于零部件的制造和改进有重要的价值。
2. 故障诊断：通过对已出现故障的产品进行逆向分析，可以快速找到故障的原因和位置，从而采取相应的维修措施。
3. 产品改进：在了解原产品设计原理和制造方法的基础上，可以进行产品的优化和改进，提高产品的性能和质量。
4. 创新设计：逆向工程技术不仅可以帮助我们理解和学习原产品的设计思路和制造方法，还可以为创新设计提供灵感和思路。
通过对不同产品的特点和优势进行综合分析，可以设计出更具创新性和竞争力的新产品。
逆向工程及其应用
逆向工程及其应用一、什么是逆向工程随着科技的发展和人们生活水平的提高，产品的性能和外形发生了很大的改变，原来粗大笨重的产品，正在被小巧玲珑，造型别致的产品所代替，工业产品设计正在成为一种热门的行业，根据人机工程学和美学原理设计的各种使用方便、线条流畅的产品，如轿车、家用电器等，随处可见，这些产品一般都是由一些空间自由曲面组成的，用传统的方法很难设计、制造出来; 为了设计、制造这类产品和相应的工装具，必须使用CAD/CAM多轴加工中心等先进技术，现代逆向工程技术就是在这祥的背景下产生的。
逆向工程RE （Reverse Engineering ，也称反求工程），是对产品设计过程的一种描述。
在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后通过绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转人到制造流程中，完成产品的整个设计制造周期。
这样的产晶设计过程珊们欢去“正向设计”过程。
逆向工程产品设计过程如图一所示，可以认为是一个“从有到无”的过程。
简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程;它针对现有的工件（样品或模型）利用3D数字化量测仪器准确、快速的测量出工件的轮廓坐标，并加以编辑、修改、建构曲面后，传至一般的CAD/CAMR统.再由CAM软件产生刀具的NC加工路径送至CNC加工机床，制作出所需模具，或者送到快速原型成型机，将样品模型制作出来。
逆向工程在某些方面很像我们常说的“仿制” ; 可以说，在我国正在成为世界制造中心的今天，逆向工程将大有用武之地。
二、逆向工程系统的组成从逆向工程流程图可以看出，逆向工程首先须使用精密的量测系统将样品的三维轮廓尺寸快速地测量出来，然后依据得到的数据做出曲面造型及加工。
故建立一套完整的逆向工程系统，须要下列基本配备:1 、测量机（也称抄数机）2、点群数据处理软件，即逆向工程软件，玉CAD/CAM/CA软件，，4,CNC机床, 5、快速成型机或塑料射出成型机、轧出机、饭金成型机等。
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逆向工程软件介绍
SDRC公司的 ImageWare surfacer Raindrop Geomagic公司的Geomagic EDS公司的Unigraphics NX PTC公司的Pro Engineer
ImageWare surfacer
Imageware是著名的逆向工 程软件，广泛应用于汽车、 航空、航天、家电、模具、 计算机零部件领域。
Unigraphics NX
Unigraphics(UG),是美国 EDS公司 推出的CAD/CAE/CAM一体化软 件，广泛应用于航空、汽车、机 械、家电等各行各业。
采用结构化光照法的扫描仪
优点：这种扫描仪具有测量速度快、测量范围大、携带方 便等优点 缺点：价格十分昂贵。
数据预处理
在数据采集阶段，几乎所有的测量方式、测量系统在 测量过程中都不可避免地存在误差。对于大型或复杂 的零件我们也不得不进行多次扫描。这样就需要对采 集后的数据进行拼合处理。由光学方法得到的极为密 集的测量数据称为“点云”，对于点云我们也要做必 要的精简处理。数据的预处理是十分必要的。对于点 云的预处理主要包括以下几个方面：
逆向工程实例
5、取好后的特征线。
6、对曲线进行曲率分 析，对于不符合要求 的曲线做光顺处理。
逆向工程实例
7、利用特征线生成 自由曲面。
8、生成过渡曲面。 注意曲面之间要保 证曲率(G2)连续。
逆向工程实例
9、对生成的曲面进行光 照反射分析。
10、误差分析
逆向工程实例
在UG中生成实体，装配。
曲面重构
曲面重构时要考虑的关键问题有两个： 一是用有比较简单的几何元素对模型进行表达； 二是怎样找到原设计者的造型思路或痕迹，并以相类 似（最好是相同）的几何元素构造CAD模型。 曲面重构过程一般是由数据点拟合出样条曲线， 然后利用样条线拟合出曲面，曲面之间还可以进一步 逢合或者加厚以得到实体模型。
模具
成品
实物样件
b)逆向工程 数据获取 CAD数模
模具 成品
逆向工程定义
逆向工程(Reverse Engineering , RE)也称反求工程， 是相对于传统的产品设计流程即所谓的正向工程(Forward Engineering , FE)而提出的。逆向工程常指从现有模型(产品 样件、实物模型等)经过一定的手段转化为概念模型和工程设 计模型，如利用三坐标测量机的测量数据对产品进行数学模 型重构，或者直接将这些离散数据转化成NC程序进行数控加 工而获取成品的过程，是对已有产品的再设计、再创造的过 程。
Surfacer是Imageware的主 要产品，主要用来做逆向 工程，它处理数据的流程 遵循点---曲线---曲面原则。
Geomagic Studio
Geomagic Studio是美国 Raindrop Geomagic(雨滴)软件 公司推出的逆向工程软件。该 软件是目前市面上对点云处理 及三维曲面构建功能最强大的 软件，从点云处理到三维曲面 重建的时间通常只有同类产品 的三分之一。利用Geomagic Studio可轻易地从扫描所得的 点云数据创建出完美的多边形 模型和网格。并可自动转换为 NURBS曲面。
逆向工程技术及其应用
开始
一、逆向工程技术
1、什么是逆向工程 2、逆向工程流程 3、逆向工程软件介绍 4、逆向工程实例
逆向工程定义
正向工程是泛指按常规的从概念(草图)设计到具体模型 设计再到成品的生产制造过程。正向工程与逆向工程 的本质区别在于设计是从哪里开始的。
概念设计
a)正向工程 详细设计 CAD数模
体之间的距离和环境因素等影响。
三维激光扫描仪工作流程
1、 对要扫描的零件做好表面处理,如喷漆或喷砂 处理。
2、规化扫描方法，如果是大的板金件采取平面扫 描方式，如果是回转体可选择旋转扫描方式。尽 量以最少的次数采集最多的数据。
3、将零件固定在工作台上，保证稳定。 4、确定扫描范围，调整激光强度及步进大小。 5、开始扫描数据。 6、保存数据文件，扫描完毕。
去除杂点
数据拼合
数据精简
去除杂点
受扫描设备和环境因素的影响，扫描以后得 到的点云会存在大量的无用点，这些无用点 会干扰我们后继工作的展开，所以在进行曲 面重构之前要把这些杂点去除。
数据拼合
受激光扫描仪的限制，很多零件是不能一次就 采集全所有数据的，多次扫描后每块点云的坐 标都发生了变化，数据拼合就是把它们统一在 一个坐标系下。
光速测距法 结构化光照法 图像分析法
机械手
优点：具有携带方便，测量精度高等特点。
三坐标测量机(CMM)
优点：测量精度较高，价格低廉。 缺点：测量速度慢，对于柔性材料会出现变形而产生测量
误差，在进行半径补偿时也会出现误差。
采用三角几何法的扫描仪
优点：能快速采集物体的表面点数据信息。 缺点：采集精度受目标物体表面质量和扫描仪与目标物
逆向工程实例
这是一个具体的应用实 例，主要步骤如下：
1、根据客户要求制定 相应的数据采集方案。 本案例采用激光扫描仪 一次扫描完成数据采集。
2、对点数据进行去除 杂点、过滤精简等处理。
逆向工程实例
3、根据样件的特点提取 特征线，本案例按照一条 曲线取截面线。
4、对拟合曲线进行误差 分析，确定在允许范围内， 可进行下面的工作，否则 要重新以更多的控制点进 行拟合，直到把误差控制 在允许范围之内。控制点 不宜过多，这样会影响曲 线质量。
据精简
在不损失模型特 征的情况下对点 云进行有效的精 简可以大大的提 高工作效率
数据精简前点云 数为323315点
数据精简后点云 数为104748点
精简前
精简后
曲面重构的基本思路
1、点云预处理 2、提取特征线 3、将特征线导
入三维造型软 件 4、构造自由曲 面并裁剪等处 理 5、生成过渡曲 面 6、加厚生成实 体
逆向工程工作流程图
实物样件 数据采集 数据预处理 曲面重构
数据采集
数据采集是逆向工程建模的第一步，它是用一定的设 备对实物进行测量来获取实物的表面数据(有时也包括 内部数据)。测量的方法有很多，如图所示：
接触式
测 量 设 备
非接触式
CMM 机械手
基于光学 基于声学 基于磁学
三角几何测量法 干涉法