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逆向工程技术简介及发展

传统的汽车零部件设计方法在新产品研发过程中存在周期长、成本高等问题,严重影响了国内汽车行业的发展;熔接痕是塑件注塑成形过程中*常见的缺陷之一,传统的控制熔接痕的方法主要是通过反复试模和不断调整工艺参数来实现的,该方法对熔接痕的控制很不稳定。本文研究了逆向工程技术德发展,提高了产品开发的精度,缩短了产品开发时间。

随着工业技术的进步以及经济的发展,消费者对产品的要求也越来越高,功能上的需求已不再是赢得市场的**条件。产品不仅要具备先进的功能,还要富有美感和个性的造型外观,以吸引消费者的注意。逆向工程技术作为产品设计、制造的一种手段,在20世纪90年代初,开始引起各国工业界和学术界的高度重视。从此以后,有关逆向工程技术的研究与应用就一直受到政府、企业和个人的关注。

逆向工程(Reverse Engineering) 也称反求工程或反求设计,它起源于精密测量与质量检验,是一个设计下游向设计上游反馈信息的回路。广义的逆向工程是消化、吸收先进技术的一系列工作方法的技术组合,是一门跨学科、跨专业、复杂的系统工程。它包括影像逆向、软件逆向和实物逆向等三方面。目前,大多数有关逆向工程的研究集中在实物的逆向重构上,即为“实物逆向工程”。实物逆向工程是将实物转变为 CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称,是将已有产品或实物模型转化为工程设计模型和概念模型,在此基础上对已有产品进行解剖、深化和再创造的过程。其工作流程如图1.1所示:

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图1.1 实物逆向工程流程图

在工业生产中,传统的产品开发模式一般遵循从产品的构思、功能与规格预期指标的确定,进而到各个组件的设计、制造、组装和性能测试等严谨的研发流程,每个组件都保留有原始的设计图,此类开发工程称为“正向工程”(  ForwardEngineering)。逆向工程与正向工程的区别主要体现在产品的设计过程,如图1.2所示:

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图1.2 逆向与正向设计工程

逆向工程技术是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公司提出并研制开发成功的。到20世纪90年代,逆向工程技术被广泛应用于大幅度缩短新产品开发周期和增强企业竞争能力。近几十年来,逆向工程在理论上得到了广泛的研究,特别是随着现代计算机技术及测试技术的发展,运用   CAD/CAM等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。在逆向软件方面,各国也都相继开发出功能强大的逆向工程软件,如

CopyCAD/UG/Pro/Engineer和  CATIA等软件。这些软件分别从不同角度和程度上提供了实现逆向工程的功能。在愈来愈激烈的市场竞争中,这项技术早已被先进工业国家中有远见的企业所采用。特别是在汽车、玩具、家电、建筑、医疗、航空、航天和兵器等行业得到广泛推广,并取得重大的经济效益,从而增强企业在市场中的竞争力。如  HUGHES太空与通讯公司在产品开发中,3个月节省的开支就相当于该技术的全部投资;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;福特汽车公司采用该技术后,由于与零件制造商进行了全过程的沟通,节约了1亿美元的开支。

在我国,逆向工程技术是90年代后期才迅速得到发展和推广的。目前有关逆向工程技术的研究与开发工作已在不少单位内展开。浙江大学的 CAD实验室在用CT复原实物三维模型方面进行了大量的研究并取得较好成绩,同时还推出了Re-soft软件系统。华中科技大学开发了 3DLCS95三维激光彩色扫描系统,并于1995年获得国家专利。上海交通大学运用 BP神经网络重构逆向工程中基于点云数据的曲面。其他单位如清华大学、西北工大、西安交通大学和南京航空航天大学等也取得了一定的成果。逆向工程技术在我国也得到了一定的应用,如东风汽车公司、天津大学内燃机研究所和珠海模具中心都在运用逆向工程技术进行新产品的开发与研制。但是由于我国对逆向工程技术的研究起步较晚,所涉及到的知识领域复杂繁

多,依然存在着大量亟待解决的关键技术问题。

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