反求工程与新设计.docVIP

4 反求工程与创新设计 4．1 反求工程 4．1．1反求工程的概念 反求工程（Reverse Engineering）这一术语起源于60年代，但对它从工程的广泛性去研究，从反求的科学性进行深化还是从90年代初刚刚开始。反求工程类似于反向推理，属于逆向思维体系。它以社会方法学为指导，以现代设计理论、方法、技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有的产品进行解剖、分析、重构和再创造，在工程设计领域，它具有独特的内涵，可以说它是对设计的设计。 反求工程技术是测量技术，数据处理技术，图形处理技术和加工技术相结合的一门结合性技术。随着计算机技术的飞速发展和上述单元技术是逐渐成熟，近年来在新产品设计开发中愈来愈多的被得到应用，因为在产品开发过程中需要以实物（样件）作为设计依据参考模型或作为最终验证依据时尤其需要应用该项技术，所以在汽车、摩托车的外形覆盖件和内装饰件的设计，家电产品外形设计，艺术品复制中对反求工程技术的应用需求尤为迫切。 所谓反求工程是将数据采集设备获取的实物样件表面或表面及内腔数据，输入专门的数据处理软件或带有数据处理能力的三维CAD软件进行处理和三维重构，在计算机上复现实物样件的几何形状，并在此基础上进行原样复制、修改或重设计，该方法主要用于对难以精确表达的曲面形状或未知设计方法的构件形状进行三维重构和再设计。 4．1．2反求工程的研究内容 反求工程技术的研究对象多种多样，所包含的内容也比较多，主要可以分为以下三大类：①实物类：主要是指先进产品设备的实物本身； ②软件类：包括先进产品设备的图样、程序、技术文件等； ③影像类；包括先进产品设备的图片、照片或以影像形式出现的资料。 探索原产品设计的指导思想 掌握原产品设计的指导思想是分析了解整个产品设计的前提。如微型汽车的消费群体是普通百姓，其设计的指导思想是在满足一般功能的前提下，尽可能降低成本，所以结构上通常是较简化的。 探索原产品原理方案的设计 各种产品都是按定的使用要求设计的，而满足同样要求的产品，可能有多种不同的形式，所以产品的功能目标是产品设计的核心问题。产品的功能概括而论是能量、物料信号的转换。例如，一般动力机构的功能通常是能量转换，工作机通常是物料转换，仪器仪表通常是信号转换。不同的功能目标，可引出不同的原理方案。设计一个夹紧装置时，把功能目标定在机械手段上，则可能设计出斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、定心夹紧、联动夹紧等原理方案；如把功能目标确定扩大，则可设计出液动、气动、电磁夹紧等原理方案。探索原产品原理方案的设计，可以了解功能目标的确定原则，这对产品的改进设计有极大帮助。 研究产品的结构设计 产品中零部件的具体结构是实现产品功能目标是保证，对产品的性能、工作能力、经济性、寿命和可靠性有着密切关系。 确定产品的零部件形体尺寸 分解产品实物，由外至内、由部件至零件，通过测绘与计算确定零部件形体尺寸，并用图样及技术文件方式表达出来。它是反求设计中工作量很大的一部分工作。为更好地进行形体尺寸的分析与测绘，应总结箱体类、轴类、盘套类、、齿轮、弹簧、曲线曲面及其它特殊形体的测量方法，并合理标注尺寸。 确定产品中零件的精度 确定零件的精度（即公差设计），是反求设计中的难点之一。通过测量，只能得到零件的加工尺寸，而不能获得几何精度的分配。精度是衡量反求对象性能的重要指标，是评价反求设计产品质量的主要技术参数之一。科学合理地进行精度分配，对提高产品的装配精度和力学性能至关重要。 确定产品中零件的材料 通过零件的外观比较、重量测量、力学性能测定、化学分析、光谱分析、金相分析等试验方法，对材料的物理性能、化学成分、热处理等情况进行全面鉴定，在此基础上，遵循立足国内的方针，考虑资源及成本，选择合用的国产材料，或参照同类产品的材料牌号，选择满足力学性能及化学性能的国有材料代用。 确定产品的工作性能 针对产品的工作特点机器主要性能进行试验测定、反计算和深入地分析，了解产品的设计准则和设计规范，并提出改进措施。 确定产品的造型 对产品的外形构型、色彩设计等进行分析，从美学原则、顾客需求心里、商品价值等角度进行构型设计和色彩设计。 确定产品的维护与管理 分析产品的维护和管理方式，了解重要零部件及易损零部件，有助于维修及设计的改进和创新。 4．1．3反求工程的研究特点 反求工程的理论于方法基础 要进行反求工程分析，必须运用现代设计理论和方法（如系统工程、价值工程、优化工程、工业美学、相似理论等），同时要深入掌握基础理论（数学、力学、材料学、机械、液压、光及电子技术等）与有关专业的理论和知识。此外，还要掌握材料的力学性能、化学成分及产品个中工作性能的测试方法与手段，并运用计算机等先进工具提高计算、测试、数据处理和分析等工作的质量和效率。 了