快速逆向工程技术及其在产品开发中的应用分析

摘 要：随着计算机技术的迅速发展，逆向工程技术在产品的设计和开发过程中的地位越来越重要。伴随着改革开放的深入，同行企业之间的竞争也愈演愈烈。同时人们对新产品的要求也随着科学技术的发展逐渐提高。为了能使企业更好地发展，应对新产品的外观设计工作加以重视。在产品外观设计工作过程中要充分利用现代科技发展成果，比如我们提到的逆向工程技术，该技术在产品的开发设计工作过程中起到了重要的影响，极大地促进了新产品的开发与设计。而对于如何使用逆向工程技术，以及逆向工程技术自身具有哪些问题，则是本文研究对象。下面就让我们开始这方面的研究。

关键词：逆向工程；产品开发；产品设计

作为一种在当今先进制造领域发展中的一项关键技术，逆向工程技术拥有这其他技术无法比拟的重要作用。逆向工程技术通过对已经存在的产品模型进行扫描，利用反向技术获取该产品的原始设计数据，然后对产品进行改进，也可以在该产品的基础上设计出新的产品。

合理的运用逆向工程技术有助于企业减少在产品设计过程中的时间和经费投入，节约企业资本。从而降低了产品的设计成本，提高了企业在市场经济中产品竞争优势，促使设计师设计出更好地产品，扩展了设计师的视野，同时也可以利用逆向工程技术的高效便捷和可操作性，对产品的工艺进行功能和外观上的改良，或者对产品的再次开发工作。

在逆向工程技术的诸多功能中，逆向建模技术是在产品的外观设计工作中有着重要作用。在与三维立体建模技术的对比中，有着自身独特的技术优势。而逆向工程建模技术的参数化则可以快速完成现有产品的还原设计工作，参数化在其他建模技术方面也有应用，在这里就不做过多冗述。

同时，在逆向建模工作中，也要充分利用计算机技术发展成果，通过利用计算机辅助技术对产品的各个零件进行分析，以便能够在产品的设计上精益求精，使得产品不仅在外观上设计成功，在功能上也要尽善尽美，提高产品在市场经济中的竞争优势。综合运用当今社会发展所带来的计算机技术发展成果，提高企业的核心竞争力，是逆向工程技术发展的重要作用。

一、逆向工程技术的概念

逆向工程技术是指相关工作人员通过一定的技术手段，在现有设计理念和设计技术的支持下，对新产品进行彻底的分析和改进，使原始设计方案得到一定的提升，也可称作再设计技术。通常情况下，针对不同的研究对象，逆向工程技术被人们分为实物逆向工程、软件逆向工程和影像逆向工程三个类型。在现代科学技术发展迅速的当今信息化时代背景下，逆向工程技术的应用对现代设计创作领域的数字化发展进程的到了很大程度上的提高，有效的控制了企业在新产品开发领域的成本投入，提高了企业在新产品开发领域的经济效益。逆向工程设计在当今社会的到了许多领域的应用，特别是在模具和医疗器械的设计生产领域的应用效果尤为显著[ 1 ]。在模具设计生产领域中，逆向工程设计的应用较为广泛，其技术在实际应用中也相对较为成熟。在模具的结构化设计工作中，一般会有多个设计参数可以供我们进行调整，但是由于模具的整体结构性能对每个设计参数的要求是不同的，每个设计参数对模具整体结构性能的影响也有所不同，所以在模具设计工作中，要求在模具整体结构优化之前先确定最优化的模型设计方案。设计的变量控制、相关的控制条件以及目标函数确定了最优模型的设计。优化结果受制于设计变量的选择，因此尽可能的选择最有利于优化模型设计的设计变量，以此保证逆向工程技术在提高模型设计方面的高效性和科学性。

二、逆向工程技术的工作原理

在社会发展日新月异的当今社会，逆向工程技术也伴随着时代的发展和现代科学技术的进步而不断地发展完善，现在逆向工程技术已经可以很好地进行三维建模等设计制造工作。逆向工程技术的工作原理具体工程主要有如下几步：

第一，使用高速三围激光扫描仪器的相关操作人员要对已经设计好的产品进行细致的扫描；

第二，借助相关逆向工程软件对扫描数据进行处理，对产品的原始设计结构进行重新设计；

第三，评价讨论重新得到的结构设计方案，并对其进行处理；

第四，相关设计工作者对原始设计方案进行修改，使设计方案符合产品的实体模型要求。

此外，企业设计部门在进行产品原始设计时，可以使用CAD建模系统的三围立体模型构建软件的进行原始设计方案的设计工作[ 2 ]。

在原始设计方案确定后，利用三围立体打印技术对原始设计方案进行打印，在得到原始设计方案实体后，可以进行逆向工程扫描技术对其进行重新扫描，采集原始设计数据，然后进行逆向工程设计，弥补原始设计方案在某些方面的不足，使得产品在外观和功能上都能满足市场需求，提高了企业的核心竞争力，增加了企业的利润，从而促进了社会经济的高速发展。

三、逆向工程技术的实施条件

关于逆向工程技术的实施条件，主要有硬件条件和软件条件，具体表现在以下方面：

第一，给予充分的硬件条件。相关人员在使用此项工程技术时，为了得到产品的三维信息数据，需要对设计产品进行三维扫描处理。三坐标测量和三维扫描仪是三维数据的过程需要的硬件支持，是现阶段企业在获取产品三维测量数据时必备的两种仪器，这两种仪器主要来源地是英国、日本、德国或者是意大利。接触式的测头、非接触式的测头一般来讲是三坐标测量和三维扫描仪的主流类型。所谓接触式的测头，定义为使用者需要保证测头和被测物体处于接触状态，使数据得以正常采集[ 3 ]。所谓非接触式的测头，定义为该种测头无需和被测端连接，充分利用了光学和激光原理。扫描仪准确度在不断的提升，得益于科学技术的飞速发展，并且扫描仪一直处于不断发展良好的状态。为了保证采集到的三维数据的有效性，使用者应该根据自己的实际情况选择合适的设备。

第二，给予充分的软件条件。以SETM算法、AIS算法为代表的搜索算法等，在面对庞大的候选项目集数量的时候，会导致计算效率明显不高。

第三，数据集的划分算法。DIC算法、Partition算法等是数据集划分算法的代表算法，为了节省访问存贮在外的相关数据的I/O开销，这些算法将整个数据集区分为若干可以存放在内存中进行数据处理的小块。Partition算法在找出所有的高频项目集时，只需要两次扫描整个数据集，就可以完成。Apriori算法数集的数量一般比据集划分算法的候选项目集的数量小，为了减少数据扭曲性，可以增加各数据块。数据集划分算法飞速发展，目前已经为为研究各种分布式关联规则挖掘算法和并行关联规则挖掘算法做出了很大贡献。

第四，抽样算法。抽样算法首先找到数据集所需的样本数据集，后对本数据集进行深度挖掘分析，使得其中的频繁项目集凸现出来，让其作为候选。生成挖掘结果的最后一步，就是扫描数据集寻找到频繁项目集。如何计算算法边界值，从而找出遗漏部分的频繁项目集，是抽样算法的要害所在。针对一些特殊的关联规则数据挖掘情况，如对挖掘准确性要求不太高，但是对挖掘效率要求较高的类型，抽样算法能充分发挥自己的优势。

综上所述，随着社会的发展和科学技术的进步，特别是计算机技术的高速发展，产品的设计工作已不再是简单的模仿和复制，而是变为一种创造，一种创新，特别是逆向工程技术的发展和应用，使得设计工作越来越精湛，产品的外观和功能得到了极大地提高。现代，快速逆向工程技术的应用，特别是在汽车制造、机械制造等設计方面的功能日益凸显，使得这一技术得到了高速发展，所设计出的产品质量和外观也得到了极大地保障，已经成为现代企业在市场竞争中提高产品核心竞争力的重要保证。

参考文献：

[1] 周亚男.逆向工程与新产品设计研究[J].电子测试，2016，2（14）：38-42.

[2] 周小东，成思源，杨雪荣，蔡闯，李硕.基于逆向工程的参数化优化设计[J].组合机床与自动化加工技术，2016，1（03）：37-40.

[3] 高东强，韩江平.逆向工程中的难点问题浅析[J].技术与市场，2016，1（03）：109.

作者简介：潘立业（1987-），男，黑龙江齐齐哈尔人，本科，初级职称。