《逆向建模与产品创新设计》chapter 6

基于逆向工程技术的产品创新设计摘要：在新时期，企业发展过程中需要面临较为严峻的市场竞争。

企业想要在竞争中占据优势，就必须要加大力度开展产品创新，使企业焕发生机与活力。

逆向工程技术可以较为有效的开展产品创新设计，降低产品创新设计需要花费的时间，减少资金浪费，增强企业整体实力。

本篇文章对于逆向工程技术进行了简要分析，并探究了在逆向工程技术下开展的产品创新设计，希望能够为产品创新设计工作的开展提供参考。

关键词：逆向工程技术；产品创新；设计随着技术水平的提升，开展产品创新成为了企业发展的重要任务，对于增强企业的整体实力，提升企业的市场竞争力是非常关键的，能够在一定程度上决定企业是否可以获得可持续发展。

因此，必须要将产品创新设计落实到位，逆向工程技术作为产品创新设计的主要手段之一，可以减少进行产品研发需要花费的时间，将研发产品的资金控制在一定范围内，使企业在竞争中更具优势。

对于逆向工程技术进行应用，开展产品创新设计，需要对于实物进行扫描，对于点云数据开展加工处理，并将数据上传到CAD中，制造新的模型，达成创新设计目标，这对于企业而言是非常重要的，能够在一定程度上提升企业经济收益。

一、逆向工程技术逆向工程技术也可以被称之为反求工程，是和传统正向工程相比较来说的。

逆向工程主要是指在尚未绘制设计图或者是所拥有的设计图较为零散不具有实物作为支持的情况下，根据当前所具备的零件模型，以及数字化技术来对于产品结构进行重塑或者是创造出这一产品。

二、逆向工程技术产品创新设计环节逆向工程技术对于产品创新设计而言是非常关键的，需要从以下几点出发开展工作：第一，要开展数据搜集工作。

数据搜集工作是逆向工程的基础性内容，对于这一工程的开展是非常关键的。

所搜集的数据是否较为精准能够在一定程度上决定模型的精确程度以及最终的质量，测量工作的效率从某种角度来说，会对于反求过程的快慢产生影响。

当前所用的测量方式存在着较大的差异，较为普遍的是接触式测量以及非接触式测量[1]。

214基于逆向工程的曲面建模与创新设计田立臣1　祁丽丽1　张智程2　徐宏伟1　王喜岩3　魏高顺1（1.黑龙江建筑职业技术学院，黑龙江　哈尔滨　150025；2.广州中海达测绘科技有限公司黑龙江分公司，黑龙江　哈尔滨　150040；3.哈尔滨供排水集团有限责任公司香坊排水公司，黑龙江　哈尔滨　50000）摘　要：对于复杂曲面物体的创新设计周期比较长的现象，引起诸多人的重视，并且对这个方面进行了研究。

人们提出基于逆向工程对复杂曲面的重建和二次创新、结合有限元分析、3D打印技术进行理论验证，得出具体的结果。

文中以鼠标曲面为例，鼠标曲面设计使用Geomagic Studio，创建出原始曲面后导入Rhino 软件，进行创新设计之后导入abaqus，进行跌落试验。

跌落试验的结果证明了最大 Mises 应力值得到下降，说明了逆向工程设计的可行性。

关键词：逆向工程；创新设计；3D打印当前逆向工程已经发展成为一种消化吸收的具备诸多先进功能的技术，能实现产品创新设计、产品快速研发，是当前技术运用当中最主要的技术。

逆向工程是将已经存在的实物模型反向求证，通过建立CAD模型来缩短开发周期，节约开发成本，能够让设计人员在这个环节充分运用自己的创造力和想象力。

一、逆向参数建模法逆向工程使用比较多的是NURBS自由曲面，在逆向工程建设使用过程中，该曲面能对实物的曲面重建发挥积极作用，因此在实际运用过程中已经成为自由曲线和曲面曲线的表征技术，并被国际标准化协会定义为工业产品几何形状的唯一数学方式。

目前国内很多院校和研究人员对逆向曲面重建技术进行了深入研究，并且有了新的解读方式。

比如微分流形的曲面重建，平衡了大规模点云数据处理的精度、保证了效率；如基于能量法的参数二阶法连续曲面构造方式，拟合出整体精度比较高的界面线等。

文中探究逆向工程对复杂曲面的重建和创新，结合有限元分析和3D打印技术创新验证，阐述该方式运用的先进性和优势[1]。

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第四章产品的逆向设计与逆向工程随着科学技术的高速发展，世界范围内新的科技成果层出不穷。

这些高科技成果为发展生产力、推动社会进步做出了贡献。

同时，市场全球化使企业面临的竞争对手不断增多，面临的竞争压力日益加重，市场经济竞争机制已渗透到各个领域。

如何充分合理地利用高科技成果，快速发展经济，从而获得最佳的技术经济效益，是世界各国都在认真研究的问题。

实际上，在设计制造领域，任何产品的问世，都蕴含着对已有科学技术的应用和借鉴，并在此基础上进一步提高与发展。

引进、消化、提高及创新之路是我国机电产品设计、制造行之有效的方法之一。

在信息化制造中这一思路就体现为逆向工程，它是消化吸收并改进国内外先进技术并在此基础上使其达到更高的境界，实现创新为其最终目的，逆向工程所追求的不应是简单的仿制，而是再提高.引进国外先进技术一般划分为引进、消化和创新三个阶段。

引进阶段一般只考虑购买国外的技术专利或先进的机器设备，其主要目的是利用这些先进技术和设备改造、提高现行的生产过程，创造更大的经济效益；消化阶段则是对引进国外先进的技术和机器设备进行深入的分析研究，结合我国生产实际情况，明确哪些可为我所用，哪些经过改造后可为我所用，通过引进、消化以带动行业的发展；而创新阶段是在综合消化引进技术的基础上，利用各种设计制造手段，对原有技术进行改进、创新，以求设计制造出在技术、性能等方面更好、市场竞争能力更强的产品，做到青出于蓝而胜于蓝。

因而世界各国在经济技术发展中都非常重视应用引进国外先进技术一般划分为引进、消化和创新三个阶段。

引进阶段一般只考虑购买国外的技术专利或先进的机器设备，其主要目的是利用这些先进技术和设备改造、提高现行的生产过程，创造更大的经济效益；消化阶段则是对引进国外先进的技术和机器设备进行深入的分析研究，结合我国生产实际情况，明确哪些可为我所用，哪些经过改造后可为我所用，通过引进、消化以带动行业的发展；而创新阶段是在综合消化引进技术的基础上，利用各种设计制造手段，对原有技术进行改进、创新，以求设计制造出在技术、性能等方面更好、市场竞争能力更强的产品，做到青出于蓝而胜于蓝。

《逆向建模与产品创新设计》课程标准课程名称：《逆向建模与产品创新设计》适用专业：模具设计与制造一、课程定位在国家“大众创业、万众创新”的新时代背景下，创新已成为时代鲜明的特征和大学生们自我实现价值的首要选择。

而产品的创新离不开技术积累，利用逆向工程技术消化、吸收国外先进技术已成为新产品开发的有效途径。

本课程以逆向工程技术为主线，在产品逆向建模的基础上引入产品创新概念、创新思维和创新方法，并结合模具设计与制造专业的特点，拓展学生的创新能力。

二、课程目标通过《逆向建模与产品创新设计》课程教学，应该在教授学生逆向建模知识、培育创新意识、培养专业知识的拓展应用等方面达到以下目标：1、知识目标通过本课程的学习，学生能掌握关于《逆向建模与产品创新设计》的基本知识，并能进行实际应用，获得逆向建模产品创新设计理念、方法。

2、能力目标能通过学习《逆向建模与产品创新设计》能设计基本简单的产品结构。

3、素质目标通过逆向建模与产品创新设计课程的教学,应注重培养学生以下素质：（1）求实精神——通过逆向建模与产品创新设计课程的教学，培养学生踏实工作、实事求是的科学态度和刻苦钻研的工作作风。

（2）创新意识——通过学习，激发学生的求知热情、探索精神，以及敢于创新的精神。

（3）工程素质——通过学习培养学生的工程意识，使学生学会用逆向建模的理论知识逐步形成综合分析问题、解决问题的科学素养。

（4）价值效益意识——通过逆向建模与产品创新设计课程的教学，逐步增强学生的价值效益意识。

（5）质量意识——通过学习，使学生牢固树立产品制造的质量意识。

三、课程设计1、设计思想本课程以逆向工程技术为主线，运用实物样件表面数字化技术、点云数据的预处理技术、特征曲线的重构与编辑技术、特征曲面的重构与编辑技术等对已有产品零件或原型进行CAD模型重建，但这不是仅仅对已有产品进行简单“复制”，而是为了改造，为了创新。

创新思维及创新技法为产品的创新提供方法指导，将逆向工程与创新性思维融合在一起，使学生的工程素养得以很大提升。