逆向工程在汽车工业设计中的应用

摘 要 逆向工程是现代计算机技术基础之上产生的一种新的产品设计和开发方法,本文通过对逆向工程概念的介绍,探讨逆向设计的一般流程。

关键词 汽车 逆向工程 工业设计

中图分类号:TB472 文献标识码:A

1逆向工程的定义及其应用

科学技术日益发展,全球新的成果层出不穷。这些为生产力的发展、社会的进步贡献了很多。同时,地球村的出现使更多的竞争对手直面于企业,竞争压力日益加重,竞争已渗透到各领域。如何将高科技成果合理充分的利用到快速发展的经济之中,以将其转化为技术经济效益,在全球各国都认真研究着。而在设计制造领域,任何新生产品,都将已有的科学技术的应用和借鉴融入到产品之中,并且在其原有的基础之上取得更大的提高与发展。我国的机械电子产品设计与制造已经走上了一条“引进、消化、提高及创新”的高速公路。而逆向工程就在信息化制造中体现出来了。

反求工程或反向工程等就是我们所说的逆向工程(Reverse Engineering,RE),它源于精密测量和质量检验。逆向工程是将先进技术中的一系列工作方法的技术组合的消化和吸收,影像逆向、软件逆向和实物逆向等便含在其中。如今,实物的逆向重构占据了逆向工程研究重心,而被称之为“实物逆向工程”的,就是我们将产品实物的CAD模型重构和最终产品的制造。通过实物样件得到产品数学模型并制造得到新产品的相关技术,成为一个研究及应用热点,甚至发展成一个相对独立的领域。从广义讲,逆向工程可分以下三类: (1)实物逆向;(2)软件逆向;(3)影像逆向。

在产品造型日益多元化的今天,逆向工程已成为产品开发中不可或缺的一环,包括在对产品外形有特别要求的领域和当需要通过测试实验才能设计定型的工件模型时,通常采用逆向工程的方法。

逆向工程在创新设计及新产品开发上也是高价值应用。产品研发的需求,众知名企业都会运用逆向工程来协助。例如广汽在发展汽车工业制造技术时,曾参考日本HONDA汽车设计,对零件进行测绘后运用逆向将其形成克隆产品,进行包括安全测试在内的各类测试研究,协助设计师了解日系车辆的设计理念及意图。这便是一个典型的基于逆向工程的设计过程:利用逆向工程技术,可以直接在已有的国内外先进的产品基础上,进行结构性能分析、设计模型重构、再设计优化与制造,吸收并改进国内外先进的产品和技术,极大地缩短产品开发周期,提高企业生产效率,迅速占领市场。

通过以上便知,在产品开发中逆向工程占据着多么重要的地位。

2逆向工程系统软件

逆向工程的实施需要软件的支撑。如CATIA、UG、Pro/E等。

这些是目前较常见的逆向软件,现在国内除了几所高校对逆向软件进行研发设计,其余应用的软件大多都是国外研发设计的,我们期待国产软件业的崛起创造出更符合国人设计师习惯的优秀软件。

3产品外形的数字数据采集

由于测量方法不同,各方法之间的优缺点及适用范围也将有所差别,所以应该发挥集成的思维,综合的运用不同测量方式在进行互补,增加信息量,减少不确定性,以获取精度较高的三维测量数据。

4三维CAD模型的重建子系统

很多汽车公司为了将一种新车型快速推向市场,在外形上常以现有车型为原型,利用现有车型的某些覆盖件进行在原有基础上的重新设计。但国外厂商不会提供三维数模和二维图纸等技术资料,便会对造型工作产生很大的影响。这时利用好三维数模进行逆向设计会给予设计及生产极大的便利。逆向工程软件有Imageware、CopyCAD、Geomagic Studio等软件,以及CATIA中的DSE、QSR模块,Pro/E中的Pro/SCAN功能等。

5产品或模具的制造

在完成实物的CAD模型重建后,可以在CAD软件中进行模具设计模块中进行模具设计,通过数控加工制造原型,也可以利用快速技术来制造原型和模具,一方面为模型的修改和再设计提供实物样件,另一方面,对一些材料制造的零部件,还可以直接制造出来产品的模具。这样做,可以避免机械加工的长周期和复杂的工艺设计,为产品的快速开发和制造提供有效的工具支持。

6总结

逆向工程给予了制造业一个高效的、全新的产品开发方案,它是一项综合性、开拓性和实用性很强的技术,逆向工程技术已经广泛地应用到产品的开发、旧零件的还原和产品检测等。在产品造型日益多元化的今天,逆向工程已经成为产品开发中不可或缺的一环,它不仅消化和吸收实物原型,并且能创造出新产品来。

参考文献

[1] 谢龙汉,单岩编著.CATIA V5逆向造型设计[M].北京:清华大学出版社,2004.

[2] 雷源艳.CATIA V5中文版基本操作与实例进阶[M].龙门:科学出版社,2008,7.

[3] 杜智敏,吴柳机,何华妹编著.CATIA V5R17产品模具设计入门一点通[M].北京:清华大学出版社,2007.