逆向工程在产品设计实践中的运用

第一篇：逆向工程在产品设计实践中的运用

逆向工程在产品设计实践中的运用

陈骏

张强

（沈阳航空工业学院工业设计系 110034）

wtrues@sina.com.cn

摘要

曲面形态的产品设计在当今的工业设计领域是一大潮流。形态独特而又具有优美曲线的 产品也日益成为广大消费者的追求。基于此，在众多的产品设计之中融入了设计师无限的想 象和创造力，曲面造型的产品亦更多的以亲和、人性化的一面呈现在人们面前。

在具有曲面特征的产品设计过程之中，前期对产品形态的创意、构思，是设计师对产品本身造型特征的感性把握；而进入产品设计的后期，即工程、结构设计阶段，此时设计师对产品造型特征曲线、曲面的思考就应带有理性的，定量的分析。逆向工程在设计流程中的介入无疑成为工业设计师进行曲面造型的有力武器。

逆向工程是现代工业设计中最常用的CAID手段之一，作为进行工业设计教育的教学单位，亦是工业设计探索的科研单位，我系始终在教学领域活动向生产力的转化领域中不断尝试，均取得了良好效果，先后与营口尹氏商贸有限公司合作进行了帕萨特、中华、高尔夫轿车用挡泥板设计，以及沈飞日野新一代豪华大巴的前围造型设计，在这两大项目中，逆向工程的运用使得设计生产周期大大缩短，有效节约了人力、物力资源。关键词

CAID、逆向工程、产品设计、曲面

1． 向工程使产品设计流程产生重大变革

在工业设计领域中，许多具有曲线曲面设计涉及到运动物体的外形，例如汽车、飞机、船舶的造型设计，这些交通工具的造型光滑与否直接影响到其运动性能，因此，一种曲线曲面的CAD/CAM造型方法被提出，由此发端也波及产品设计的各个领域。逆向工程正是其中一种最为常用的CAID手段之一。

作为一种新式的产品开发概念，逆向工程技术是一项综合了三维测量、快速成型等高新技术，在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的模型（称为零件原形），利用各种数字化技术及CAD技术重新构造原形CAD模型的过程。逆向工程是近年来发展起来的，并消化和吸收了一系列先进分析方法和应用技术，其主要目的是为了改善产品生产的技术水平，提高生产率，增强企业及其产品的市场竞争力。世界各国在经济技术发展中，应用逆向工程消化吸收先进技术经验，给人们有益的启示。据统计，各国百分之七十以上的技术源于国外，逆向工程作为掌握技术的一种手段，可使产品研制周期缩短百分之四十以上，极大提高了生产率。因此 研究逆向工程技术，对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高，具有重大的意义。

逆向工程技术对整个工业设计的意义是重大的。拥有此技术，设计师的设计意图将被真实的再现。以轿车的设计为例，在产品开发前期，设计师的意图形成里草图效果图，胶带图，直至模型制作完成，设计师的意图、理念体现阐述告一段落。如何将这些概念模型转化为产品？接下来的事交给逆向工程技术。以三坐标测量仪为源头，对设计师的模型进行精确的数字化扫描，得到其三维轮廓数据，通常它将使大量的离散点云，结合专门的逆向工程软件对其进行曲面重建，生成实体，配合数字化加工中心，即可加工出模具，投放生产。

相同的设计流程如果针对一些小型产品，那么还可以通过快速成型机制造出样品，甚至可以硅胶制模进行小批量生产，快速地将产品投向市场，以验证市场，既可以为商家抢占商机，也为赢得市场节省大量宝贵时间，并且有效地减少了风险。

由此可见，可以说现代工业设计流程中，逆向工程已然成为产品设计开发不可缺少的有力手段。

2． 工程在设计实践活动中的运用

沈阳是闻名全国的装备制造业基地，放眼全国，制造业的竞争是激烈且残酷的，南方一些地区之所以在改革开放之后成为制造业的又

一生立军，是因为大量高新技术、装备的采用。而对于工业设计而言，CAD/CAM技术的运用无疑是设计向产业转化的纽带。

沈阳航空工业学院工业设计系作为我国东北地区较早开设的工业设计系之一，借助我学院以工科为主的优势，除了进行常规的教学，在设计转化为产品的技术研究上也进行了一些有益的尝试。

以我系与辽宁省营口尹氏商贸有限公司合作开发轿车用挡泥板为例，这是一次典型的以

逆向工程为主要设计开发手段的产品设计流程（见图）。首先，在设计输入阶段，客户先确定希望开发挡泥板的车型（以帕萨特车型为例），设计师在充分调研的基础上，抓住此款车型的造型风格要素：圆润饱满的车体轮廓，车身造型中曲线曲面居多，却又不失刚强。很快设计草图、方案得到客户的认可，接下来就直接在实车上进行等比例的油泥模型造型制作。这中间省略了尺寸线图的制作步骤，因为挡泥板形态复杂，曲面较多，难于用图纸表达，而且因为工作环境的局限（车身下方），因此尺寸图或者胶带图显得毫无意义。依据效果图，在实车的条件下，挡泥板的距地高度，宽度得到确定，造型也得到客户的认可，下一步就进入后期的逆向工程阶段。

通过激光测量仪，油泥模型的数据转化为离散点云形式的三维数据的形式，通常它是由数以万计的空间点构成的，将这些数据导入例如I-DEAS, Surfacer, UG等逆向工程软件之中，进行曲面的重新构件。大致步骤是这样的：①导入点云，移除杂点；②提取特征点云，用来构建曲线；③以购建完成的数条曲线构建曲面；④将曲面物体经过一定工序构建为实体；⑤对此实体进行其他相应的操作，例如加筋板，开安装孔等。当然这只是大概的步骤，曲面重建是一项辛苦的工作，点、线、面构建时的质量好坏，关系到实体构建的好坏，也直接关系到快速成型的成败。在实体CAD模型构建完毕之后，即可进行快速成型，制成试验件，装配在实车上进行验证，如不符合设计要求应修改CAD数字模型直至符合要求，在进行快速成型并验证，待完善之后便可以进行数控模具加工。这样挡泥板的设计就宣告完成。

同样的逆向工程流程也用在了我系和沈

飞日野客车公司的新型豪华大巴设计中。这些造型包括车前脸、前部的大灯灯罩、两侧车体以及保险杠等，这些构件均是玻璃钢件。在整个的设计流程之中，笔者参加了1：5和1:1比例的油泥模型的制作，直至后期的逆向工程。在这期间，我深深的感觉到模型对于产品设计的重要性，可以说设计师的创意，思想均是由模型完全的体现出来：实体模型造型块面的起伏、转折给人的感受是全方位的，不仅可以在各个事件进行观察评价，而且他的形体是实实在在的，可以触摸的。所以要搞好后期的曲面重建，必须对模型本身的造型有较深层的了解，这样在能忠实再现设计师的创意。

在利用ATOS照相扫描系统测取了等比例车体模型点云数据之后，同样对其进行了曲面的重新构建，重新构面是为了在这之后玻璃钢车体的加工过程之中有尺寸参照的依据：客车的结构设计人员可以在三维曲面车体上截取任意的截面线，用来制作装配图纸指导生产。

在曲面重建过程中，我们采用了处理大规模点云的专用软件Surfacer，这个软件的优势在于：可以将一整体点云视为一个物体，运算进程大大加快；针对点云的方便有效的功能大大加快了造型进度。鉴于该点云数据量较大，根据原车造型，我们将其分为若干块进行构建，如灯罩、保险杠、前脸、侧车体等，每个部件之间的装配关系，以及相应的必要尺寸应事先由厂方提供，这些既定尺寸轻易不能更改，在建模中应严格遵循。逆向建模工作是一项费时的工作，和前面所讲述的方法一样，由点到线，再进行构面，每一步都是需要耐心去调整的，因为是初次涉及这样的工程，因此不是一蹴而就的，经过和厂方结构设计人员的多次协调尺寸，最终才能通过。

3． 向工程对工业设计的深远影响

作为教育单位，除了教书育人之外，将理论结合实践，将设计付诸于生产是每个搞工业设计教育者的心声。我系在教学之余（这些项目大都是在假期完成的）曾多次和厂家进行合作开发新产品，将学院的科研优势付诸实践，同时借此提高自身设计、科研水平，以提高教学质量。

工业设计的活动是与商业化、制造、市场紧密联系的，而逆向工程正是顺应了制造业发展的需求而产生的，利用这项技术，商家可以快速抢占商机，赢得市场，有效规避投资风险。

总而言之，逆向工程对工业设计本身而言只是一项先进的工具手段，仅此而已，和设计师本身的理念、创意并没有太大的关系，但掌握了这项先进的设计手段之后将对设计师理念的再现，创意的阐述将起到关键的作用。相信这项技术必将推动工业设计达到新的高度。

参考文献

[1] 刘国玉，沈洁。《产品设计基础》，中国轻工业出版社，2001.5.[2] 陆凯，沈洁。《CAS在产品设计中的综合运

用》，设计之角，2002.3.

第二篇：事理学在产品设计中的运用

事理学在产品设计中的运用

随着经济水平的不断提升，我们身边的产品也变的越来越丰富，为了提升产品的品质与易用性，各种设计理论与方法学也多种多样。其中，设计事理学作为一种成熟的方法论正在越来越多地被运用到具体的产品设计中。从生活中的“事理”出发，考虑产品与用户的关系，发现其中的问题，将其转化为用户的需求和产品。以“事”支撑产品地设计，使产品合情合理，是设计事理学的核心。本文以具体的校园自助式洗衣机为例，阐述如何从设计“物”到“事”的转化，将设计事理学贯穿到具体的产品设计当中，以实现设计为人们服务的目的。

人们经济水平的不断提高的同时，对生活的品质要求也越来越高，关注点从原先具体的物转化到产品所涉及到的整个服务当中，这就要求设计师们转变设计思想，从原先就物论物的设计方式转变到设计生活方式的层面上来，这就是设计事理学所强调的从设计“物”到设计“事”的思想，本文试图通过校园自助式洗衣机的设计来简要阐述下设计事理学在产品设计中的具体运用。

产品设计中的“事理”

设计是事理学是有清华大学教授柳冠中教授提出，在运用事理学之前，需要弄清楚其中事理的含义和概念。西蒙在人为事物中作了事与物的区别，柳冠中继续指出，“物”即生活中具体存在的物品，泛指实实在在的材料、设备、工具等；而“事”是一个抽象的概念，是上述物与人的中介关系，它对物做了外部限制，也是评定物好坏的标准。事有宏观和微观之分，宏观上的事指的是事情发生的的情景与背景，微观上的事指的是具体的行为事情。

事在本文中指特定时空下，人与人或物之间发生的行为互动或信息交换，在校园自助式洗衣机产品设计中的事宏观上指的是学生使用自助式洗衣机的情境和背景信息，比如学生的宿舍生活情境和洗衣房洗衣情境，微观上的事指学生在清洗衣物时与洗衣机发生的各种具体交互，比如放入衣物，选择清洗方式，放入洗涤剂等等，在此过程中，人的意识有一定“意义”生成，而物发生了“状态”的变化。

经过对上述概念及内容的理解下，我们再来看设计事理学概念。从“物”到“事”，从“情”到“理”，我们将其概括为设计事理学。从这简短的描述中可以看出，任何设计的源头都应开始于特定人群的生活形态，生活方式及习惯的观察、分析和研究，通过研究事去理解人的需求，进而去创造满足人们需求的物，再通过对人们使用设计物的过程进行观察与分析，找出其中的问题，加以改进。这是事物发展“螺旋式”上升规律。

校园自助式洗衣机中的事理研究

校园自助式洗衣机产品，涉及到的场景包括校园公共洗衣房，学生的宿舍环境等，学生在具体的场景中与自助式洗衣机发生各种互动，包括行为上互动、信息的传递，因此在事理研究中需要先对场景和学生的行为进行调研活动。调研的切入点将依据设计事理学的理论，按照事的结构予以展开，主要包括高校学生使用自助式洗衣机清洗衣物事件发生的空间环境，事件的主体学生，以及衣物清洗事件中人的行为等因素，以了解校园自助式洗衣机设计的外部因素。

设计事理学对于“事”的考察不在于采样的多少，而在于“质”，即调研的深度和理解程度，强调更深入到现象之中，通过亲身体验了解研究对象的思维方式。因此调研的具体方法上，主要采用用户日记和深入观察的方法。

用户图片日记主要是让被选取的高校学生用智能手机来记录日常生活的衣物存放情况（尤其是已穿过的衣物存放情况）、以及使用自助助式洗衣机进行衣物清洗的情况，还有衣物清洗完的后续处理晾晒情况。

观察法是调查那些在用户图片日记中无法获取的信息，比如高校学生的动态行为、情感及性格特征等，发现具体的细节信息，探究现象背后的意义，以支撑最后设计方案的产出。

具体的调研过程就不在此赘述，上文已给出校园自助式洗衣机“事理”调研的内容和方法，这里给出笔者的一个调研结果。高校学生使用自助式洗衣机的整个过程中问题主要表现几种在以下三个方面：

1、对卫生问题的关注，比如本能地对公共产品的卫生产生心理上的排斥感，自助式洗衣机长期使用后污渍在?韧氨谏系幕?累等；

2、对洗衣效率的关注，比如人多时有限的洗衣机怎样清洗更多的衣物，衣物洗干净后如何提醒学生及时取走等；

3、对洗衣过程便捷的关注，比如及时提前知道洗衣房中是否有空余的洗衣机，无需自己去把握放入洗衣液的量等。

通过对自助式洗衣机的事理研究，将结果进行分析和整合，从中可以发现很多设计机遇，而每一个设计机遇都可以作为特定的设计主题进行概念展开发展，比如针对卫生这个角度，可以考虑在?韧安牧现刑砑涌咕?添加剂，或在洗衣机中增加除菌设备，又或者可以考虑采用?韧翱刹鹦斗绞剑?能独立清洗。由此可见，用设计事理学的方法考虑设计问题始于从“事”中找到特定群体对产品的真实需求，事是问题的来源，是设计的起点，也是设计的评价参照。

总结

作为一名工业设计师，可以从不同的角度进行产品设计，可以是针对现有产品的改良设计，可以是针对未来需求的概念设计，无论采用哪种设计方法，都需要清晰的了解特定群体的需求，针对其需求进行产品设计。设计事理学，作为一种研究用户使用产品整个过程“事”的设计方法学，能沉浸到具体的情境当中去挖掘用户的需求，使得最终的设计更加合情合理。因此，设计事理学无论是对改良型产品设计或是概念型产品设计都能直击用户痛点，准确把握用户的根本需求，无论从理论上还是实践上对产品设计都是有很大指导意义。

第三篇：符号在产品造型设计中的运用论文

摘要:符号的定义是指在整个社会范围内或某一专业领域内人们为表示某种特殊意义或传达某种信息而约定俗成所使用的标识或记号。符号具有应用领域广泛、形式简单且能简明扼要地传递信息的特点。随着社会经济、文化、科技的迅速发展与各领域专业化趋势的加强，符号也呈现出了特殊的美学魅力，并逐步形成了符号学这一门专业学科。研究符号学旨在探寻符号在各行业中应用的本质、发展及演变的一般规律，并力求将符号学在当今社会中各行各业的应用变得更加专业化、系统化。

关键词:符号；符号学；产品设计

随着社会经济、文化、科技的迅速发展与各领域专业化趋势的加强，符号与符号学在各行各业中的应用也越来越规范与严谨。符号对于信息传递的正确性、企业形象的树立与产品体验良好度起着至关重要的作用：成功的符号应用与符号设计不仅能起到引导与警示的作用，从而帮助稳定社会秩序（如各种社会公共标识），还可对企业与品牌形象的塑造起到积极作用；相反的，错误或不符合社会基本共识的符号应用则会直接或间接地造成社会秩序紊乱，也会对品牌形象的树立与维持造成重创。在上述背景下，本文就针对符号与符号学的定义进行基本阐述，并结合对符号在产品设计中的应用实例进行研究分析进一步对符号学应用于产品设计中的一般性原理做出总结。在产品设计的众多环节中，产品的语义与符号设计为至关重要的一项，并对该产品所属品牌的系列连续性、产品家族性的体现起着重要作用，也是品牌间相互区别的重要标识。作为一名产品设计专业的学生，在本文中通过对产品设计中符号应用与符号学原理的分析进行一般性规律总结，从而能更好的将其应用到今后的产品设计学习与研究中。

一、符号学与产品设计的相关定义、背景与概述

（一）符号学的定义与概述

符号的定义是指在整个社会范围内或某一专业领域内人们为表示某种特殊意义或传达某种信息而约定俗成所使用的标识或记号。符号具有应用领域广泛、形式简单且能简明扼要地传递信息的特点。随着社会经济、文化、科技的迅速发展与各领域专业化趋势的加强，符号也呈现出了特殊的美学魅力，并逐步形成了符号学这一门专业学科。研究符号学旨在探寻符号在各行业中应用的本质、发展及演变的一般规律并力求将符号学在当今社会中各行各业的应用变得更加专业化、系统化。根据人的不同感知方式可将符号分为视觉符号与听觉符号两类。当符号应用到具体的产品设计中，又具体涉及到企业（品牌）形象设计、商标设计、造型设计、固定色彩搭配、材质使用与技术创新等。

（二）产品设计的定义与概述

产品设计是一个具有创新性、实践性、综合性与高度理性化的制造类专业。完整的、科学的产品设计流程须包括寻求市场普遍痛点、市场调研、行业分析、目标定位、建立方案雏形、初步测试、方案调整以及最终方案确立，整个过程具有周期性与反复性，它需要设计团队或单一的设计者在设计的过程中不断地调研、反思、测试、调整与改良，经过这样一套完整的设计流程后所设计出的产品才算是一个基本合格的产品，而在这之后已经投入市场的产品还需经历市场与用户使用体验的考核与反馈，并将这些反馈应用到下一代产品的研发与设计中去，这样才能保证一个品牌具有经久不衰的市场活力。产品设计根据其具体的应用领域又可大致分为硬件设计（如家电、交通工具、公共设施、智能穿戴、生活日用品、办公用品等）与应用型软件设计（如终端APP设计、人机交互设计、界面设计、电子系统设计、信息设计等）。在具体的设计过程中，又涉及到外观造型、色彩、材质、结构等诸多具体的构成项目，同时也是企业形象设计的重要组成部分。当今世界范围内知名的品牌与各领域内的领头企业无不重视它们各自品牌形象的树立，有鲜明形象特点的产品往往能在同领域内的市场中独占鳌头并且经久不衰，如此一来这些品牌便形成了它们各自独有的“系列感”与“家族感”，从而拥有了庞大的忠实用户群体。由此可见，符号设计在产品设计中应用的好坏与否在相当程度上影响甚至决定着企业形象的塑造与维持。

（三）符号学原理引入到产品设计中的发展背景与应用意图

20世纪初，国际上设计界普遍开始把符号学原理引入到工业（产品）领域，提出在大工业生产环境下制造出的产品是一种具有意指、表现与传达等信息作用的综合体产物。在1920年代，推动了斯堪的纳维亚设计风潮的G鲍尔森与芝加哥新包豪斯学院的查摩尔斯先后发表了“环境象征论”和“符号论”，它们与1950年代德国乌尔姆学院的马克思比尔和托马斯马尔多纳多等人提出的“设计符号论”都对符号学应用于产品设计领域在理论层面上做出了重要贡献。1983年，世界范围内众多设计师们正式把符号学引入到产品设计领域中去并在相对应的专业教学体系中正式确立了“产品语义学”这一附属学科。在具体的产品形态设计过程中结合符号学原理，主要目的在于探求产品外观与形态特征在用户使用过程中所表达的意义、设计观念、结构同使用者感受之间的关系。当同属一类（按照功能、使用场景划分）的多个产品被赋予了不同的形态特征后可表达各种不同的象征意义从而产生截然不同的用户体验。某一件产品的基本形态（色彩、造型、结构与轮廓等）并非仅仅为了单纯的视觉感受与不同的审美倾向而设计，它更多地是为了传达一定的信息，如基本用途、使用环境、操作方式、技术原理与品牌形象（企业文化）等。这些信息之所以都要通过外观造型这一载体传达给用户的根本（内在）原因在于无论是何种用户群体（按受教育程度、职业、社会阶层、经济能力等因素划分）大多喜爱用视觉观察这一最直观的方式来接收信息，这种获取信息的方式应用到产品用户体验上所得到的初步观感反馈最为真实客观。

（四）小结

通过以上对产品设计与产品设计中符号学相关定义与应用概况的阐述与初步分析可以得出：产品的符号、语言设计在一套完整的产品设计流程中扮演着日趋重要的角色，它对一个企业树立自己独有的品牌形象起着至关重要的作用，并在不断变化的市场与设计潮流中逐步衍生出了“产品家族”这一概念。将符号学原理运用于产品设计中去无疑是一种全新的展现方式与另一角度的设计思维方法，这一思维方式所遵循的是产品设计应当多以人的初步感官为出发点而不是仅从其使用功能出发，即：使用户通过对产品整体外形与局部细节的视觉观察而得出的感受去理解产品的功能、操作方式与该产品所属品牌（企业）独有的设计语言，让产品“自己学会表达自己”，让一个个工业化流水线的产物“面对”用户“作自我介绍”。简言之，在当今市场环境与设计潮流的影响下将符号学寓于产品设计中便具有了新的内在含义，即：产品设计中的符号语言设计是检验产品（品牌）用户体验良好度的第一块试金石与企业宣传自身理念并区别同行业其他品牌的重要环节。

二、产品设计中符号学应用实例分析研究与一般性原理归纳

（一）梅赛德斯-奔驰“S级”车型变化的造型符号研究

梅赛德斯-奔驰（Mercedes-Benz）是自其成立以来闻名全球的高端汽车品牌。奔驰公司创始人之一德国机械工程师卡尔本茨于1886年1月发明了世界上第一辆三轮汽车，因此被誉为“汽车的发明者”“现代汽车的先驱”“汽车之父”。与此同时，奔驰的另一位创始人戈特利布戴姆勒发明了世界上第一辆四轮汽车，从此人类交通时迎来了“汽车时代”。20世纪50年代，世界范围内各大汽车厂商的汽车设计都已逐渐形成了他们各自稳定的品牌风格，世界工业生产水平与相关技术工艺较从前也有了巨大变化，作为汽车的发明者与汽车设计的引领者，梅赛德斯-奔驰推出了“奔驰S”这一代表了其最高工艺水平的级别系列汽车，也正式奠定了梅赛德斯-奔驰后继所有车型的基本造型语言风格，形成了代表了该品牌高品质汽车独有的符号形象。

简言之，“奔驰S”及其相应的外观符号语言即是梅赛德斯-奔驰的品质象征，下面就对自1951年起数代经典的奔驰“S级”汽车在外观设计上的符号语言做具体分析。1.1947年，奔驰170奔驰170是公认的现代奔驰车鼻祖，不仅是奔驰于二战后开发的第一款车型，更揭开了当代中高级别奔驰车历史发展的序幕。在外观上，奔驰170最显眼的部分是饱满的前进气格栅与前车灯设计，就像是奔驰长出了挺拔的“鼻子”与瞪圆的“大眼”一样，成为了奔驰在自那以后所有车型所共有的基本符号特征，也成为奔驰区别于其他汽车品牌最显著的特征之一。

其次在整体造型上，奔驰170从车头到车尾的比例分布趋势是：水平方向“长→中→短”，垂直方向“中→高→低”，它的侧面线条就像是由车头平缓地伸出了一条曲线到了中间段（挡风玻璃）开始突然向上抬升再到车尾部分向后下方带有一定角度的急剧下坠，再结合“节奏韵律”完全与整车线条相同的侧面金属边的衬托与点缀，这样的整车风格所带来的视觉效果可用一个字概括——稳。这样的基本风格特征无论每一代“奔驰S”在不同时代设计潮流的变化下产生何种整体或细节上的变化都不会被舍弃。这种在符号、风格上的坚守是梅赛德斯-奔驰区别于其他汽车品牌的重要基石，同时也正是“奔驰S”经历了半世纪至今仍处高端车之列的根本原因。2.2013年至今：第十代奔驰“S”经过半个多世纪，世界范围内的工业设计与产品制造业经历了流线型、后现代主义（注重装饰）与简约化等多种风格的演变，汽车的设计与制造也不例外，在这几十年间各品牌的汽车制造厂商推出过数不胜数的各种风格迥异的车型，有的车型布满了纯装饰性的车身部件，而有的则出于对空气动力学的考虑整个车身浑然一体线条少有变化。

这些“丰富的”外形变化给了消费者更多地自由选择空间，但也让许多汽车厂商逐渐失去了自己的一贯风格与独有的品质定位并悄无声息地被市场所淘汰，但也能看到众多仍然屹立不倒的知名品牌，梅赛德斯-奔驰即是“其中一位”。横向比较这些品牌汽车的外观造型特点不难发现一个共性：无论市场与潮流如何对自身品牌产生影响，它们所一贯坚持的品牌造型符号从未被抛弃，反而随着潮流的不断变化而变得更加“经典”。以2013年奔驰推出的第十代奔驰“S级”的外观设计为例，前进气格栅的整体尺寸虽然有所减小但在视觉感官上并无削弱，它仍是奔驰前脸上挺拔有力的“鼻子”；前车灯的造型变得更加精细，由最初第一代奔驰“S级”单一圆型车灯变为了线条与几何面相结合的车灯，但它仍然是奔驰所散发出的“犀利目光”；整车的侧面线条变得更加流畅与柔和，但仍延续了以往历代“S级”奔驰侧面线条的基本节奏，即由车头处开始的平缓到车身中间逐步抬升再到车尾处的迅速收尾。

（二）苹果手机机身设计变化的造型符号研究

自2007年1月9日美国苹果公司发布第一代iPhone以来，世界范围内整个手机行业开启了全系的智能化时代，“智能”也成为未来硬件终端发展的必要趋势，各大知名电子制造商品牌及新兴品牌争相投入到智能终端的开发与制造当中。在短短十余年的时间里全球电子制造业发生了翻天覆地的变化，原本众多知名品牌“百花争艳”的光景也逐渐转变为由少数企业占领绝大多数市场的局面，诸多发展历史悠久的大型品牌在新形势下未能找到自己合适的发展道路与转变方式从而逐渐走向落寞。而像美国苹果公司这样能顺应市场潮流的品牌迅速成长为手机及智能终端制造业的风向标。手机外观设计从厚重到轻薄，从各种花样繁多的造型与色彩到统一的以大屏幕、黑白灰为主导的样式，iPhone每一次造型的小变化或大改进，都会掀起同时期内各个品牌手机造型设计的新风潮。iphone自第一代问世以来，已相继推出了好几代产品，iphone的外观造型也逐步由当初iPhone4、iphone5（机身及比例在iPhone4基础上加长）的金属边框加前后镜面深色玻璃的经典造型（边缘较硬朗）慢慢演变成今天的iPhone6、iphone7的超薄圆润（四边角弧度增大、正反面边缘截面为圆弧）的整体金属机身。而iPhone4的发布将苹果公司在手机行业的地位推向了顶峰，将iPhone在功能创新与外观设计方面提升到了新的高度，它在外观形体上颠覆了iPhone3G/3GS的圆润大倒角与背面圆润且分色的圆弧与平整相结合的背面，材质的创新选用与对于尽量减少实体按键的推敲使其成为当时市场上最薄的智能手机，并使iphone的设计从此走上了极简道路。但是不论iPhone在它的造型上作何变化，由于苹果深入人心的家族语言——背面的经典苹果LOGO（醒目）+生产信息（字体极小起点缀作用）和前面的圆形HOME键皆成为iPhone的外观特质，使选购者都能立即直观地判断出这个品牌叫苹果、它的名字叫iPhone。由此可见，产品外观中能体现品牌DNA的造型符号是这个产品能否拥有大量中忠实用户的关键因素，也是一个品牌能否明显的区别于同行业其他品牌并且在世界市场上长期屹立不倒的核心要素。

（三）小结本章对两个分别在不同时期崛起、处于两个不同行业并同样将其影响力延续至今的世界知名品牌在产品造型符号层面进行了研究分析

通过这些研究分析不难发现这些强大的制造业品牌之所以能够在竞争形势多变的世界市场环境下长期处于“引领”与“制霸”的地位其原因在于它们都将各自品牌的核心标志（包括视觉识别特征、形态、语言等）赋予产品造型符号之中，不论产品外观随着世界潮流的变化而发生何种演变与革新，这些核心的产品造型符号从未被抛弃并长期扮演着“产品家族DNA”的重要角色。通过研究分析与初步小结可以得出：产品造型中的符号语言设计与应用期一般规律无非就是将能代表品牌特征的整体线条、圆弧、色彩与局部细节、几何标志有机的融入到该产品的外观造型中，以此产生出强有力的品牌影响力与具备一定冲击力的产品识别度。

三、总结

本文通过阐述符号学原理的定义、符号学原理引入到产品设计中的发展历程与符号设计在产品设计中的应用概况并结合实例初步总结出了产品设计中符号学原理的内在性：产品设计中的符号语言设计是检验产品（品牌）用户体验良好度的第一块试金石与企业宣传自身理念并区别同行业其他品牌的重要环节。文中还结合实例对两个分别在不同时期崛起、处于两个不同行业并同样将其影响力延续至今的世界知名品牌在产品造型符号层面进行了研究分析，推导出它们所共同遵守的产品符号设计规范从而总结出产品设计中符号学原理的一般规律：将能代表品牌特征的整体线条、圆弧、色彩与局部细节、几何标志有机的融入到该产品的外观造型中，以此产生出强有力的品牌影响力与具备一定冲击力的产品识别度

。在产品设计中运用符号学原理这一理念经过了长时间的发展已经使产品造型设计的本质意义产生了根本性转变。现如今，无论是设计界的名人翘楚还是制造业的各大知名品牌厂商在进行设计与制造的实践过程中都将产品的外观设计看作是展示产品基本功能、表达设计初衷、突显产品价值与标榜品牌理念的重要表现手段，进而使得“造型符号”这一理念在产品设计中孕育出了更深层次的内涵。随着产品（工业）设计制造行业及其教育行业的日趋专业化与规范化，产品（工业）设计中的造型设计早已不是行业兴起之初业界所简单理解的纯外形设计，这是一种机械地在产品功能结构之上“盖上”一层形式主义的“驱壳”，在那个时期制造出的产品其外形与设计理念呈脱节状态，没有能将“形体”“功能”与“理念”这三部分连接起来的更深层次的主观设计意愿，企业品牌之间为了标榜自己也只能将自己的产品想方设法地印上各种颜色样式的图文（LOGO、文字、几何等）。而现如今的产品外形设计已发展成将企业（品牌）文化理念通过提炼、结构与重组以造型符号的方式有机地注入到产品的外观形体之中，以这样方式所制造出的产品才真正的发挥了品牌在其市场占有力层面所应当发挥的作用

。今天我们从事产品设计的学习研究，也应有将人的使用需求、操作行为方式、产品机械功能同产品最初的设计理念通过更深层次的规划与方案设计有机地结合起来这一基本意识并将其实际运用到每一次设计实践活动中。

参考文献：

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第四篇：逆向工程实习报告

逆向工程实习报告

M0811 高略群

通过这一星期的逆向工程实习，本人对逆向工程有了初步的了解。

逆向工程（Reverse Engineering，RE）是对产品设计过程的一种描述。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程：设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期。这样的产品设计过程我们可以称之为“正向设计”。逆向工程则是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。

随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化测量设备（如坐标测量机、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要经过逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型，进而输送到CAM系统完成产品的制造。因此，逆向工程技术可以认为是“将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称。

逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。从图1中我们可以看出，逆向工程的整个实施过程包括了测量数据的采集/处理、CAD/CAM系统处理和融入产品数据管理系统的过程。因此，逆向工程是一个多领域、多学科的系统工程，其实施需要人员和技术的高度协同、融合。

逆向工程在CAD/CAM体系中的应用：逆向工程技术并不是孤立的，它和测量技术、CAD/CAM技术有着千丝万缕的联系。从理论角度分析，逆向工程技术能按照产品的测量数据建立与现有CAD/CAM系统完全兼容的数字模型，这是逆向工程技术的最终目标。但凭借目前人们所掌握的技术，包括工程上的和理论上的（如曲面建模理论），尚无法满足这种要求。特别是针对目前比较流行的大规模“点云”数据建模，更是远没有达到直接在CAD系统中应用的程度。“点云”数据的采集有两种方法：一种是使用三坐标测量机对零件表面进行探测，另一种是使用激光扫描仪对零件表面进行扫描。采集到的数据经过CAD/CAM软件处理后，可以获得零件的数字化模型和用于加工的CNC程序。图2所示为使用激光扫描仪测量的摩托车发动机砂型排气道点云图。在实际工作中，先采用LACUS150B激光扫描仪采集上百万个点数据，形成摩托车发动机砂型排气道外形轮廓，再用Surfacer逆向软件进行由点到面的处理，图3为用Surfacer软件生成的摩托车发动机砂型排气道曲面几何形状。数据采集完成后，用户可利用CAD软件加快逆向工程的处理过程。在理想情况下，CAD软件可用于： 1.以任何格式输入虚拟的几何尺寸数据； 2.处理采集到的点数据，有时甚至需要处理数亿个点数据序列；3.通过修改和分析，处理产生的轮廓曲面； 4.将几何形状输出到下一级处理过程中； 5.分析几何形状，估算整体形状与样品的差异。最重要的是，软件能够允许用户以三维透视图的方式显示工件，它完整地定义了工件的形状，不再需要多个视角的投影图，设计者可直接对曲面轮廓进行再加工，而加工工人可以利用电子模型加工工件。后处理软件通过以下方式缩短逆向工程的时间： 1.通过平滑连续的曲线网络提高曲面的质量； 2.省去了准备加工文件的时间 3.不需要原型； 3.运用各种分析工具提高产品质量。可见，利用激光扫描仪扫描样品采集点数据，再应用Surfacer软件生成高质量曲面，相比直接在CAD系统中进行曲面造型，能节省数周的开发时间。另外，利用激光扫描仪采集的几何数据能生成符合工业标准格式的文件，如IGES、VDA-FS、ISOG代码、DXF和规定的ASCII、CAD/CAM格式，分析软件包至少能支持其中的一种格式。制造加工刀具

并对其进行检验是既耗时又费钱的过程。Surfacer软件能对各种复杂形状的样品进行快速完整的检验，从而使这一关键处理过程流水线化。用户能够参考三维模型精确地调整扫描数据以便评估样品和所需加工工件之间的差别，并计算相关变量，用彩色图表的形式加以显示，从而为几何尺寸校验作出清晰完整的说明。Surfacer软件的快速原型模块（RPM）能够快速利用数字化数据或利用其他系统的曲面几何形状生成原形，从而缩短了实际原型的数字化周期，新的RPM快速工具大幅度地提高了快速原型技术的水平。因此笔者认为，逆向工程技术与CAD/CAM系统是相辅相成的。现有CAD/CAM系统经过几十年的发展，无论从理论还是实际应用上都已经十分成熟，在这种情况下，现有CAD/CAM系统不会也不能为了满足逆向工程建模的特殊要求从系统底层结构上进行变更。另一方面，逆向工程技术中用到的大量建模方法完全可以借鉴现有CAD/CAM系统，不需要另外搭建新的平台。图4所示为用Solidworks三维软件生成的摩托车发动机砂型进排气道实体。基于这种分析，我们认为逆向工程技术在整个制造体系链中处于一个从属、辅助建模的地位，它可以利用现有CAD/CAM系统，帮助其实现自身无法完成的工作。有了这种认识，我们就可以明白为什么逆向工程技术（包括相应的软件）始终不是市场上的主流，而大多数CAD/CAM系统又均包含了逆向工程模块或第三方软件包这样一种情况。

逆向工程技术在产品研究开发中是一项开拓性、实用性和综合性很强的技术。利用光学扫描仪作为获取空间三维数据的手段，用逆向工程软件Imageware对获取的点云数据进行处理，其难点为曲线的构建、检测和修改。而只有满足曲线光顺，曲面才能光顺。曲面与点云的吻合精度主要靠关键特征线的提取和构建精度来保证。

采用逆向工程技术，不仅能够得到实物的精确数字模型和复制品，而且还可以进一步修改并生成新的数学模型和产品工程图，从而使产品的消化吸收和二次开发工作准确快捷。不但缩短了产品开发周期，而且提高了产品创新的成功率。

第五篇：逆向工程毕业设计总结

篇一：逆向工程之毕业设计(论文)西南科技大学 毕业设计（论文）

题目名称：风扇叶片的非接触测量和三维建模研究

年 级：2004级 ■本科 □专科 学生学号：20045659 学生姓名：都方军 指导教师：乐莉 学生单位：制造科学与工程学院 技术职称：副教授 学生专业：机械0408 教师单位：制造学院

西 南 科 技 大 学 教 务 处 制 风扇叶片的非接触测量和三维建模研究

摘要： 随着计算机技术的迅速发展，计算机三维造型技术特别是逆向工程技术在工业 上已经得到了广泛的应用。为了解决风扇叶片难以精确测量的问题，本文研究了风扇叶 片外形的逆向工程造型方法，并对逆向工程概念、方法进行系统的阐述。通过光学扫描 仪的非接触测量获取风扇叶片表面的云状数据,并利用imageware和geomagic软件对测 量数据进行处理,且基于nurbs曲面重构理论进行叶片造型表面重构,最终实现了风扇的 曲面重构，产生风扇的三维模型及二维图。与传统的正向设计方法相比,该方法提高了 工作效率,缩短了新产品的开发周期。

关键词：逆向工程； 非接触测量； 点云； 建模

fan blade non-contact measurement and 3d modeling geomagic, the measurement data is processed and nurbs surface reconstruction based on the theory blade shape surface reconstruction, the ultimate realization of a fan surface reconstruction, being designed with the traditional method, the method improves the working efficiency, shorten the development cycle of new products.key words: reverse engineering;non-contact measurement;point cloud;modeling 目录

第1章 绪论.............................................................1 1.1 引言............................................................1 1.2 课题提出的背景及意义............................................1 1.21逆向工程在国内外研究状况....................................1 1.22逆向工程的原理及特点........................................2 1.23逆向工程的流程及应用领域....................................3 1.24课题的目的及意义............................................5 1.3 研究内容........................................................5 第2章 逆向工程软硬件设备及过程.........................................5 2.1 扫描设备........................................................5 2.2 点云处理软件....................................................8 2.3 曲面处理软件....................................................8 2.4 实体建模软件...................................................10 2.5 实体三维数据的扫描.............................................12 2.6 点云处理.......................................................13 2.7 曲面重构.......................................................14 2.8 实体建模.......................................................19 2.9 后续加工处理...................................................20 第3章 建立风扇叶片数模的具体步骤......................................22 3.1 风扇叶片逆向开发的流程.........................................22 3.2 模型分析.......................................................22 3.3 扫描...........................................................22 3.4 点云数据处理...................................................34 3.4.1 清除噪点....................................................343.4.2 手动注册...................................................35 3.4.3 全局注册...................................................36 3.4.4 合并.......................................................36 3.4.5 补洞.......................................................37 3.4.6 边界优化...................................................37 3.4.7 简化数据及保存.............................................37 3.5 曲面造型.......................................................38 3.5.1 对齐点云...................................................39 3.5.2 建立圆柱面.................................................40 3.5.3 建立球面...................................................40 3.5.4 建立球底面.................................................40 3.5.5 偏移球面及上下底面.........................................41 3.5.6 剪切中间凹槽及洞...........................................41 3.5.7 建立小圆柱及洞.............................................42 3.5.8 提取一个叶片及建立曲面.....................................42 3.5.9 偏移扇叶曲面并倒角.........................................43 3.5.10 建立另外2个叶片面........................................43 3.5.11 数据转化导出通用格式......................................44 3.6 实体造型.......................................................44 3.6.1 数据导入...................................................45 3.6.2 曲面缝合及模型实体化.......................................46 3.6.3 产生风扇叶片的二维图.......................................46 结论....................................................................48 参考文献................................................................53 致谢....................................................................54篇二：逆向工程毕业设计开题报告 毕业论文开题报告

题 目 某典型零件的逆向工程与注塑模设计

学生姓名学号 所在院(系)专业班级 指导教师

2013 年 3月 5 日篇三：逆向工程的毕业设计 目录 毕业设计.......................................................................................................错误！未定义书签。0 摘要...........................................................................................................................................1 1 逆向工程..................................................................................................................................2 1.1 定义..........................................................................................................................................2 1.2 逆向工程的研究与发展.........................................................................................................3 1.3 逆向工程系统..........................................................................................................................4 1.4 逆向工程的关键技术..............................................................................................................4 1.5 逆向工程与正向工程的区别.................................................................................................6 1.6 逆向工程的应用......................................................................................................................7 2 maxscan激光扫描仪................................................................................................................8 3 geomagic studio.....................................................................................................................10 4 imageware...............................................................................................................................13 5 其它.........................................................................................................................................14 6 后记.........................................................................................................................................14 0 摘要

随着中国加入wto，经济迅速发展，改革开放不断深入，工业发展越来越快，就要求我们能够快速制造，提高生产力，从而降低成本，基于maxscan逆向工程就是在这个大背景下迅速发展起来的，它是通过扫描小物体，获取点云数据，再通过一些软件处理，得到我们想要的东西。

逆向工程，也有称逆向技术，是通过对某种产品的结构、功能、运作进行分析、分解、研究后，制作出功能相近，但又不完全一样的产品过程。逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重侵害，但是在实际应用上，反而可能会保护知识产权所有者。例如在积体电路领域，如果怀疑某公司侵犯知识产权，可以用逆向工程技术来寻找证据。1逆向工程

1.1 定义 逆向工程（又名反向工程，reverse engineering-re）是对产品设计过程的一种 描述。在2007年初，我国相关的法律为逆向工程正名，承认了逆向技术用于学习研究的合法性。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从设计到产品的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后在详细设计阶段完成各类数据模型，最终将这个模型转入到研发流程中，完成产品的整个设计研发周期。这样的产品设计过程我们称为“正向设计”过程。逆向工程产品设计可以认为是一个从产品到设计的过程。简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品，反向推出产品设计数据（包括各类设计图或数据模型）的过程。从这个意义上说，逆向工程在工业设计中的应用已经很久了。比如早期的船舶工业中常用的船体放样设计就是逆向工程的很好实例。随着计算机技术在各个领域的广泛应用，特别是软件开发技术的迅猛发展，基于某个软件，以反汇编阅读源码的方式去推断其数据结构、体系结构和程序设计信息成为软件逆向工程技术关注的主要对象。软件逆向技术的目的是用来研究和学习先进的技术，特别是当手里没有合适的文档资料，而你又很需要实现某个软件的功能的时候。也正因为这样，很多软件为了垄断技术，在软件安装之前，要求用户同意不去逆向研究。逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。软件的逆向工程可以用多种方法实现，主要的三类软件逆向工程是：通过观察信 息交换进行分析。主要流行于对协议做逆向工程，它使用总线分析器和数据包嗅探器，例如，为了访问一个总线连接或一个计算机网络连接并揭示其上的通信数据就可以使用这种方法。通过分析总线或网络的活动，做出一个独立的实现用以模拟那些活动。此法对设备驱动的逆向工程特别有用。在进行嵌入式系统的逆向工程时，厂商特意引进的工具有时能产生极大的促进作用，例如jtag端口或其他的调试法。在microsoft windows中，底层的调试器很受欢迎，例如softice。使用反汇编器进行反汇编。仅借助机器码助记符读取和理解已经被编译成原始机器码的程序。此法对任何计算机程序都有效，但是相当耗时，特别是对于不熟悉机器码的人。interactive disassembler是一个很受欢迎的反汇编工具。使用反编译器进行反编译。对只有机器码或字节码形式的程序，重建高级语言形式的源代码。这种方法得到的源代码结果不是唯一的。

1.2 逆向工程的研究与发展1980年始欧美国家许多学校及工业界开始注意逆向工程这块领域。1990年初期包括台湾在内，各国学术界团队大量投入逆向工程的研究并发表成果。逆向工程的硬件最早是运用仿制加工设备，制作出来的成品品质粗糙。后来有接触式扫瞄设备，运用探针接触工件取得产品外型。再来进一步开发非接触式设备，运用照相或激光技术，计算光线反射回来的时间取得距离。

逆向工程软件部分品牌包括surfacer(imageware)、icem、copycad、rapid form等。逆向软件的演进约略可区分为三个阶段。十一年前在逆向工程上，只能运用catia等cad/cam高阶曲面系统。市场后来发展出两套主流产品约在七、八年前技术成熟，广为业界引用。到最近四年来，发展出不同以往的逆向工程数学逻辑运算，速度快。逆向工程在台湾的发展轨迹持续在进行，工研院曾写过一套逆向工程软件，学术界不少研究团队也将逆向工程领域作为研究主题，开发出具不同功能的系统软件，但是最后这些软件都没有真正落实到产业界应用。工研院的团队后来也结束逆向工程研究，转而开发其它主题。原有的研发成果后继无人，殊为可惜。1998年，newpower启动了逆向工程的一些项目，要求是把客户的现有源代码转变成设计，如果需要的话，进一步转化成产品需求规约。这恰恰与类似于v模型的标准开发过程模型相逆。这样一来，客户就可以容易地维护他们的产品（需求，设计，源代码等等），而不需要想以前那样，每次改动产品都需要直接修改源代码。

是指从实物上采集大量的三维坐标点，并由此建立该物体的几何模型，进而开发出同类产品的先进技术。逆向工程与一般的设计制造过程相反，是先有实物后有模型。仿形加工就是一种典型的逆向工程应用。目前，逆向工程，逆向工程的应用已从单纯的技巧性手工操作，发展到采用先进的计算机及测量设备，进行设计、分析、制造等活动，如获取修模后的模具形状、分析实物模型、基于现有产品的创新设计、快速仿形制造等。通俗说，从某种意义上说，逆向工程就是仿造。这里的前提是默认我们传统的设计制造为“正向工程（当然，没有这种说法）”。

软件的逆向工程是分析程序，力图在比源代码更高抽象层次上建立程序的表示过程，逆向工程是设计的恢复过程。逆向工程工具可以从已存在的程序中抽取数据结构、体系结构和程序设计信息。

1.3 逆向工程系统 目前研究或应用中的系统可分以下几类：

(1)针对具体应用开发的系统开发了一种针对机械零件识别的逆向工程系统，此系统只能识别由平面组成的零件。开发了基于微机的逆向工程系统主要用于仿制空军部门淘汰的零件。(2)专用曲面拟合软件系统曲面拟合是逆向工程的关键过程，开发了拟合3d激光扫描数据的软件包，数据点被交互的划分区域，拟合曲面输入通用cad系统进行相交、延伸、过渡、建立完整的cad模型。此系统只处理标准的二次曲面。

(3)与商用cad系统的结合有些系统直接把数字化系统与商用cad系统结合，kwok开发的系统将cmm与autocad结合起来，每测一个点的坐标，自动转化为iges格式，系统具有实时可视化功能。

(4)测量与拟合的集成

以上系统中数字化与曲面拟合是两个分离的过程，为了提高测量精度，用拟合结果指导测量，减少测量数据，出现了测量与拟合的集成系统。liang-chia提出的集成系统，首先由用户交互地划分测量边界，每个面片的测量中实时进行b2样条曲面拟合，用拟合结果进行下一个测量点的位置预测，用实测值与预测值的误差控制测量精度和拟合精度。(5)与快速原形制造的结合

缩短产品制造的周期是逆向工程的目的之一，近年来出现了数字化系统直接用子制造的逆向工程与快速制造的集成系统，jones c开发了由激光扫描结果产生螺旋线数控加工路径的系统。

1.4 逆向工程的关键技术

当前使用的逆向工程系统存在以下不足之处：

(1)大多数系统是针对具体的应用而开发，数据处理往往针对特定的测量设备、测量对象，通用性差。

(2)曲面拟合系统大多是对于代数二次曲面，对自由曲面，特别是由大数据量散乱点拟合自由曲面，系统一般没有此功能

(3)数据区域分割往往要交互操作，降低了cad建模的速度，自动化程度低；(4)系统集成化程度低，有些系统只侧重与曲面的拟合，有些系统只侧重于与特定制造技术的结合，系统只包含简单几何数据，不符合现代设计制造的并行思想。几何建模是逆向工程的关键环节，同时也是影响逆向工程速度的瓶颈问题，因此，提高逆向工程几何建模的自动化程度和通用性是目前逆向工程研究的一个重点方向。作者提出了一种逆向工程几何建模自动化系统，具有体现设计意图的特征建模的特点，数据点的组织方式不限，输出的b-rep模型与现有商用cad系统完全兼容。系统的关键技术在于特征的自动提取、组合自由曲面的光滑连接。

提高系统的集成性，有些情况cad 模型并不是必需的，或者为了最快的制造产品，需要数字化系统与cmm 的直接结合；另外，有些产品(例如注塑模、注塑件的设计)需要多次进行cae 分析，由数据点直接产生cae 模型，可极大地提高产品的设计、分析过程，在上一节已有一些集成系统的应用实例，大多是根据具体情况的部分集成，邢渊提出了完整的逆向工程集成系统框架，具有cad、cae、cam 多个数据接口，采用了面向对象的集成方法。关键技术是通用、开放的产品数据库结构。

三坐标测量可分为接触式测量和非接触式测量两大类。接触式测量方法通过传感测量头与样件的接触而记录样件表面的坐标位置，可以细分为点触发式和连续式数据采集方法。对于航空航天、汽车等行业，大型样件的测量一般可以选用接触式测量，以满足精度要求。因为，接触式测量中的点触发式测量可以通过人为规划，使得在大曲率或曲率变化剧烈的区域获得较多的测量点，而在相对平坦的区域则可以测量较少的点。结合造型方法，人工对被测物体进行区域规划，测量对物体形状起关键作用的特征线和曲线网格，数据点可以根据需要组织成模型重建软件所需要的形式，然后根据特征线及曲线网格重建物体的cad模型，减少了数据处理的难度和工作量。其唯一的缺点是测量效率较低。

非接触式测量方法主要是基于光学、声学、磁学等领域中的基本原理，将一定的物理模拟量通过适当的算法转化为样件表面的坐标点。例如：声纳测量仪利用声音遇到被测物体产生回声的时间计算点与声源间的距离；激光测距法是将激光束的飞行时间转化为被测点与参考平面间的距离。非接触式测量使测量效率得到了极大提高，某些光学测量机可以在数秒钟内得到几十万个数据点，因而在测量过程中可以大大减少人工测量规划，在整个样件表面快速采集大量的密集点集。由于操作简便，以激光测距法为代表的非接触式测量技术近两年来，发展迅速，应用普及面越来越广。不过，非接触测量获得的海量数据的数据量非常庞大，常有几十万、上百万，甚至更多。必须配合较强功能的逆向软件和高性能的计算机设备，才能顺利使用。不过，将五年来，按照摩尔定律，计算机硬件的性能迅速提高，软件技术也今非昔比，基于光学的非接触式测量方法和三坐标测量设备在逆向工程中得到了更为广泛的应用。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从设计到产品的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后在详细设计阶段完成各类数据模型，最终将这个模型转入到研发流程中，完成产品的整个设计研发周期。这样的产品设计过程我们称为“正向设计”过程。逆向工程产品设计可以认为是一个从产品到设计的过程。简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产