一、反向工程的概念 
1.正向工程：將工程概念或工程設(shè)計(jì)模型，通過設(shè)計(jì)、制造，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)物模型或產(chǎn)品模型的過程。反向工程：將實(shí)物模型或產(chǎn)品模型，通過測(cè)量、分析，轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ谈拍罨蚬こ淘O(shè)計(jì)模型的過程。或稱逆向工程、反求工程（Reverse Engineering）。 
2.反向工程技術(shù)，是以實(shí)物（產(chǎn)品）、軟件、圖紙、程序、技術(shù)文件、影像（圖片、照片）作為研究對(duì)象，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論方法、生產(chǎn)工程學(xué)、材料學(xué)和有關(guān)專業(yè)知識(shí)（測(cè)量學(xué)、信號(hào)自動(dòng)處理）進(jìn)行系統(tǒng)深入的分析和研究，是一種快捷的新產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。 
反向工程技術(shù)反求內(nèi)容廣泛，包括：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作原理、產(chǎn)品的材料和力學(xué)性能、制造產(chǎn)品的技術(shù)資料（圖紙、制造工藝、裝配工藝、產(chǎn)品檢驗(yàn)）、產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（型號(hào)、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)）。其本質(zhì)是對(duì)先進(jìn)產(chǎn)品進(jìn)行消化、吸收，再開發(fā)和創(chuàng)新，設(shè)計(jì)和制造出具有競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品。縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高新產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，從而提高企業(yè)在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。 
3.反向工程技術(shù)主要應(yīng)用于：產(chǎn)品（零件）的仿制和復(fù)制，復(fù)雜產(chǎn)品（零件）的設(shè)計(jì)，產(chǎn)品（零件）的檢驗(yàn)、改進(jìn)設(shè)計(jì)，復(fù)雜形體的CAD建模，產(chǎn)品設(shè)計(jì)與快速成形技術(shù)等。 
二、反向工程技術(shù)的發(fā)展 
1.“反向工程”作為學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)的提出，出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代。而“反向工程”的思維和技術(shù)，可追溯到二戰(zhàn)結(jié)束后。 
二戰(zhàn)結(jié)束后，戰(zhàn)敗國(guó)急于恢復(fù)和振興經(jīng)濟(jì)。日本在60年代初提出科技立國(guó)方針：“一代引進(jìn)，二代國(guó)產(chǎn)化，三代改進(jìn)出口，四代占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)”，其中在汽車、電子、光學(xué)設(shè)備和家電等行業(yè)上最為突出。在應(yīng)用反向工程技術(shù)上，日本具有典型性： 
● 二戰(zhàn)后，1950年日本國(guó)民生產(chǎn)總值為英國(guó)的1/29、法國(guó)的1/38。目前，是世界第二經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)。 
● 1945～1970年，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)（80%為專利、圖紙）投資60億美元。（自行研制1800～2000億美元） 
● 掌握每項(xiàng)技術(shù)需2～3年。（自行研制需12～15年） 
● 60年代中期，機(jī)械工業(yè)研究經(jīng)費(fèi)16.9%用于引進(jìn)，68.1%用于消化、改造。 
● 日本政府推算，采用反向工程技術(shù)，節(jié)省約2/3的研究時(shí)間、9/10的研究經(jīng)費(fèi)。 
2.一些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是從實(shí)物模型開始的，例如：1）汽車設(shè)計(jì)：概念車→三維測(cè)量→工業(yè)設(shè)計(jì)。2）文物的復(fù)制：文物→三維測(cè)量→仿制。3）建筑設(shè)計(jì)：建筑模型→審查、修改→工程設(shè)計(jì)。等等。 
3.計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，大大促進(jìn)反向工程技術(shù)的發(fā)展。 
1）快速成形技術(shù) ——快速設(shè)計(jì)與原型制造、復(fù)雜零件建模與制造、人體器官建模與生醫(yī)制造。 
2）影視動(dòng)畫技術(shù) —— 人體模型的建立、實(shí)物建模。 
3）CAD/CAM技術(shù) —— CAD建模技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)。 
反向工程技術(shù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)建模、仿真技術(shù)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品工作原理、機(jī)械性能、加工制造的反求設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，提高新產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率。采用： 
1）CAD設(shè)計(jì)、人因工程、工業(yè)設(shè)計(jì)→進(jìn)行結(jié)構(gòu)、外觀優(yōu)化。 
2）運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)建模、仿真→進(jìn)行工作原理優(yōu)化。 
3）制造過程建模仿真、并行工程→進(jìn)行制造工藝優(yōu)化。 
4．反向工程技術(shù)的分類 
1）按產(chǎn)品的制造過程分： 
設(shè)計(jì)反求－建立產(chǎn)品的CAD模型。 
工藝反求－產(chǎn)品所使用的材料、產(chǎn)品的加工工藝（制造工藝、裝配工藝）。 
管理反求－產(chǎn)品制造過程管理和質(zhì)量控制。 
2）按反求的目標(biāo)分： 
實(shí)物反求－建立產(chǎn)品的CAD模型。 
軟件反求－軟件、加工的工藝規(guī)范、技術(shù)文檔、質(zhì)量管理。 
影像反求－影視畫面。 
三、產(chǎn)品設(shè)計(jì)反向工程的關(guān)鍵技術(shù) 
1.實(shí)物（產(chǎn)品）形體尺寸的三維測(cè)量技術(shù)。 
2.測(cè)量數(shù)據(jù)的前處理技術(shù)。包括：測(cè)量數(shù)據(jù)的壞點(diǎn)、測(cè)量誤差的去除，多視圖測(cè)量數(shù)據(jù)的整體拼接，冗余數(shù)據(jù)的去除，測(cè)量數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化和優(yōu)化，等等。 
3.測(cè)量數(shù)據(jù)的CAD反向建模技術(shù)。包括：測(cè)量數(shù)據(jù)的分割和曲面擬合，被測(cè)實(shí)物的CAD模型重構(gòu)技術(shù)等。 
4.反向工程的接口 技術(shù)。包括：測(cè)量數(shù)據(jù)與快速成形系統(tǒng)的接口（STL文件），測(cè)量數(shù)據(jù)與CNC設(shè)備的接口（DXF、IGES、點(diǎn)云文件），測(cè)量數(shù)據(jù)與CAD/CAM系統(tǒng)的接口（DXF、IGES、STEP文件），以實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有的制造設(shè)備、CAD/CAE/CAM等軟件的數(shù)據(jù)交換。 
四、形體的三維數(shù)字化技術(shù) 
三維接觸式測(cè)量 
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，特點(diǎn)：a. 測(cè)量精度高，達(dá)0.5um。b. 測(cè)量速度慢。c. 工作環(huán)境要求高。d. 需進(jìn)行探頭補(bǔ)償。 
三維無(wú)接觸式測(cè)量 
● 激光掃描法。a.利用三角測(cè)量原理。B.分點(diǎn)掃描、線掃描兩種方式。c.測(cè)量速度中等。d.被測(cè)表面要求漫反射。e.精度0.1-0.5mm。 
● 密柵云紋法。分影像云紋法和投影云紋法，其工作原理為，將柵線投影到被測(cè)物體表面，柵線在被測(cè)物體上被調(diào)制，被調(diào)制圖象與基準(zhǔn)柵圖象產(chǎn)生干涉，得到反映被測(cè)物體形狀變化的密柵云紋圖象，經(jīng)圖象處理后，得到物體的三維尺寸。