第一讲 产品的正向设计和逆向反求
什么是逆向设计逆向设计的流程示意
什么是逆向设计逆向设计的流程示意逆向设计通常是应用于产品外观表面的设计。
那么你对逆向设计了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是逆向设计的内容，希望大家喜欢!逆向设计的简介逆向设计过程是指设计师对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理)，并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的三维CAD模型(曲面模型重构)，并进一步用CAD/CAE/CAM 系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。
逆向设计通常是根据正向设计概念所产生的产品原始模型或者已有产品来进行改良，通过对产生问题的模型进行直接的修改、试验和分析得到相对理想的结果，然后再根据修正后的模型或样件通过扫描和造型等一系列方法得到最终的三维模型。
采用逆向设计的方法所得到的产品模型，因为是有实际的模型参与各种试验因此得到的结果相对于概念化推算和电脑虚拟模拟更接近真实，从而能迅速找到产品的优异形态并缩短产品开发周期。
在新产品开发中，通常采用正向设计和逆向设计结合使用。
逆向设计的流程示意逆向设计的一般流程：产品样件→数据采集→ 数据处理CAD/CAE/CAM系统→ 模型重构→制造系统→ 新产品。
在逆向设计的这些环节中，数据采集、数据处理、模型重构是产品逆向设计的三大关键环节。
数据采集数据采集(样件的表面数字化)是进行产品逆向设计的第一步。
一般而言，数据采集有接触式与非接触式两种测量方式。
接触式测量根据测头的不同，可分为触发式和连续式。
应用最广泛的接触式测量仪器是20世纪60年代发展起来的高效精密的三坐标测量机，它是有很强柔性的大型测量设备。
接触式测量对物体的表面的颜色和光照没有要求，因此物体边界的测量相对精确，但对软质材料适应差且速度慢。
非接触式测量根据原理的不同，可以分为三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法、CT测量法、MR测量法、超声波法和层析法。
通常使用非接触式测量在采集实物模型的表面资料时，采集速度快，可形成“点云”资料，缺点是精度较低而且对样件表面和光照有较高的要求。
逆向设计与正向实施
逆向设计与正向实施逆向设计与正向实施是两种不同的设计方法，它们可以在产品设计、系统设计、营销策略等方面得到广泛应用。
逆向设计是一种从需求出发，以用户需求为中心的设计方法，通过对用户的研究和分析，从用户需求出发，反向推导出产品的设计方案。
而正向实施则是一种以产品功能、技术研发为核心的设计方法，通过技术研发和市场趋势来确定产品的设计方案。
逆向设计与正向实施的比较可以从两种设计方法的特点、优劣势和应用场景来进行。
逆向设计更加注重产品的用户体验和用户需求，在产品设计初期就能够准确把握用户的需求和喜好，因此可以更好地满足用户的需求，提高产品的市场竞争力。
而正向实施更加注重产品的技术研发和功能性设计，可以更好地将创新技术和功能融入产品设计中，提高产品的技术含量和品质。
正向实施方法的应用场景主要是在技术研发和市场趋势方面，例如产品研发、技术创新、市场营销等。
正向实施方法可以更好地将技术研发和市场趋势纳入产品设计中，设计出更具有技术含量和创新性的产品，提高产品的技术含量和市场竞争力。
正向实施方法在技术研发和市场趋势方面具有很大的优势，在产品研发、技术创新、市场营销等方面得到了广泛的应用。
逆向设计和正向实施两种设计方法各有优缺点，可以根据具体的设计需求和应用场景来选择合适的设计方法。
需要注意的是，在实际的设计中，逆向设计和正向实施并不是非此即彼的选择，而是可以相互结合、互补的。
根据实际情况，可以采取逆向设计方法来了解用户需求和设计产品方案，再结合正向实施方法来将技术研发和市场趋势纳入产品设计中，设计出更具有竞争力的产品。
逆向设计与正向实施的结合，可以更好地满足用户需求，提高产品的市场竞争力。
正向工程与反向工程
正向工程与反向工程随着计算机辅助几何设计的理论和技术的发展和应用，以及CAD / CAE / CAM 集成系统的开发和商业化，产品实物或模型首先通过扫描测量以及各种先进的数据处理手段获得产品的几何信息，然后充分利用CAD / CAM 技术快速、准确地建立产品的数学几何模型，经过适当的工程分析、结构设计和CAM 编程，就可数控加工出产品模具，最后制成产品，实现从产品(样件)-一再设计― 产品(批量)的过程。
这种实物测量反求技术始于用油泥模型(通常称为主模型)设计汽车、摩托车外形，并借助仿形技术完成零部件的设计制造;现已广泛应用于产品改型、模具翻制等生产活动中;特别是对于具有复杂曲面外形的产品，以类似的方法进行设计，可以大大地缩短产品的开发周期，提高产品与样件的几何相似度，是消化、吸收先进技术进而改造和开发各种新产品的重要手段，它已成为反向工程的主要内容。
反向工程(Reverse Engineering , RE )也称逆向工程或反求工程，是相对于传统的产品设计流程即所谓的正向工程(Forward Engineering , FE )而提出的。
正向工程是泛指按常规的从概念(草图)设计到具体模型设计再到成品的生产制造过程。
反向工程常指从现有模型(产品样件、实物模型等)经过一定的手段转化为概念模型和工程设计模型，如利用三坐标测最机的测量数据对产品进行数学模型重构，或者直接将这些离散数据转化成NC 程序进行数控加工而获取成品的过程，是对已有产品的再设计、再创造的过程。
作为获取成品的两种不同途径，正向工程和反向工程的设计流程如图7 一1 所示。
正向工程与反向工程的本质区别在于对“设计从哪里开始”这一问题的回答。
在正向工程中，设计是从为了实现某一功能的概念开始的，这时，设计者首先要对产品进行功能分析，在满足功能要求的前提下选择合适的结构组合成一个产品雏形，再根据各种约束条件(几何约束、整体协调性、人机工程、美学要求等等)来修正这一雏形，直到产品定型为止，其难点或关键在于对所设计产品的使用要求(功能)要了如指掌，并能找到合理的物化过程和物化结构。
逆向设计
汽车逆向设计众所周知，汽车的研发需要大量资金的积累、技术的积累、人才的积累。
我国汽车业尚没有形成很强的研发能力，很多专家认为：过去多年我们走的开发思路，一是完全自主开发，一切从零开始，这种开发思路实践证明不成功，因为我们没有那么大规模支持，更没有那么多的技术、管理积累；二是图省事，简单“拿来主义”，购买技术，这样技术永远掌在别人的手里，不可能形成自主开发能力。
逆向工程技术就是迅速解决提升我们汽车车身研发水平重要手段之一。
我们提升汽车自主开发能力，赶上世界水平唯一的办法，必须采取站在巨人的肩膀上，要消化、吸收、改进、创新。
韩国、曰本都曾经走这条路，他们不是简单的把别人的车拿来装配，而是真正地消化、吸收，通过消化、吸收学习，缩短与世界水平的差距，逐步培养起自己的自主开发能力，因此成为今天的汽车开发世界强国。
逆向工程技术正是消化、吸收先进技术重要方法之一，尤其在车身开发方面，逆向工程技术是送我们走上巨人肩膀的强大武器。
我们福田公司车身开发人员正是利用这先进技术开展了欧曼重卡车身的研发，并取得了成功一.逆向设计的概念1.逆向工程（ReverseEngineering-RE）是对产品设计过程的一种描述2.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，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，然后通过绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入到制造流程中，完成产品的整个设计制造周期。
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“从有到无”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模型，反向推出产品设计数据（包括设计图纸或数字模型）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。
因此，逆向工程技术可以认为是将产品样件转化为三维模型的相关数字化技术和几何建模技术的总称。
逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。
工业设计中的逆向工程技术
工业设计中的逆向工程技术随着工业技术水平及人们生活质量、教育水平、审美水平的提高，互联网的普及，普通消费者对产品的质量要求、品味也在不断地提高，人们已不仅仅满足于产品的基本功能，对产品的使用性能和外观的要求也逐年提高，这些因素决定着产品在市场上的销售曲线。
如何快速有效地适应市场的变化，设计出具有优美形态的产品，逆向工程技术的出现，无疑为工业设计注入了新的方法和技术支持。
一逆向工程及其应用概述传统的产品设计开发流程通常是从概念设计到工程图，再制造出产品，我们称之为正向工程(或正向设计)，而产品的逆向工程是根据已有的实物(或零件或模型)生成工程图，再制造产品。
根据逆向对象的不同，逆向工程可分为实物逆向、软件逆向、影像逆向三个类别。
在工业设计领域中逆向工程的实际应用主要有以下几个方面：(1)新产品的设计开发，主要用于新产品的创新设计或改型设计;(2)已有产品的复制，再现原产品的设计意图;(3)损坏或磨损产品的还原;(4)复杂产品的特征断面设计提取;(5)数字化模型的检测，如可以检测产品的形变、焊接质量等以及进行模型的比较;(6)在美学与工程设计同等重要的领域，如交通工具设计领域，广泛采用真实比例的模型来评估产品的美学和工程是否适合批量生产，此时逆向工程起到了关键性的作用。
逆向工程也称为反求工程、反向工程、三坐标点测绘、三坐标的造型、抄数等。
它是由已有产品或实物模型通过关键设备精准测绘，认真剖析其设计意图并构建其CAD模型，从而较快地实施产品设计方案的先进技术手段。
二逆向工程实施的硬件条件和软件条件1.逆向工程硬件条件在应用逆向工程技术设计时，需将设计对象(模型或零件)进行三维数据的采集。
因此，硬件检测设备是逆向工程的核心硬件。
目前的测量技术常用的有坐标测量法、激光线结构光扫描、层切图像法、投影光栅法。
常见的物体三维几何形状的测量方法分为接触式测量与非接触式两大类。
接触式是传统的测量方式，测量过程中探头与模型表面接触，其典型代表为机械三坐标测量仪(CMM)。
正向设计与逆向设计的异同
正向设计传统以来,工业产品得开发均就是循著序列严谨得研发流程,从功能与规格得预期指标确定开始,构思产品得零组件需求,再由各个元件得设计、制造以及检验零组件组装、检验整机组装、性能测试等程序来完成。
每个元件都保留有原始得设计图,此设计图目前已广用CAD图档来保存。
每个元件得加工也有所谓得工令图表,对复杂形状元件则以CAM软体产生NC加工档案来保存。
每个元件得尺寸合格与否则以品管检验报告来记录。
这些所记录得档案均属公司得智慧财产,一般通称机密(Know - how)。
这种开发模式称为预定模式(Prescriptive model),此类开发工程亦通称为顺向工程(ForWard Engineering)。
对每一元件来说,其顺向工程得流程。
逆向工程,有得人也叫反求工程,英文就是reverse engineering。
就是指从实物上采集大量得三维坐标点,并由此建立该物体得几何模型,进而开发出同类产品得先进技术。
逆向工程与一般得设计制造过程相反,就是先有实物后有模型。
仿形加工就就是一种典型得逆向工程应用。
目前,逆向工程,逆向工程得应用已从单纯得技巧性手工操作,发展到采用先进得计算机及测量设备,进行设计、分析、制造等活动,如获取修模后得模具形状、分析实物模型、基于现有产品得创新设计、快速仿形制造等。
通俗说,从某种意义上说,逆向工程就就是仿造。
这里得前提就是默认我们传统得设计制造为“正向工程(当然,没有这种说法)”。
软件得逆向工程就是分析程序,力图在比源代码更高抽象层次上建立程序得表示过程,逆向工程就是设计得恢复过程。
逆向工程工具可以从已存在得程序中抽取数据结构、体系结构与程序设计信息。
逆向工程软件简介ImagewareImageware 由美国EDS 公司出品,就是最著名得逆向工程软件,正被广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。
该软件拥有广大得用户群,国外有BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、raytheon、Toyota 等著名国际大公司,国内则有上海大众、上海交大、上海DELPHI、成都飞机制造公司等大企业。
产品的逆向设计与逆向工程
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。
逆向工程技术
被集成到逆向软件中
三、数据处理
2．多视对齐
Polyworks的IMAlign模块
三、数据处理
2．多视对齐
粘贴特征点
三、数据处理
3．数据光顺
在汽车、摩托车覆盖件的应用中，对表面的光顺性往往有很高的 要求，通常要求达到A级(Class A)曲面品质。
逆向工程技术
一、逆向工程技术概述
1. 概念
正向工程（或顺向工程） 逆向工程(Reverse Engineering)(也称反求工程、反向工程等)：将实物 转化为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术 的总称。
一、逆向工程技术概述
2. 应用领域
对产品外形有特殊美学要求的领域，为了方便产品的美学评价，需 要由造型设计师用油泥等材料制作真实尺寸模型.
G0连续：位置连续，即曲面间没有缝隙，但可能有锐利边缘，不常用。
G1连续：切线连续，制作简单，成功率高，常用于小家电面的相交处。
G2连续：曲率连续，视觉效果光滑流畅，是A级曲面的最低标准。
G3连续：曲率的变化率连续 G4连续：曲率变化率的变化率连续
反光效果完美，通常用于汽车设计
数据光顺：对点云进行滤波。常用的滤波算法有高斯(Gaussian) 滤波、平均(Averaging)滤波和中值(Median)滤波，在Imageware软件 中即提供了这三种滤波方式
二、数据获取
2. 测量设备
三坐标测量机(CMM)
悬臂式
桥式
便携式
龙门式
二、数据获取
2. 测量设备
非接触式扫描仪 德国：GOM公司的ATOS，Steinbichler公司的COMET 瑞士：FARO公司的激光扫描仪 韩国：SOLUTIONIX公司的REXCAN系列扫描仪 美国：Cyberware公司的人体三维彩色扫描仪，CGI公司的
材料成型及控制工程专业(塑性成形与模具技术方向)课程介绍
性成形CAE、模具制造与CAM等课程。通过实验，加深学生对塑性成
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艺的特点；通过学习掌握超塑性成形、粉末锻造、液态模锻、摆动辗压 的典型特种体积成型工艺;通过学习掌握旋压成形、爆炸成形、液压涨形、
充液拉深摆动辗压的典型特种体积成型工艺。
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塑性成形与模具技术研究所
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快速成形与快速模具
快速原型技术为近年来出现并迅速发展起来的先进制造技术，因其
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塑性成形与模具技术研究所
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专业方向课 模具设计与CAD 塑性成形CAE 模具制造与CAM 特种塑性成形 快速成型与快速模具
本课程主要介绍如何采用AutoCAD绘制出符合工程设计要求的二维
图形，采用UG绘制并编辑曲线、草图，进行特征、曲面设计及三维实 体造型，并绘制工程图纸，实现零部件之间的装配。介绍如何采用
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塑性成形与模具技术研究所122专业发展历史1956年成立金属压力加工专业后改为金属塑性加工锻压工艺及设备塑性成形工艺及设备1978年开始招收硕士研究生1986年获硕士学位授予权1995年获博士学位授予权1995年被评为山东省重点学科1996年开始招收博士研究生1998年整合为材料成型及控制工程专业2000年被确定为山东省重点强化建设学科2008年被确定为国家级特色专业建设点塑性成形与模具技术研究所222课程设置课程设置分为专业和专业方向两个层次专业课专业方向课材料成型基础模具设计与cad材料成型技术塑性成形caeadvancemetarialforming模具制造与cam材料成型检测试技术特种塑性成形材料成型计算机基础快速成型与快速模具材料成形计算机应用软件塑性成形与模具技术研究所322课程设置实践环节专业实验第六学期50学时专业课程上机第六七学期90学时生产实习第七学期3周专业综合实验第七学期1周创新和任选实验第七学期1周专业课程设计第七学期2周毕业设计第七八学期17周塑性成形与模具技术研究所422课程简介材料成型基础阐明液态成型塑性成型和熔焊成型等成型技术的内在基本规律和物体本质揭示材料成型过程中影响产品性能的因素及缺陷形成的机理
第一讲 产品的正向设计与逆向反求
综 合 实 验 （ 第 一 讲 ） 冯 玮
商品化对设计师而言是非常关键的！其目地是将创意 的结果转换成符合生产条件的过程！不能的生产的创意， 便不能称之为“好的设计”！
Pro/ENGINEER 基础实体特征建模
材 料 成 形 CAD/CAM
一、拉伸特征 拉伸是3D特征建模的一种常用方法，将2D截 面沿该截面法向延伸至垂直于草绘平面的给定深 度处来实现3D建模。可使用拉伸工具 创建等 截面的实体或曲面特征。
材 料 成 形 CAD/CAM
综 合 实 验 （ 第 一 讲 ） 冯 玮
【主要内容】 1、了解正向设计和逆向反求的概念 2、熟悉逆向反求的流程 3、熟悉正向设计的步骤 4、熟悉正向设计和逆向反求的软件 （Pro/Engineer Wildfire）
一 产品的正向设计
材 料 成 形 CAD/CAM
综 合 实 验 （ 第 一 讲 ） 冯 玮
综 合 实 验 （ 第 一 讲 ） 冯 玮
材 料 成 形 CAD/CAM
产品设计商品化（ Mass-production ）：
从市场调查转换成具体的设计成果，最重要地目的便 是要赶快将消费者所喜爱的设计方向与具有竞争潜力的商 品，大量生产出来并加以销售！量产工作的完成需要经过 机构设计，原型样品(Prototype)的检讨确认与模具的设计 开发之间的相互配合，才可将设计付诸实现。由于有上下 工程的关连性，因此设计师所设计的成果，能否具有生产 可行性，并且能顺利地被后工程的人员直接加以应用，便 是一项非常重要的Know How！
二）建立旋转特征
材 料 成 形 CAD/CAM
1）单击【新文件选项】对话框中的【确定】按钮，进入三 维零件建模环境，在主菜单中选择【插入】/【旋转】选项 或者在工具栏单击按钮 ，系统将显示旋转特征操控板， 如图所示。
逆向设计与正向实施
逆向设计与正向实施
逆向设计与正向实施是两种相辅相成的设计方法，它们在不同的设计领域中都有着广
泛的应用。
逆向设计是一种以用户需求为出发点，对产品进行反向分析和设计的方法，通
常将用户的需求作为产品的出发点，向后推导，避免了迭代改进所带来的不必要浪费，具
有较高的效率和成功率。
正向实施则是一种根据产品需求进行传统顺序的设计，即从问题
到解决方案的过程，是一种比较传统的设计方式。
逆向设计的核心思想是从用户的需求出发，利用逆向思维的方法去分析和设计产品。
在逆向设计中，首先需要对用户的需求进行深入的了解和分析，了解用户的使用环境、习
惯等，根据用户的需求进行反向分析和设计方案，尽量减少或避免研发过程中的无效努力。
逆向设计的方法可以更好地满足用户的需求，节省时间和成本，并且提高研发成功率。
正向实施是传统顺序的设计方法，即从问题到解决方案的过程。
在这种设计方法中，
设计师根据产品需求，按照一定的流程和方法进行设计和开发，最终实现产品的落地。
正
向实施的设计方法是一种逐步迭代的过程，能够不断完善产品，但是这种方法也存在着可
能因为需求变化导致的改动太多而浪费时间和资源的问题。
逆向设计和正向实施在设计方法上有着明显的不同，但在实际应用中它们是相辅相成的。
逆向设计在产品设计初期可以更好地把握用户需求，减少无效努力，提高成功率；而
正向实施则能够在产品的不断迭代中不断完善产品。
在实际应用中，可以根据产品的不同
阶段和需求来选择适合的设计方法，在产品初期使用逆向设计，后期使用正向实施，可以
更好地满足用户的需求，提高产品质量和用户体验。
产品的逆向设计法研究
姜楠
产 品 的 逆 向设 计 法 研 究
产 品 的逆 向设 计法 研 究
姜 楠
（ 州 大学工 学院 ． 苏 扬 州 扬 江
２ ５０ ） ２ ０ ９
［ 摘要 ］ 对 产 品 的 逆 向设 计 法 的 流程 、 键 技 术 与 应 用 作 了研 究 ， 出现 代 工 业 设 计 师进 行 产 品 造 关 指
加 工 的 过 程 。图 ２为 逆 向 设 计 的 流 程 图 。
述． 这些产 品 的初 始模 型 是 通过 对 事先 制 造 出 的木 制 或泥制模 型来 实现 数字化 产生 的 。近年来 在产 品 造型 设计 中逐渐 走 向成熟形成 逆 向设计 法 。 由于产品 造型 的逆 向设 计有起 点 高 、 本低 、 成 周 期短 、 改型 、 易 易创新 的特 性 ， 自出现 以来 便 受 到 了 现 代工业设 计 师的关 注 。 目前该技 术 在下面 几方面 得到 了广泛 应用 ：． 于汽车 、 托车 等 具有较 复杂 ａ用 摩 曲 面外型产 品 的修 复与 改 型 设计 中； ． 于 设计 与 ｂ用 制 造个性 化的 产 品 ． 人 体 拟 合 、 空 服 装 设计 、 如 太 假
Ｋｅ ｒ ： ｏｄ ｔｄｅ ｉ ｙ ｗｏ ｄｓ Ｐｒ ｕｃ ｓｇｎ； ｎ ｅｒ ｉ ｅｓｇｎ Ｉ ｖ ｓｎｇ产 品 的 造 型 设 计 时 ， 采 用 所 的 方 法 一 种 是 正 向 设 计 法 ， 是 一 个 从 概 念 设 计 起 这 步到 Ｃ ＡＤ 建 模 、 控 编 程 、 控 加 工 的 过 程 ， 图 １ 数 数 如
作者简介 ： 姜捕 （９ ２ ）女 ， 州人 ． １６ － ． 扬 现为东南大学硕士研究生 ． ｌ 扬卅 大学 工学 院讲师 ：主要研 究方 向为： 计算机 辅助工业
逆向设计与正向设计的异同
逆向设计与正向设计的异同今天我们来分享下逆向设计与正向设计的异同逆向设计倒车镜点云逆向设计的概念；根据实物，通过三坐标激光跟踪仪等采集⼤量的坐标点，并通过这些点来建⽴该产品的⼏何模型，通过这种⽅法来开发出同类似产品的技术交逆向设计。
特点：先有实物，后有模型。
正向设计的概念：在⼯业产品的研发传统的思维是对所设计产品的使⽤性能，使⽤规格确定开始。
相同点：1.产品设计思路相同（产品设计的步骤，设计顺序等。
）2.对配合部分（结构部分）的要求相同3.对美观部分的要求相同不同点：1.设计⽅法不同（正向设计根据图⽚，从⽆到有，逆向是根据实物，通过测点，通过还原产品的⽅式）2.对产品的质量要求不同，价格也不同。
（正向设计对产品的要求很⾼，逆向设计的要求相对较低。
）做逆向的要求：1.速度快：设计速度块2.把握准：对产品的把握（美观的部分，有要求的部分做准）希望通过分享对初学逆向的朋友有所帮助。
今天我们来分享下逆向设计与正向设计的异同培训项⽬：UG产品设计、UG数控编程、powermill数控编程、五⾦模具设计、五轴加⼯招⽣对象：⽆任何基础，对模具感兴趣、历届应届毕业⽣和社会⼈⼠做模师傅、⼤中专毕业⽣、绘图员、懂UG软件就业岗位：⼯程⽂员、助理⼯程师、跟模⼯程师、模具设计⼯程师经营宗旨：“专⼼、专注、专业”，服务对象：各⼤企业⼯⼚、事业单位（如⾼等院校、模具技术职业学校等）以及个⼈提供专业的UG设计、培训等相关的技术服务。
学院旗下王牌项⽬：青华⼯作室、青华设计室、UG⽹、模具联盟⽹、《NX》杂志，并以各有所攻、相互依托之势推动新⼀轮的发展和创新。
服务咨询：青华杜⽼师，电话：136********QQ:852319644。
正向设计和逆向工程的特点和基本流程
正向设计和逆向工程的特点和基本流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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逆向设计与正向实施
逆向设计与正向实施
随着科技的不断发展和社会的进步，设计已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。
而随着人们对设计的需求不断增加，设计也在不断地向前发展和创新。
逆向设计和正向实
施是设计中的两种不同的思维方式和实践方法，它们在设计过程中都具有重要的作用。
本
文将对这两种设计思维方式和实践方法进行分析和探讨，以便更好地理解设计领域的发展
趋势。
一、逆向设计
逆向设计指的是在进行设计工作之前，对现有的产品或者技术进行深入的研究和分析，找出其中的问题和不足之处，然后通过创新和改进的方式来进行设计，从而使产品或者技
术得到进一步的提升和完善。
逆向设计的核心思想是从用户的需求和体验出发，以问题为
导向，通过对已有产品或者技术的分析，来引导设计过程，使设计更加符合用户的需求和
期望。
二、正向实施
正向实施是指在进行设计工作时，根据市场需求和用户期望，通过创造性的思维和实践，进行设计工作，以满足用户的需求和期望。
正向实施的核心思想是以用户为中心，以
市场需求为导向，通过创新性的设计和实践，使产品或者技术得到更好的发展和推广。
逆向设计和正向实施都是设计中的重要思维方式和实践方法，它们在设计过程中都具
有重要的作用。
在设计的初期阶段，逆向设计和正向实施都需要对市场需求和用户期望进
行充分的了解，以便更好地引导设计过程。
逆向设计和正向实施都需要设计师具备创新性
的思维和实践能力，以便能够更好地发现设计的方向和实现设计的目标。
逆向设计和正向
实施都是以产品或者技术的提升和发展为目标，都是为了满足用户的需求和期望而服务
的。
逆向设计与正向实施
逆向设计与正向实施
随着科技的不断发展，设计行业也在不断创新和演变。
逆向设计和正向实施是设计行业中两种不同的设计方法。
逆向设计是指先解决问题，再进行设计，而正向设计则是先进行设计，再解决问题。
这两种设计方法都有其独特的优势和适用的场景。
逆向设计的核心思想是从问题出发，先分析问题的本质和原因，然后进行设计。
逆向设计更加注重问题的深层分析和解决，以确保设计方案的实用性和有效性。
逆向设计的优势在于能够从问题中发现创新的设计思路，为解决问题提供更好的方案。
逆向设计的典型应用场景包括产品改进、技术升级和解决现有设计方案的问题等。
逆向设计的过程一般包括以下几个步骤：首先是定义问题，明确问题的具体内容和解决的目标；接着是分析问题，深入挖掘问题的根本原因和可能的解决方案；然后是设计方案，根据问题的分析结果进行设计，提出相应的解决方案；最后是实施和验证，将设计方案付诸实施并验证其有效性。
逆向设计还需要依托于相关的技术和工具来支撑，比如逆向工程技术、系统分析技术和设计思维等。
这些技术和工具能够帮助设计人员更好地理解问题、分析问题和设计解决方案。
逆向设计还需要更加注重设计思维和创新能力，以便能够从问题中发现更好的设计方案。
在实际工作中，设计人员可以结合逆向设计和正向设计，根据具体的需求进行设计，以达到更好的效果。
比如在解决已有问题的也可以结合新的设计思路，提出更加创新和有效的解决方案。
在新产品设计的过程中，也可以结合已有的技术和经验，为产品设计提供更加实用和前瞻的方案。
通过结合逆向设计和正向设计，设计人员可以更好地满足各种需求和问题，为设计行业的发展做出更大的贡献。
逆向设计与正向实施
逆向设计与正向实施逆向设计和正向实施是一对相对的过程，逆向设计是从产品或系统的终止状态开始，逆向推导出其设计或制造的过程与方法，而正向实施则是按照已经设计好的方案来实施，通常是一个逐步实现的过程，需要经过多次评估和测试，直到产品达到最终的可行性状态为止。
在设计和制造领域，逆向设计和正向实施都是必不可少的过程。
逆向设计通常用于已有产品的改进和原理解析。
通过对产品进行逆向分析，可以找到其制造过程中可能存在的问题和不足之处，进而提出针对性的改进和优化方案。
逆向设计的过程包括收集信息、精确测量、建立几何模型、确定材料和工艺、检验验证等一系列步骤，其中最关键的是建立准确的几何模型。
通过几何模型，可以更加清晰地了解产品的结构和性能特点，提供优化改进的支持。
正向实施则是实现产品从设计到制造的具体过程，通常是一个由简单到复杂、由原型逐渐优化的过程。
在这个过程中，每个阶段都需要经过设计、制造、测试、评估等多个步骤，以便在最终的产品中更新和优化产品的性能指标。
在产品定型后，还需要对其进行批量制造和质量控制，确保产品的可靠性和生产效率。
正向实施的过程和逆向设计相对立，但在设计和制造领域都至关重要。
逆向设计和正向实施在产品开发中有不同的应用场景，通常是为了解决不同的问题和达到不同的目标。
逆向设计主要应用于以下几个方面：1. 可以推导出产品制造的过程与方法，找出不同产品的相似之处，促进产品的标准化。
2. 进行反向工程，可以获得竞争对手的产品信息，以便提升自己的产品技术和市场竞争力。
3. 对老产品进行更新和改进，提高其性能指标和适应性。
正向实施主要应用于以下几个方面：1. 从初始设计到生产制造的过程中，确保产品质量和达到标准的生产效率。
2. 随着产品生产过程的推进和批量制造，逐步完善产品的性能指标和生产工艺。
3. 在新产品投产前，进行多次测试和评估，确保产品的可靠性和安全性。
两者之间的关系可以理解为逆向设计是为实现正向实施提供基础，而正向实施则是逆向设计的落实和实现。
什么是正向设计和逆向设计？
什么是正向设计和逆向设计？
所谓正向设计简单来说就是从概念——实物，这⼀过程利⽤绘图或建模等⼿段预先做出产品设计原型，然后根据原型制造产品。
⽽逆向设计恰好相反，是先有实物，然后通过采集实物⼤量三维坐标点，也就是扫描，获取实物⼏何模型，并对其进⾏再次创新制作产品。
正向设计：
过程：概念设计→绘图或三维建模→制造系统→新产品
从功能与规格的预期指标确定开始，构思产品的零组件需求，再由各个元件的设计、制造以及检验零组件组装、检验整机组装、性能测试等程序来完成。
但对于复杂的产品，正向设计的⽅法显⽰出了它的不⾜，设计过程难度系数⼤、周期较长、成本⾼、产品研制开发难。
由于设计师⽆法完全预估产品在设计过程中会出现什么样的状况，如果每次因为⼀些局部的问题⽽推倒整个产品重来，不管从时间上还是从成本上都是不可接受的。
如果有⽅法能改正在正向设计过程中所产⽣的局部问题⾃然是好的，正是在这样的背景下，⾃然发展并形成了逆向设计的⽅法。
逆向设计：
过程：实物三维→三维坐标采集→仿形或创新→制造→产品
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。
逆向设计与正向实施
逆向设计与正向实施逆向设计指的是通过对目标产品进行分析，破解设计思路，并对技术要素进行逆推，从而实现类似产品的开发制造。
逆向设计通常用于破解竞争对手产品的设计思路和技术秘密，从而在自己的产品中融入更多的创新，提高自己的产品竞争力。
正向实施则是指按照原始的设计方案进行产品制造和实现，主要通过工程实践和实验验证，完成产品的设计、制造和使用功能的验证、测试等。
逆向设计在产品的开发中起到非常重要的作用。
与正向实施不同，逆向设计可以试图破解竞争对手的产品设计方法，以在自己的产品中添加更多的优势功能。
逆向设计可以提供更快、更低成本的产品设计过程，并实现更好的产品性能、更高的质量水平、更低的生产成本和更高的利润率。
逆向设计可以通过破解产品的特殊性质和技术，提供改进的机会，并从中获得有价值的信息和教训，为未来的创新提供积累和经验。
逆向设计主要包括四个步骤：分析、破解、设计和实现。
首先，逆向设计需要进行分析，即确定产品的总体设计、技术特征和其他关键参数。
通过分析竞争对手的产品，可以发现有价值的信息和优点，从而为自己的产品设计提供思路和启示。
接着，逆向设计需要破解竞争对手产品的设计思路和技术秘密。
这可以通过技术调研、实验验证和分析竞争对手的产品等方法实现。
然后，逆向设计需要进行产品的设计，即通过分析竞争对手的产品并破解其设计思路，提供新的设计方案。
最后，逆向设计需要进行产品实施，并通过各种方式验证其性能和质量，以确保产品能够成功地投入市场和应用。
与逆向设计不同，正向实施是一种更加传统和常规的产品设计和实现方式。
正向实施通过一般的设计流程和技术手段进行产品的设计和实现，包括需求分析、设计方案制定、设计验证和实施测试等。
正向实施需要在产品的不同阶段进行高效的协调和沟通，以确保产品的质量和性能得到有效的保障。
除此之外，正向实施还需要进行状态监控和故障排查，以保证产品的长期可靠性和效率。
同时，正向实施与逆向设计还存在很多相似之处。
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七）创建去材料拉伸特征 在主菜单中选择【插入】/【拉 伸】选项或者单击 按钮，系统将显示拉伸特征对话栏， 选择【放置】上滑面板，单击【定义】按钮，系统弹出如 图所示【草绘】对话框，选取TOP面为草绘面，缺省面为 参照面，单击【草绘】，进入草绘模式绘制如图所示的截 面，在拉伸属性中选择拉伸到面，依次单击√。拉伸后的 形状如图所示。
扫描特征创建步骤： 1）选择扫描特征命令 在主菜单中依次选取【插入】/【扫描】/【伸出项】选 项，弹出如图所示【伸出项：扫描】对话框和如图所示的 【扫描轨迹】菜单管理器。
扫描对话框
扫描轨迹菜单管理器
2）定义扫描轨迹 扫描轨迹可以在创建特征时草绘，也可以使用由选定基准 曲线或边组成的轨迹，从扫描轨迹菜单管理器中可以看到两 种扫描轨迹的定义方式。
二、 旋转特征 旋转特征是通过2D草绘截面绕中心线旋转来 进行3D特征建模的工具。它特别适合创建回转体 特征元件。草绘旋转特征2D截面时，其2D截面 必须全部位于中心线的同一侧，倘若要生成实体 特征，其2D截面必须是完全封闭的图元。可使用 旋转工具 创建等截面的实体或曲面特征。
三、 扫描特征 扫描是将二维截面沿着指定的轨迹线扫描生成 三维实体特征，使用扫描建立增料或减料特征时 首先要有一条轨迹线，然后再建立沿轨迹线扫描 的特征截面。
商品化对设计师而言是非常关键的！其目地是将创意 的结果转换成符合生产条件的过程！不能的生产的创意， 便不能称之为“好的设计”！
Pro/ENGINEER 基础实体特征建模
一、拉伸特征 拉伸是3D特征建模的一种常用方法，将2D截 面沿该截面法向延伸至垂直于草绘平面的给定深 度处来实现3D建模。可使用拉伸工具 创建等截 面的实体或曲面特征。
十三）保存文件 选择【文件】/【保存】或单击工具栏 按钮， 然后单击按钮并接受系统默认的文件名zhizuo.PRT。
二 产品的反向设计
汽车仪表板反向工程测量与CAD建模
采用反向工程技术重构的汽车部件CAD模型
采用反向工程技术对汽车外型和内饰进行设计
Engineering，简称RE）包含有实物反求、软件反求和影 像
增加内部因素扫描
无内部因素扫描
混合是将不同位置上的多个剖面的边界用过渡曲面连 接起来形成的一个连续特征。实体特征的建立过程是以剖 面为基础的。拉伸、旋转和扫描都是使用固定剖面，而混 合特征是通过剖面的变化将指定的剖面连接起来。按混合 方式的不同，混合特征分为三种形式：平行混合、旋转混 合、一般混合。
十）创建凸耳拉伸特征 在主菜单中选择【插入】/【拉伸】 选项或者单击 按钮，系统将显示拉伸特征对话栏，选择 【放置】上滑面板，单击【定义】按钮，系统弹出如图所 示【草绘】对话框，选取TOP面为草绘面，缺省面为参照 面，单击【草绘】，进入草绘模式绘制如图所示的截面， 设置拉伸深度为8，依次单击√。拉伸后的形状如图所示。
十一）阵列凸耳拉伸特征 在屏幕右侧单击 按钮，系统 将显示阵列特征对话栏，选择方向阵列，选择FRONT平面 为方向阵列平面，阵列个数为2，阵列距离为50，单击√。 阵列后的形状如图所示。
十二）镜像凸耳阵列特征 选中阵列特征，在屏幕右侧单击 按钮 ，系统将显示镜像特征对话栏，选择RIGHT平面为 镜像平面，单击√。镜像后的形状如图所示。
四）去材料拉伸特征 在主菜单中选择【插入】/【拉
伸】选项或者单击 按钮，系统将显示拉伸特征对话 栏，选择【放置】上滑面板，单击【定义】按钮，系统 弹出如图所示【草绘】对话框，选取TOP面为草绘面， 缺省面为参照面，单击【草绘】，进入草绘模式。利用
命令，选取圆曲线，依次单击√。设置剪料，剪 切后的形状如图所示。
3）绘制扫描截面 草绘轨迹定义完后，在自动进入的草绘工作区中绘制扫 描截面并标注尺寸（注：位置尺寸的标注必须以轨迹起点的 十字线的中心为基准）。 4）预览或完成 扫描剖面绘制完成后，单击 按钮退出草绘模式，然后单 击对话框中的 【预览】按钮预览扫描特征的创建效果或 【确定】按钮完成扫描特征的创建。
注意：在轨迹选取时，当扫描特征的轨迹线为开放状态，并且 和已有特征相交时，系统将显示如图所示的属性菜单管理器，通 过选取【合并终点】或【自由端点】选项可以产生两种不同的特 征结合状态。
合并终点扫描
自由端点扫描
封闭式轨迹扫描 若扫描特征的轨迹线为封闭状态，则系统将显示如图所示 的属性菜单管理器，通过选取【增加内部因素】或【无内部 因素】选项可产生两种不同的扫描特征。
绘制第1个截面
绘制第2个截面
绘制第3个截面
旋转混合
（3）一般：与旋转混合相似，各剖面在不同草绘平面绘制， 后一个剖面绕前一个剖面的坐标系的X、Y及Z轴旋转或平移， 如图所示。
一般混合
3）指定剖面连接方式 如图所示的【属性】菜单管理器上可以看到两种剖面连接 方式。
直的剖面连接形式
光滑的剖面连接形式
八）建立旋转特征
1）单击【新文件选项】对话框中的【确定】按钮，进入三 维零件建模环境，在主菜单中选择【插入】/【旋转】选项 或者在工具栏单击按钮 ，系统将显示旋转特征操控板， 绘制如图所示的截面。对称旋转180度，旋转后的图形如图 所示。
九）创建去材料拉伸特征 在主菜单中选择【插入】/【拉 伸】选项或者单击 按钮，系统将显示拉伸特征对话栏， 选择【放置】上滑面板，单击【定义】按钮，系统弹出如 图所示【草绘】对话框，选取TOP面为草绘面，缺省面为 参照面，单击【草绘】，进入草绘模式绘制如图所示的截 面，调整去料方向，依次单击√。拉伸后的形状如图所示。
四、 混合特征
混合特征创建步骤： 1）选择混合特征命令 在主菜单中依次选取【插入】/【混合】/【伸出项】选项， 弹出如图所示【混合选项】菜单管理器。 2）确定混合类型 （1）平行：所有混合剖面都相互平行且在 同一草绘平面内绘制，如图所示。
平行混合
（2）旋转的：各剖面在不同草绘平面内绘制，后一个剖 面绕前一个剖面的坐标系Y轴旋转，旋转角度不超过120°， 如图所示。
产品设计商品化（ Mass-production ）：
从市场调查转换成具体的设计成果，最重要地目的便 是要赶快将消费者所喜爱的设计方向与具有竞争潜力的商 品，大量生产出来并加以销售！量产工作的完成需要经过 机构设计，原型样品(Prototype)的检讨确认与模具的设计 开发之间的相互配合，才可将设计付诸实现。由于有上下 工程的关连性，因此设计师所设计的成果，能否具有生产 可行性，并且能顺利地被后工程的人员直接加以应用，便 是一项非常重要的Know How！
7 ）预览或完成 这时特征的信息对话框中的各项都已设置完毕，如图所示， 单击【预览】按钮预览混合特征的创建效果或【确定】按钮 完成混合特征的创建。
伸出项：混合，平行对话框
产品正向设计实例：
材 料 成 形 CAD/CAM
综 合 实 验 （ 第 一 讲 ） 冯 玮
操作步骤： 一）建立新文件 在主菜单中选择【文件】/【新建】或单击新建图标按钮， 出现创建新文件的【新建】对话框，如图所示，选择【类型】 栏中的【零件】选项，接受【子类型】默认为【实体】选项， 输入名称为suliaozhijian，同时去掉【使用缺省模板】勾选 项。单击对话框中的【确定】按钮，弹出如图所示【新文件 选项】对话框，选取mmns_part_solid（公制实体零件）模 板。
反求三个方面。反求工程也称为逆向工程、反向工程，
是 对已有的零件或实物原型，利用3D数字化设备准确、快 速 的测量出实物表面的三维坐标点，并根据这些坐标点通 过 三维几何建模方法重建实物的CAD 实物原型经反求工程技术建立 实物原型 CAD模型之后，可进一步 利 用CAD/CAE/CAM以及CIMS等先进技术进行处理，复制 出 实物的样品模型。如图所示为反求工程技术与快速成型 制 造技术（Rapid Prototyping Manufacturing）相结合的工 作 流程图。
产品的正向设计:专业的设计人员根据客户提供的草 绘图、二维CAD图纸或产品图片，利用计算机辅助设计工具 （如Pro/E、CATIA、UG、AutoCAD等）为各行业的客户提 供产 品的工业造型设计、结构设计及三维模型创建等。 产品造型设计是融合科学技术与文化艺术的边缘学科，它 通过市场调查与分析，确定市场定位与设计基础，在大量思 考和创造活动后，有目的的深入发展和完善，设计出时代感、 形象感、个性化的产品。
第一讲 产品的正向设计和逆向反求
材 料 成 形 CAD/CAM
综 合 实 验 （ 第 一 讲 ） 冯 玮
【主要内容】 1、了解正向设计和逆向反求的概念 2、熟悉逆向反求的流程 3、熟悉正向设计的步骤 4、熟悉正向设计和逆向反求的软件 （Pro/Engineer Wildfire）
一 产品的正向设计
五）创建拉伸去材料特征 首先创建一个与FRONT平面偏 移83mm的基准平面。在主菜单中选择【插入】/【拉伸】 选项或者单击 按钮，系统将显示拉伸特征对话栏，选择 【放置】上滑面板，单击【定义】按钮，系统弹出如图所 示【草绘】对话框，选取DTM1面为草绘面，缺省面为参照 面，单击【草绘】，进入草绘模式绘制如图所示的截面， 依次单击√。拉伸后的形状如图所示。
材 料 成 形 CAD/CAM
3）在草绘模式下绘制如图所示的剖面，单击 完成草绘并退 出草绘模式。 4）在旋转特征对话栏上选取角度选项为可变旋转角度，并选 取标准旋转角度360，单击完成带轮主体部分的创建，如图 所示。
综 合 实 验 （ 第 一 讲 ） 冯 玮
三）创建壳特征 选取【插入】/【壳】或单击按 钮 ，系统弹出壳特征操控板。选取旋转特征 的大端面作为要移除的表面，将厚度值设置为3， 创建的抽壳效果如图所示。
4）指定草绘平面 完成属性设置后，系统进入设置草绘平面状态，弹出如图所 示的菜单管理器，选择平面作为草绘平面，并确定方向和草 绘参照。