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如何設定逆向工程技術的學習目標

逆向工程(又稱逆向技術)是壹種產品設計技術再生產的過程,即對壹個目標產品進行逆向分析和研究,從而推導出並獲得該產品的設計要素,如加工流程、組織結構、功能特性、技術規格等,以制造出功能相似但不完全相同的產品。逆向工程來源於商業和軍事領域的硬件分析。其主要目的是在不容易獲得必要的生產信息的情況下,直接從成品的分析中推導出產品的設計原理。

逆向工程可能會被誤認為是對知識產權的嚴重侵犯,但在實際應用中,它可能會保護知識產權所有者。比如在集成電路領域,如果壹家公司涉嫌侵犯知識產權,可以利用逆向工程技術尋找證據。

中文名稱逆向工程,也稱為反向技術,保護知識產權所有者,並努力確認競爭產品是否侵犯專利或版權。

目錄

1產生動力

2功能

3機械設備

4逆向工程

5方法實現

6相關操作軟件

7硬件

8項流行技術

研究與開發

系統

關鍵技術

9相關法律

10擴展應用程序

動機編輯

逆向工程的原因如下:

●界面設計。因為互操作性,逆向工程被用來尋找系統間的合作協議。

●軍事或商業機密。竊取敵人或競爭對手的最新研究成果或產品原型。

●改進文件。當原始文檔不足時,以及系統更新,原設計者不在時,利用逆向工程獲取所需數據,以補充說明或了解系統的最新狀態。

●軟件升級或更新。由於功能、合規性、安全性和其他需求的變化,逆向工程被用來了解現有的或遺留的軟件系統,以評估更新或移植系統所需的工作。

●制作未經許可/授權的副本。

●學術/學習目的。

●取消復制保護和變相登錄權限。

●文件丟失:在逆向工程的情況下,某個特種設備的文件已經丟失(或者根本沒有),同時找不到項目負責人。壹個完整的系統往往需要在舊系統的基礎上重新設計,這意味著整合原有功能和進行項目的唯壹方法是使用逆向工程的方法來分析現有的片段進行重新設計。

●產品分析:用於調查產品的運行方式、成分構成、預估預算、識別潛在侵權。

●制作遊戲插件:通過逆向工程了解遊戲運行機制,然後通過修改內存值,修改內存中的代碼,調用內部函數,繞過保護機制,實現插件功能。

動作編輯

逆向工程廣泛應用於新產品開發和產品改型設計、產品仿制、質量分析和測試等領域。其職能是:

1,縮短產品的設計開發周期,加快產品的更新換代;

2.降低開發新產品的成本和風險;

3.加快產品建模和系列化設計;

4.適用於單件小批量零件的制造,尤其是模具的制造,可分為直接成型和間接成型。直接成型法:基於RP技術的快速直接成型法是將模具CAD的結果通過RP系統直接制造成型。這種方法不需要使用RP系統制作樣品,也不依賴於傳統的模具制造技術。它特別適用於金屬模具制造,是壹種很有前途的模具制造方法。間接制模法:間接制模法是利用RP技術制作產品零件的原型,以原型為母模、模芯或制模工具(研磨模具),再結合傳統制模技術制作所需模具。

機械設備編輯

隨著計算機輔助設計的普及,逆向工程已經成為壹種可以根據現有的物理部件,通過CAD、CAM、CAE或其他軟件建立三維虛擬模型的方法。逆向工程的過程采用測量實際物體的尺寸並將其制作成3D模型的方法。實物可以通過三坐標測量機、激光掃描儀、結構光源轉換器或X射線斷層掃描儀等3D掃描技術進行測量。這些測量數據通常被視為點集,缺乏拓撲信息,通常被制成更有用的格式,如多邊形網格、NURBS曲線或CAD模型。由於頂點雲本身不像3D軟件中的模型那樣直觀,像3-matic、Imageware、PolyWorks、Rapidform或Geomagic,這些軟件都提供了將頂點雲轉換成可見圖像或其他應用程序可以識別的格式的功能,如3D CAD、CAM和CAE。

同時,將需要逆向工程來將真實的幾何圖形應用於虛擬數字開發環境中的商業活動,例如將自身產品或競爭對手的三維數據數字化。通過這種手段,我們可以分析產品的運行模式,組件的構成,估算預算,識別潛在的侵權行為。

價值工程也是壹種類似的商業手段。然而,價值工程的目的是通過逆向構建和分析產品來找到省錢的方法。

逆向工程編輯器

逆向工程(也稱為逆向工程)是對產品設計過程的描述。2007年初,我國相關法律將逆向工程更名,承認了逆向技術用於學習和研究的合法性。

在工程技術人員的壹般概念中,產品設計過程是壹個從設計到產品的過程,即設計師首先在腦海中構思產品的外形、性能和大概的技術參數,然後在詳細設計階段完成各種數據模型,最後將這個模型轉移到R&D過程中,完成產品的整個設計和R&D循環。這個產品設計過程稱為“正向設計”過程。逆向工程產品設計可以認為是壹個從產品到設計的過程。簡單來說,逆向工程產品設計就是根據現有產品逆向推導出產品設計數據(包括各種設計圖紙或數據模型)的過程。從這個意義上說,逆向工程在工業設計中的應用由來已久。比如早期造船業常用的船體放樣設計,就是逆向工程的壹個很好的例子。

隨著計算機技術在各個領域的廣泛應用,特別是軟件開發技術的飛速發展,通過對基於某個軟件的源代碼進行反匯編和讀取來推斷其數據結構、體系結構和編程信息,已經成為軟件逆向工程技術的主要對象。軟件逆向技術的目的是學習和借鑒先進的技術,尤其是當妳手裏沒有合適的文檔,又確實需要實現某個軟件的功能的時候。正因為如此,很多軟件為了壟斷技術,在軟件安裝前都要求用戶同意不做逆向研究。

逆向工程的實施過程是壹個多領域、多學科的協同過程。

實現編輯的方法

軟件逆向工程的實現方式有很多種,主要有三種:

1.分析通過信息交流獲得的觀察結果。

最常用於協議逆向工程,包括總線分析器和數據包嗅探器的使用。在連接到計算機總線或網絡並成功截取通信數據之後,可以分析總線或網絡的行為,以創建具有相同行為的通信實現。這種方法特別適用於設備驅動程序的逆向工程。有時,硬件制造商專門制作的工具,如JTAG端口或各種調試工具,也有助於嵌入式系統的逆向工程。對於微軟的Windows系統,流行的底層調試器是SoftICE。

2.反匯編,即使用反匯編器,將程序的原機器碼翻譯成更容易閱讀和理解的匯編代碼。這適用於任何計算機程序,尤其是對於不熟悉機器碼的人。流行的相關工具有OllyDebug和IDA。

3.反編譯,即使用反編譯器,試圖從程序的機器碼或字節碼中重現高級語言的源代碼。

相關操作軟件編輯

圖像軟件

美國EDS公司生產的Imageware是最著名的逆向工程軟件,正被廣泛應用於汽車、航空、航天、消費電器、模具、電腦零部件等設計制造領域。該軟件擁有龐大的用戶群,包括寶馬、波音、通用、克萊斯勒、福特、雷神、豐田等國際知名公司。、以及上海大眾、上海交大、上海德爾福、成都飛機制造公司等國內企業。

以前軟件主要用於航空航天和汽車行業,因為這兩個領域對氣動性能要求很高,在產品開發之初就要認真考慮氣動性能。常規的設計流程是先根據工業建模的需要進行結構設計,然後將汙泥模型送到風洞實驗室進行氣動性能測量,再根據實驗結果反復修改模型,直到得到滿意的結果,這樣最終的汙泥模型才是滿足需要的模型。如何準確地將汙泥模型的形狀輸入電腦成為電子模型,需要使用逆向工程軟件。首先用三坐標測量儀測量出模型表面的點陣數據,然後用逆向工程軟件(如Imageware surfacer)處理就可以得到1類表面。

隨著科技的進步和消費水平的不斷提高,其他很多行業也開始使用逆向工程軟件進行產品設計。以微軟公司生產的鼠標為例。就其功能而言,只需要三個按鍵就能滿足使用需求。但如何讓鼠標手感最好,長期使用後不容易感到疲勞,是廠商需要認真考慮的問題。所以微軟先根據人機工程學做了幾個模型給用戶評估,然後根據評估意見直接修改模型直到大家都滿意,最後利用逆向工程軟件Imageware從模型數據生成CAD數據。產品投放市場時,以其新穎的外觀、流暢的曲線、良好的手感和符合人體工程學的原理得到了用戶的廣泛認可,市場份額大幅增長。

Imageware逆向工程軟件的主要產品有:

surfacer-逆向工程工具和1類表面生成工具

結論-比較和評估測量數據和CAD數據。

構建它-提供實時測量能力並驗證產品的可制造性。

rpm-生成快速原型數據

view-類似於Verdict,主要用於提供3D報告。

Imageware采用NURBS技術,軟件功能強大,易於應用。Imageware對硬件要求不高,可以在各種平臺上運行:UNIX工作站和PC電腦,其操作系統可以是UNIX、NT、Windows95等平臺。

由於Imageware擁有先進的逆向工程技術,產品壹經推出就占據了很大的市場份額,軟件收入正以每年47%的速度快速增長。

Surfacer是Imageware的主要產品,主要用於逆向工程。其數據處理過程遵循點-曲線-曲面的原理,過程簡單明了,軟件易於使用。流程如下:

第壹,點流程

讀入點陣數據。

Surfacer可以接收幾乎所有的坐標測量數據,此外,它還可以接收其他格式,如STL,VDA等。

將分開的格子對齊(如有必要)。

有時,由於零件形狀復雜,壹次掃描無法獲得所有數據,或者零件太大,無法壹次掃描,因此需要移動或旋轉零件,這會得到許多單獨的網格。Surfacer可以使用柱面、球面、平面等特殊的點信息來精確對齊網格。

判斷點陣,去除噪聲點(即測量誤差點)。

由於測量工具和方法的限制,有時會出現壹些噪聲點。Surfacer有很多工具可以判斷晶格,去除噪點,保證結果的準確性。

通過視覺點陣觀察判斷,規劃如何創建曲面。

壹個零件是由許多單獨的曲面組成的,對於每個曲面,可以根據特征來判斷以什麽方式形成它。比如,如果曲面可以直接由點的網格生成,可以考慮直接使用這個網格;如果曲面需要使用多段曲線蒙皮,可以考慮截取點的分割。提前規劃可以避免以後走彎路。

根據需要創建點網格或點線段。

Surfacer可以提供各種工具來生成網格和分割點。這些工具使用靈活方便,還可以壹次生成多個點的分割。

二、曲線創建過程

判斷並決定生成哪種類型的曲線。

曲線可以準確地穿過網格,也可以非常平滑(捕捉到網格所代表的曲線的主要形狀),或者介於兩者之間。

創建壹條曲線。

根據需要創建曲線,並通過更改控制點的數量來調整曲線。當控制點的數量增加時,形狀擬合得很好,而當控制點的數量減少時,曲線更平滑。

診斷和修改曲線。

可以通過曲線的曲率來判斷曲線的光滑程度,檢查曲線與晶格的壹致性,改變曲線與其他曲線之間的連續性(連接、相切和曲率連續性)。Surfacer提供了許多調整和修改曲線的工具。

第三,表面創造的過程

決定生成哪個表面。

像曲線,可以考慮生成更精確的曲面,更光滑的曲面(比如1類曲面),或者兩者都有,可以根據產品設計的需要來決定。

創建壹個曲面。

創建曲面的方法有很多種,比如直接用lattice生成擬合自由形式,通過蒙皮、掃掠、四條邊界線生成曲線曲面等。、或結合晶格和曲線的信息來創建表面。也可以通過其他方法生成曲面,如圓角、跨橋面等。

診斷和修改曲面。

比較曲面與網格的匹配程度,檢查曲面的光滑度及其與其他曲面的連續性,並進行修改,例如將曲面與網格對齊,調整曲面的控制點以使曲面更光滑,或者重建曲面。

英國黛安芬摩托車有限公司的設計工程師克裏斯·查特伯恩(Chris Chatburn)說:“有了Surfacer,我們可以在更短的時間內完成更多的設計周期,這可以將我們的設計時間減少50%。”

新發布的Surfacer 10.6軟件完全集成了以下工作流程的高性能工具:

靈活的曲面創建工具:在彈性設計環境中直接從曲線、曲面或測量數據創建曲面非常方便,支持Betzl和NURBS曲面。用戶可以選擇合適的表面方法,並通過結合兩種方法的優點而受益。

動態表面修改工具:允許用戶以交互的方式探索設計主題,並可以立即看到它是否漂亮以及想法是否符合工程概念。通過精心的施工過程,設計、工程分析和制造的標準都考慮在內,因此無需在每次修改表面時重新檢查標準。

曲面實時診斷工具:可提供任意截面的連續性、曲面的反射線、高亮線、光譜圖、曲率雲圖、柱面光源照射下的反射圖等多種方法,可在設計中隨時發現曲面缺陷。

有效的曲面連續性管理工具:在復雜曲面縫合的情況下,即使移動和修改曲面,也能保證曲面和與之相連的曲面之間的曲率連續性,避免了枯燥的手動重新調整過程。

掃描數據處理能力強:根據彩虹圖法(相當於假設雨水從上方落下,雨水速度的差異是形狀差異造成的)和曲率變化雲圖法(對於壹個完全光滑的class 1曲面,相當於曲率變化為零,對於兩個不同的曲面,這個值會有所不同),快速捕捉產品的主要特征,快速建立每個對應曲面,避免了麻煩。

正因為Imageware在計算機輔助曲面檢測、曲面建模、快速成型等方面具有無可比擬的強大功能,當之無愧為逆向工程領域的佼佼者。

Geomagic工作室

美國Raindrop出品的逆向工程和三維檢測軟件Geomagic Studio,可以輕松地從掃描的點雲數據創建完美的多邊形模型和網格,並能自動轉換成NURBS曲面。該軟件也是除Imageware之外應用最廣泛的逆向工程軟件。

Geomagic Studio主要包括五個模塊:資格,形狀,包裝,抽取和捕捉。主要功能包括:

自動將點雲數據轉換為多邊形。

快速減少多邊形的數量(抽取)

將多邊形轉化為NURBS曲面

表面分析(公差分析等。)

輸出文件格式(IGS,STL,DXF等。)匹配CAD/CAM/CAE。

1.從CAD模型獲得的產品模型

2.將CAD模型讀入Geomagic Studio。

3.CAD設計模型和從實際模型掃描的點雲數據(不同坐標系)

4.掃描數據與CAD模型的自動匹配。

5.掃描數據和CAD模型之間的自動對齊

6.錯誤以彩色圖形直觀地顯示出來。

7.用戶可以標記任何點錯誤。

8.鑒定結果可以以HTML格式輸出。

CopyCAD

CopyCAD是英國DELCAM公司生產的壹款功能強大的逆向工程系統軟件,可以讓現有零件或實體模型生成三維CAD模型。該軟件為從數字化數據生成CAD表面提供了壹個復雜的工具。CopyCAD可以接收坐標測量機床的數據,同時跟蹤機床和激光掃描儀。

CopyCAD簡單的用戶界面可以讓用戶在最短的時間內進行制作,並且可以快速掌握其功能,即使是初次使用的用戶也可以使用。使用CopyCAD的用戶將能夠快速編輯數字化數據,並生成高質量的復雜表面。軟件系統可以完全控制曲面邊界的選擇,然後根據設定的公差自動生成光滑曲面。同時,CopyCAD還可以保證連接曲面之間切線的連續性。

該軟件的主要功能如下:

數字化點數據輸入

管道圖形和三角形模型文件

數控坐標測量機床

分離的ASCII碼和NC文件

激光掃描儀、3D掃描儀和SCANTRON

PC ArtCAM

Renishaw MOD文件

點運算

可以增加,減少,刪除,移動,隱藏和標記點。

模型的三維偏差可以被補償以測量探針尺寸。

能夠變換,縮放,旋轉和鏡像模型。

能夠切割平面、多邊形或其他模型。