逆向工程.docx
- 文档编号:24724044
- 上传时间:2023-05-31
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:1.26MB
逆向工程.docx
《逆向工程.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《逆向工程.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
逆向工程
逆向工程
正确认识逆向工程
从定义上来说,逆向工程(ReverseEngineering)本身是通过分析某种物品或系统的物理结构,功能和工作原理获知技术原理的过程。
逆向工程的技术手段并不深奥。
在CAD/CAM/CAE技术和软件的辅助下,现在逆向工程已经发展成一种可以通过3D扫描现有物理部件的实际尺寸与构造,进而建立三维虚拟CAD模型的过程。
如三维激光扫描仪,结构光源转换仪或者X射线断层成像都可以用作3D扫描技术进行数据采集。
这些测量后所得到的原始数据为点集,经过数据处理软件的重新计算和分析之后构成可以用来进一步加工的CAD模型。
图1:
逆向工程已经发展成一种可以通过3D扫描现有物理部件的实际尺寸与构造,进而建立三维虚拟CAD模型的过程,三维激光扫描仪可以用作3D扫描技术进行数据采集。
图为FAROPhoton80激光扫描仪。
图2:
DetailTechnologies公司为福特汽车公司使用野马车型老模具逆向重建新模具可以说是逆向工程解决原有技术文件丢失问题的一次成功应用案例。
如果单从过程上来看,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,逆向工程技术却常被用来作为取证手段保护知识产权所有者。
例如在集成电路领域,如果怀疑某公司侵犯知识产权,可以利用逆向工程技术来寻找证据。
一般来说,逆向工程的正面意义在于它可以提高产品相互通用性,弥补原有技术文件丢失,提高正向开发效率,用于产品分析和学术研究等等。
例如2005年DetailTechnologies公司为福特汽车公司使用野马车型(Mustang)老模具逆向重建新模具可以说是逆向工程解决原有技术文件丢失问题的一次成功应用案例。
当用于冲压和再冲压福特野马横梁与框架的钢模具达到使用寿命时,福特汽车面临停产野马车型或者再投入4亿美元将野马整合新平台的选择。
然而作为双门运动车的福特野马并非销量巨大的车型,因此福特选择对正在老化的模具用逆向工程重建,避免正式停止使用,延长钢模具使用年限。
图3:
利用逆向工程技术对于老模具的逆向重建使得福特公司并没有因为更换模具而停产野马车型,同时极大的节省了成本。
图为逆向重建的新模具与CAD模型。
福特公司决定重建两套野马汽车模具,当当前生产模具被卸下分离、扫描和重建时,利用预先生产的库存零件来满足需求。
扫描结束后,老的模具再次重新装配,继续生产库存零件以备之后拆卸和装配新模具时所需。
CAM部门利用通用三维扫描和数据处理后的两套模具CAD文件制造出模具块,这些模具块被处理(粗加工、半成品制造、热处理、硬铣削)成新的模具替代品。
从首次拆卸到最终新模具运送到福特公司用于生产,整个过程共5个星期,其中用来扫描和建模只有四天,其它的时间用来拆卸模具和生产。
模具离开生产线只有10天时间。
利用逆向工程技术对于老模具的逆向重建使得福特公司并没有因为更换模具而停产野马车型,同时极大的节省了成本。
图4:
图为逆向复制1954款Silver-Arrow赛车过程,1)原型车经过14小时三维扫描2)扫描后得到由9800万点构成的点云3)利用点云数据由CAD软件进行处理4)80小时工作时间的创建CAD模型5)逆向复制出的仿制品实车。
另外,逆向工程还可以在汽车的正向开发工程中提高效率,同时还可以用于产品分析对竞争对手的技术水平进行评价。
不仅仅是在工业界逆向工程技术被广泛应用,甚至考古,艺术等等学科也受益于逆向工程的进步。
不断发展的正向开发流程
前面所说“逆向工程可以在汽车的正向开发工程中提高效率”,一定会令很多人感到疑惑。
不少人认为逆向工程与正向工程是针锋相对的工作方式。
事实上,它们是可以相互结合的,增加逆向工程的辅助无疑可以提高正向开发的效率。
但是需要指出的是,这种结合与目前大部分自主品牌“逆向抄车”的方式是截然不同的。
图5:
车身造型设计中传统正向设计流程图
在车身造型设计中的传统正向设计流程是设计师依据产品企划时所定的规划与设计构想,绘制草图及效果图,并且依据效果图构建CAD数字模型,进而制作小比例油泥模型,经过CAD数字模型和小比例油泥模型的反复修改之后,再制作1:
1油泥模型,最终确立外观造型方案。
图6:
图为奔驰F700概念车正向设计流程,1)设计师依据产品企划时所定的规划与设计构想,绘制草图及效果图。
图7:
2)制作小比例油泥模型,对车身造型进行实体评价并且反馈。
图8:
3)制作1:
1油泥模型过程
图9:
4)对于1:
1油泥模型进行专业方案评估
图10:
全功能工程样车制造过程
图11:
全功能工程样车装配过程
图12:
奔驰F700概念车全功能工程样车完成
然而在正向设计中导入逆向工程设计流程之后,油泥模型与数字模型的制作顺序发生了颠倒,设计师可以在油泥模型中多次完成修改之后通过三坐标测量仪对其进行扫描,由CAD程序生成数字模型,由此减少数字模型与油泥模型之间因反复修改所消耗的时间。
之所以说这种混合模式与“逆向抄车”截然不同是因为前者逆向的对象是以原创草图和效果图为基础创建出的小比例油泥模型,而后者逆向的对象却是仿制原型车。
比亚迪某工程师曾经告诉国内汽车媒体《中国汽车要闻》称:
“F0并不是一款完全依赖于逆向设计的产品,而是逆向与正向相结合的研发思路。
说F0像AYGO我不否认,但再看看我们的灯体设计,这是我们自己正向研发的东西,效果很不错。
”当我们了解真正意义上的正向开发与正向逆向混合开发流程之后,再来看看这位比亚迪工程师的话就会不禁发笑了,因为比亚迪F0的逆向过程只能用我们下面将要谈到的“逆向抄车”来形容,而他所声称的“正向研发”也只不过是逆向抄车过程中对于仿制原型车的局部修改而已。
揭秘“逆向抄车”流程
在了解正向开发流程之后,我们再来看看目前一些自主品牌所采用的“逆向抄车”流程:
在逆向抄车过程中,仿制目标车型的选择呈现两种趋势,一种是选择国内市场热销的合资车型,例如仿制丰田花冠的比亚迪F3,吉利远景等。
另一种则是选择并未在国内市场销售的车型,例如仿制ScionxA的长城炫丽等。
前者侧重借搭仿制原型车的顺风车心理,后者则更侧重寄希望于选择冷僻的仿制原型车可以瞒天过海的心理。
图13:
比亚迪F0的仿制原型车为丰田Aygo,针对车灯,保险杠造型进行局部修改是为避讳外观知识产权问题。
图14:
长城炫丽的仿制原型车选择的是仅在北美市场上市的ScionxA,车身外廓与原型车几乎一致,只是前脸造型改为酷似丰田雅力士,典型的拼接风格。
在选定好仿制原型车之后,一般的做法是以原型车车身结构不做改变,但由于要避讳外观知识产权的问题,都不会直接原样复制外观造型,往往会对仿制原型车做局部的造型调整与修改,这些工作相比全新车身造型与车身结构而言工作量和所花费的时间,成本要小得多,风险自然也大幅降低。
在对仿制原型车与车身做局部选型修改时,因考虑到不能影响原车身结构的可靠性、结构工艺性,所以一般尽可能延用原车身的结构分块思想与联接方式,对于底盘部件也要延用,继承原车的可靠性与工艺性,不产生风险。
这也就是为什么不少以仿制为基础的自主车型总是无法脱离原型车造型的根源所在。
针对车灯,保险杠造型进行局部修改的“设计理念”直接导致产生如同比亚迪F3那种前后设计风格不搭的拼接风格。
单从外观造型和车身,底盘结构开发的角度上看,采用“逆向抄车”手段制成的比亚迪F3与采用“正向开发”方式设计的奇瑞A3,华晨骏捷等车型存在本质上的差距。
图15:
用三坐标测量仪以及激光扫描系统对改型后的仿制原型车进行内外表面测量、扫描,获得车身内外表面三维点数据。
图16:
逆向工程的技术手段并不深奥,也没有技术挑战性,因此目前国内能提供这种“逆向抄车”服务的工程公司也多如牛毛。
进入确定造型方案的过程有时甚至会直接以仿制原型车为基础,局部用油泥直接进行造型修改。
评审通过后,用三坐标测量仪以及激光扫描系统对改型后的仿制原型车进行内外表面测量、扫描,获得车身内外表面三维点数据。
同时,由于仿制原型车的车身是一个装配总成,因此要获得所有零部件全面三维信息,必须对原型车进行拆解,获得每一个零件的尺寸数据,以及装配(焊)工艺过程信息。
逆向抄车并非开发捷径
同样引用那位比亚迪工程师的说法:
“我觉得,逆向的设计思路没有问题,在起步阶段尤其对自主品牌而言,逆向可以让厂家在最短的时间内消化吸收到来自于成熟产品的设计。
反过来,正向相对逆向所冒的风险就要大的多。
”然而,比亚迪逆向抄车真的做到消化吸收了吗?
从笔者曾经驾驶比亚迪F3的亲身感受来看,尽管比亚迪F3有着丰田花冠酷似的外观,但是两款车所给人带来的驾驶感受差异却依然相当明显。
另外,从比亚迪F3在CNCAP碰撞试验(注:
CNCAP碰撞试验相对欧洲EuroNCAP和美国IIHS碰撞试验,测试速度更低)中的三星评级和实际表现来看,比亚迪F3只抄到了丰田花冠的皮毛,没有学到车身结构与材料选择的真正内涵。
如果将比亚迪F3与奇瑞A3,荣威550这样经过正向开发的自主品牌车型相比,靠逆向抄车手段获得的比亚迪F3只能甘拜下风。
图17:
从比亚迪F3在CNCAP碰撞试验中的三星评级和实际表现来看,比亚迪F3只抄到了丰田花冠的皮毛,没有学到车身结构与材料选择的真正内涵。
图中显示碰撞后的比亚迪F3的前排座椅发生严重位移。
图18:
全新开发车身结构的奇瑞A3在车身结构与车内约束系统都表现良好,奇瑞A3在CNCAP碰撞试验中获得五星评价。
图19:
正向开发的荣威550在CNCAP碰撞试验中同样获得五星评价。
图20:
如果将比亚迪F3与奇瑞A3,荣威550这样经过正向开发的自主品牌车型相比,靠逆向抄车手段获得的比亚迪F3只能甘拜下风。
不过,不得不承认,比亚迪惯用的“改头换面,掐头去尾,东拼西凑式”的造型设计方法和抄车风格,如果遇到外观造型的知识产权官司,输家未必是被告。
但是这样的小聪明实在没有什么值得骄傲的地方,意大利著名汽车设计师乔治亚罗先生曾在接受采访时说过这样的话倒是值得比亚迪的管理层和设计师,乃至众多依然采用仿制模式的厂商冷静思考:
仿造在欧美国家相对来说比较困难。
因为它走了一个简洁的路线,很多过程都没有吸收,这个办法一个是不可取,再一个不太允许这么做。
如果是仿造的话,并没有学到真的东西,永远是简化了的学习过程。
图21:
曾经是“抄袭模仿派”代表奇瑞和吉利跳出了抄袭的怪圈,推出了奇瑞A3,A6,吉利FC-2等新车型,吉利的转变证明在产品研发上的投入更进一步。
图22:
“合资派”为代表的一汽,上汽等国有巨头推出的自主车型奔腾B50,荣威550则起点更高。
从去年的北京国际车展上,我们已经欣喜的看到:
曾经是“抄袭模仿派”代表,“技术合作派”代表和“合资派”代表纷纷推出令人称道的新车型和概念车。
例如,“抄袭模仿派”的奇瑞和吉利跳出了抄袭的怪圈,推出了奇瑞A3,A6,吉利FC-2等新车型。
“技术合作派”的华晨也推出令人耳目一新的新车型,“合资派”的一汽,上汽等国有巨头推出的自主车型奔腾B50,荣威550则起点更高。
图23:
越来越多的自主品牌开始选择走向艰难并且投资风险巨大的正向设计流程,但是走低成本仿制路线的自主品牌则逐渐成为一股市场逆流。
图为正向开发的奇瑞A3拆解。
当越来越多的自主品牌开始选择走向艰难并且投资风险巨大的正向设计流程时,走低成本仿制路线的自主品牌则逐渐成为一股市场逆流。
可以想象如果当“逆向抄车”这种投机取巧的手段成为中国低端市场主流的那一刻开始,中国汽车行业也将进入半山寨时代。
进而当创新的积极性彻底被浇灭,国内企业无人再敢向研发设计投资时,严峻的后果可想而知。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 逆向 工程
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)