当今，计算机辅助设计与制造技术被广泛应用于各行各业，尤其是近些年来对原有产品进行改进设计方面的内容在逐渐增多，这就需要对相关产品及其零部件进行复制和再设计。对实物的复制和再设计的过程被称为逆向工程(Reverse En-gineering，RE)。RE技术是进行产品进行快速研发的重要手段之一。随着计算机技术的飞速发展，RE和RP技术的有机结合以及借助计算机网络的异地设计等都会对新产品的快速研发起到很好的推动作用。

(一)RE相关技术及应用

1.RE技术 逆向工程技术也称为反求工程、反向工程等，它能将已有实物或模型转换为三维点云数据资料，借助这些数据资料能在短时间内快速地对已有产品或模型进行造型上的修改与创新设计，即RE技术的主要内容就是将实物转变为三维CAD数据资料并进行几何模型重构与产品的快速制造。

通过RE技术构建三维CAD数据资料的主要内容是：首先借助三维测量装置对实物进行三维点云数据资料的采样以获取实物的三维点云数据资料，即对实物进行三维离散数字化处理，这是RE的关键技术；其次再对三维点云数据资料进行预处理，如进行数据的平滑滤波、消除噪声、删除冗余数据资料、重要特征的提取与排序等，初步确定实物的几何特征信息；然后再进行三维曲面的修改与重构，如将数据资料按研发需求进行曲面的建构与重构、拼接等工作；最后将曲面模型进行检查与修改并等待输出。

可以看出，RE技术的大致过程是从产品或模型到再设计、然后造型的过程，是一个重新再设计的过程。它是以当前计算机相关软硬件设施作为重要的辅助工具，开发出更为先进的产品，是消化吸收的最佳捷径。目前，有相当多的产品的研发都采用此种设计方式，几乎与传统的从概念设计到图样、再制造出产品的正向设计并驾齐驱。

2.RE的应用 在20世纪90年代初，RE技术就作为产品研发的一种重要手段，引起各国各界的高度重视。由于市场的需求快速增长，RE技术在制造业领域中的应用也越来越普及。

目前RE技术主要应用在以下几方面：利用RE技术生成RP系统的接口数据；利用RE技术生成层片文件，直接驱动RP设备进行快速制造；利用RE技术重构出所需的三维实体模型，进行产品的快速研发。

(二)集成RE、RP系统框架

在RP技术中引进RE相关技术，形成一个快速设计、快速制造与快速检测的闭环反馈系统，能有效发挥RP技术的优势。目前，大多数RP技术系统都有相关的RE工程系统。图7-5所示为集成的RE、RP系统框架。可以将集成的RE、RP系统分为三个子系统：数据处理子系统、模型重构子系统和产品三维快速制造子系统。(www.daowen.com)

图7-5 集成的RE、RP系统框架

1.数据处理子系统 数据处理子系统包括实物或模型的三维测量、模型分析、建模方案的制定、三维数据的预处理等内容。实物的三维数据处理是通过特定的三维测量设备及相关测量方法，获取实物或模型表面离散点的三维坐标数据，并在此基础上进行曲面的编辑与修改等工作。

2.模型重构子系统 在模型重构子系统中，RE设计与概念设计都会给三维CAD建模带来误差，从而导致由三维数据点拟合的数据CAD模型与需设计的产品外观及结构之间有差异。因此，需将三维数据模型导入RP设备识别的文件(如STL)后，再对其进行模型的转换优化、再设计与模型的校验等工作，使得该数据在模型重建和CAD/CAE/CAM系统中实现统一共享，以达到模型重建模块与CAD/CAM系统的无缝集成。

3.产品快速制造子系统 在工业设计领域，产品的研发基本都离不开CAD系统，主要的制造模式有以下三种：首先进行二维图的设计，再选择不同的组合加工与制造方式，此方式即原来的传统的产品制造方式；通过CAM加工完成，此方式主要是进行利用数控加工完成产品的制作，主要用于模具产品或具有复杂外形的产品；由RP设备快速制成产品制件，此种方式一般用于模型的检验和评估或最终产品的制作。

通过以上三个子系统的恰当集成，建立起集成RE、RP的系统框架。这种方法最大的优点是可以借助RE、RP技术，快速地对实物样件进行分析和修改，并通过不断的分析、修改，以实现产品的不断创新与研发。

在复杂外形产品开发中借助RE、RP集成系统技术，可改进新产品的设计质量、缩短研发时间与费用，并实现产品的快速开发。若能在新产品的研发中结合通用CAD/CAM软件以及RE相关技术快速完成复杂外形产品CAD设计，并以集成的RE、RP系统框架为基础，构建出集成RE、RP、CAD/CAM、Internet、NC等技术的复杂外形产品快速开发系统框架，则将对缩短复杂外形新产品的研发周期具有重要的推动作用。