如何设定逆向工程技术的学习目标

逆向工程(又称逆向技术)是一种产品设计技术再生产的过程,即对一个目标产品进行逆向分析和研究,从而推导出并获得该产品的设计要素,如加工流程、组织结构、功能特性、技术规格等,以制造出功能相似但不完全相同的产品。逆向工程来源于商业和军事领域的硬件分析。其主要目的是在不容易获得必要的生产信息的情况下,直接从成品的分析中推导出产品的设计原理。

逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重侵犯,但在实际应用中,它可能会保护知识产权所有者。比如在集成电路领域,如果一家公司涉嫌侵犯知识产权,可以利用逆向工程技术寻找证据。

中文名称逆向工程,也称为反向技术,保护知识产权所有者,并努力确认竞争产品是否侵犯专利或版权。

目录

1产生动力

2功能

3机械设备

4逆向工程

5方法实现

6相关操作软件

7硬件

8项流行技术

研究与开发

系统

关键技术

9相关法律

10扩展应用程序

动机编辑

逆向工程的原因如下:

●界面设计。因为互操作性,逆向工程被用来寻找系统间的合作协议。

●军事或商业机密。窃取敌人或竞争对手的最新研究成果或产品原型。

●改进文件。当原始文档不足时,以及系统更新,原设计者不在时,利用逆向工程获取所需数据,以补充说明或了解系统的最新状态。

●软件升级或更新。由于功能、合规性、安全性和其他需求的变化,逆向工程被用来了解现有的或遗留的软件系统,以评估更新或移植系统所需的工作。

●制作未经许可/授权的副本。

●学术/学习目的。

●取消复制保护和变相登录权限。

●文件丢失:在逆向工程的情况下,某个特种设备的文件已经丢失(或者根本没有),同时找不到项目负责人。一个完整的系统往往需要在旧系统的基础上重新设计,这意味着整合原有功能和进行项目的唯一方法是使用逆向工程的方法来分析现有的片段进行重新设计。

●产品分析:用于调查产品的运行方式、成分构成、预估预算、识别潜在侵权。

●制作游戏插件:通过逆向工程了解游戏运行机制,然后通过修改内存值,修改内存中的代码,调用内部函数,绕过保护机制,实现插件功能。

动作编辑

逆向工程广泛应用于新产品开发和产品改型设计、产品仿制、质量分析和测试等领域。其职能是:

1,缩短产品的设计开发周期,加快产品的更新换代;

2.降低开发新产品的成本和风险;

3.加快产品建模和系列化设计;

4.适用于单件小批量零件的制造,尤其是模具的制造,可分为直接成型和间接成型。直接成型法:基于RP技术的快速直接成型法是将模具CAD的结果通过RP系统直接制造成型。这种方法不需要使用RP系统制作样品,也不依赖于传统的模具制造技术。它特别适用于金属模具制造,是一种很有前途的模具制造方法。间接制模法:间接制模法是利用RP技术制作产品零件的原型,以原型为母模、模芯或制模工具(研磨模具),再结合传统制模技术制作所需模具。

机械设备编辑

随着计算机辅助设计的普及,逆向工程已经成为一种可以根据现有的物理部件,通过CAD、CAM、CAE或其他软件建立三维虚拟模型的方法。逆向工程的过程采用测量实际物体的尺寸并将其制作成3D模型的方法。实物可以通过三坐标测量机、激光扫描仪、结构光源转换器或X射线断层扫描仪等3D扫描技术进行测量。这些测量数据通常被视为点集,缺乏拓扑信息,通常被制成更有用的格式,如多边形网格、NURBS曲线或CAD模型。由于顶点云本身不像3D软件中的模型那样直观,像3-matic、Imageware、PolyWorks、Rapidform或Geomagic,这些软件都提供了将顶点云转换成可见图像或其他应用程序可以识别的格式的功能,如3D CAD、CAM和CAE。

同时,将需要逆向工程来将真实的几何图形应用于虚拟数字开发环境中的商业活动,例如将自身产品或竞争对手的三维数据数字化。通过这种手段,我们可以分析产品的运行模式,组件的构成,估算预算,识别潜在的侵权行为。

价值工程也是一种类似的商业手段。然而,价值工程的目的是通过逆向构建和分析产品来找到省钱的方法。

逆向工程编辑器

逆向工程(也称为逆向工程)是对产品设计过程的描述。2007年初,我国相关法律将逆向工程更名,承认了逆向技术用于学习和研究的合法性。

在工程技术人员的一般概念中,产品设计过程是一个从设计到产品的过程,即设计师首先在脑海中构思产品的外形、性能和大概的技术参数,然后在详细设计阶段完成各种数据模型,最后将这个模型转移到R&D过程中,完成产品的整个设计和R&D循环。这个产品设计过程称为“正向设计”过程。逆向工程产品设计可以认为是一个从产品到设计的过程。简单来说,逆向工程产品设计就是根据现有产品逆向推导出产品设计数据(包括各种设计图纸或数据模型)的过程。从这个意义上说,逆向工程在工业设计中的应用由来已久。比如早期造船业常用的船体放样设计,就是逆向工程的一个很好的例子。

随着计算机技术在各个领域的广泛应用,特别是软件开发技术的飞速发展,通过对基于某个软件的源代码进行反汇编和读取来推断其数据结构、体系结构和编程信息,已经成为软件逆向工程技术的主要对象。软件逆向技术的目的是学习和借鉴先进的技术,尤其是当你手里没有合适的文档,又确实需要实现某个软件的功能的时候。正因为如此,很多软件为了垄断技术,在软件安装前都要求用户同意不做逆向研究。

逆向工程的实施过程是一个多领域、多学科的协同过程。

实现编辑的方法

软件逆向工程的实现方式有很多种,主要有三种:

1.分析通过信息交流获得的观察结果。

最常用于协议逆向工程,包括总线分析器和数据包嗅探器的使用。在连接到计算机总线或网络并成功截取通信数据之后,可以分析总线或网络的行为,以创建具有相同行为的通信实现。这种方法特别适用于设备驱动程序的逆向工程。有时,硬件制造商专门制作的工具,如JTAG端口或各种调试工具,也有助于嵌入式系统的逆向工程。对于微软的Windows系统,流行的底层调试器是SoftICE。

2.反汇编,即使用反汇编器,将程序的原机器码翻译成更容易阅读和理解的汇编代码。这适用于任何计算机程序,尤其是对于不熟悉机器码的人。流行的相关工具有OllyDebug和IDA。

3.反编译,即使用反编译器,试图从程序的机器码或字节码中重现高级语言的源代码。

相关操作软件编辑

图像软件

美国EDS公司生产的Imageware是最著名的逆向工程软件,正被广泛应用于汽车、航空、航天、消费电器、模具、电脑零部件等设计制造领域。该软件拥有庞大的用户群,包括宝马、波音、通用、克莱斯勒、福特、雷神、丰田等国际知名公司。、以及上海大众、上海交大、上海德尔福、成都飞机制造公司等国内企业。

以前软件主要用于航空航天和汽车行业,因为这两个领域对气动性能要求很高,在产品开发之初就要认真考虑气动性能。常规的设计流程是先根据工业建模的需要进行结构设计,然后将污泥模型送到风洞实验室进行气动性能测量,再根据实验结果反复修改模型,直到得到满意的结果,这样最终的污泥模型才是满足需要的模型。如何准确地将污泥模型的形状输入电脑成为电子模型,需要使用逆向工程软件。首先用三坐标测量仪测量出模型表面的点阵数据,然后用逆向工程软件(如Imageware surfacer)处理就可以得到1类表面。

随着科技的进步和消费水平的不断提高,其他很多行业也开始使用逆向工程软件进行产品设计。以微软公司生产的鼠标为例。就其功能而言,只需要三个按键就能满足使用需求。但如何让鼠标手感最好,长期使用后不容易感到疲劳,是厂商需要认真考虑的问题。所以微软先根据人机工程学做了几个模型给用户评估,然后根据评估意见直接修改模型直到大家都满意,最后利用逆向工程软件Imageware从模型数据生成CAD数据。产品投放市场时,以其新颖的外观、流畅的曲线、良好的手感和符合人体工程学的原理得到了用户的广泛认可,市场份额大幅增长。

Imageware逆向工程软件的主要产品有:

surfacer-逆向工程工具和1类表面生成工具

结论-比较和评估测量数据和CAD数据。

构建它-提供实时测量能力并验证产品的可制造性。

rpm-生成快速原型数据

view-类似于Verdict,主要用于提供3D报告。

Imageware采用NURBS技术,软件功能强大,易于应用。Imageware对硬件要求不高,可以在各种平台上运行:UNIX工作站和PC电脑,其操作系统可以是UNIX、NT、Windows95等平台。

由于Imageware拥有先进的逆向工程技术,产品一经推出就占据了很大的市场份额,软件收入正以每年47%的速度快速增长。

Surfacer是Imageware的主要产品,主要用于逆向工程。其数据处理过程遵循点-曲线-曲面的原理,过程简单明了,软件易于使用。流程如下:

第一,点流程

读入点阵数据。

Surfacer可以接收几乎所有的坐标测量数据,此外,它还可以接收其他格式,如STL,VDA等。

将分开的格子对齐(如有必要)。

有时,由于零件形状复杂,一次扫描无法获得所有数据,或者零件太大,无法一次扫描,因此需要移动或旋转零件,这会得到许多单独的网格。Surfacer可以使用柱面、球面、平面等特殊的点信息来精确对齐网格。

判断点阵,去除噪声点(即测量误差点)。

由于测量工具和方法的限制,有时会出现一些噪声点。Surfacer有很多工具可以判断晶格,去除噪点,保证结果的准确性。

通过视觉点阵观察判断,规划如何创建曲面。

一个零件是由许多单独的曲面组成的,对于每个曲面,可以根据特征来判断以什么方式形成它。比如,如果曲面可以直接由点的网格生成,可以考虑直接使用这个网格;如果曲面需要使用多段曲线蒙皮,可以考虑截取点的分割。提前规划可以避免以后走弯路。

根据需要创建点网格或点线段。

Surfacer可以提供各种工具来生成网格和分割点。这些工具使用灵活方便,还可以一次生成多个点的分割。

二、曲线创建过程

判断并决定生成哪种类型的曲线。

曲线可以准确地穿过网格,也可以非常平滑(捕捉到网格所代表的曲线的主要形状),或者介于两者之间。

创建一条曲线。

根据需要创建曲线,并通过更改控制点的数量来调整曲线。当控制点的数量增加时,形状拟合得很好,而当控制点的数量减少时,曲线更平滑。

诊断和修改曲线。

可以通过曲线的曲率来判断曲线的光滑程度,检查曲线与晶格的一致性,改变曲线与其他曲线之间的连续性(连接、相切和曲率连续性)。Surfacer提供了许多调整和修改曲线的工具。

第三,表面创造的过程

决定生成哪个表面。

像曲线,可以考虑生成更精确的曲面,更光滑的曲面(比如1类曲面),或者两者都有,可以根据产品设计的需要来决定。

创建一个曲面。

创建曲面的方法有很多种,比如直接用lattice生成拟合自由形式,通过蒙皮、扫掠、四条边界线生成曲线曲面等。、或结合晶格和曲线的信息来创建表面。也可以通过其他方法生成曲面,如圆角、跨桥面等。

诊断和修改曲面。

比较曲面与网格的匹配程度,检查曲面的光滑度及其与其他曲面的连续性,并进行修改,例如将曲面与网格对齐,调整曲面的控制点以使曲面更光滑,或者重建曲面。

英国黛安芬摩托车有限公司的设计工程师克里斯·查特伯恩(Chris Chatburn)说:“有了Surfacer,我们可以在更短的时间内完成更多的设计周期,这可以将我们的设计时间减少50%。”

新发布的Surfacer 10.6软件完全集成了以下工作流程的高性能工具:

灵活的曲面创建工具:在弹性设计环境中直接从曲线、曲面或测量数据创建曲面非常方便,支持Betzl和NURBS曲面。用户可以选择合适的表面方法,并通过结合两种方法的优点而受益。

动态表面修改工具:允许用户以交互的方式探索设计主题,并可以立即看到它是否漂亮以及想法是否符合工程概念。通过精心的施工过程,设计、工程分析和制造的标准都考虑在内,因此无需在每次修改表面时重新检查标准。

曲面实时诊断工具:可提供任意截面的连续性、曲面的反射线、高亮线、光谱图、曲率云图、柱面光源照射下的反射图等多种方法,可在设计中随时发现曲面缺陷。

有效的曲面连续性管理工具:在复杂曲面缝合的情况下,即使移动和修改曲面,也能保证曲面和与之相连的曲面之间的曲率连续性,避免了枯燥的手动重新调整过程。

扫描数据处理能力强:根据彩虹图法(相当于假设雨水从上方落下,雨水速度的差异是形状差异造成的)和曲率变化云图法(对于一个完全光滑的class 1曲面,相当于曲率变化为零,对于两个不同的曲面,这个值会有所不同),快速捕捉产品的主要特征,快速建立每个对应曲面,避免了麻烦。

正因为Imageware在计算机辅助曲面检测、曲面建模、快速成型等方面具有无可比拟的强大功能,当之无愧为逆向工程领域的佼佼者。

Geomagic工作室

美国Raindrop出品的逆向工程和三维检测软件Geomagic Studio,可以轻松地从扫描的点云数据创建完美的多边形模型和网格,并能自动转换成NURBS曲面。该软件也是除Imageware之外应用最广泛的逆向工程软件。

Geomagic Studio主要包括五个模块:资格,形状,包装,抽取和捕捉。主要功能包括:

自动将点云数据转换为多边形。

快速减少多边形的数量(抽取)

将多边形转化为NURBS曲面

表面分析(公差分析等。)

输出文件格式(IGS,STL,DXF等。)匹配CAD/CAM/CAE。

1.从CAD模型获得的产品模型

2.将CAD模型读入Geomagic Studio。

3.CAD设计模型和从实际模型扫描的点云数据(不同坐标系)

4.扫描数据与CAD模型的自动匹配。

5.扫描数据和CAD模型之间的自动对齐

6.错误以彩色图形直观地显示出来。

7.用户可以标记任何点错误。

8.鉴定结果可以以HTML格式输出。

CopyCAD

CopyCAD是英国DELCAM公司生产的一款功能强大的逆向工程系统软件,可以让现有零件或实体模型生成三维CAD模型。该软件为从数字化数据生成CAD表面提供了一个复杂的工具。CopyCAD可以接收坐标测量机床的数据,同时跟踪机床和激光扫描仪。

CopyCAD简单的用户界面可以让用户在最短的时间内进行制作,并且可以快速掌握其功能,即使是初次使用的用户也可以使用。使用CopyCAD的用户将能够快速编辑数字化数据,并生成高质量的复杂表面。软件系统可以完全控制曲面边界的选择,然后根据设定的公差自动生成光滑曲面。同时,CopyCAD还可以保证连接曲面之间切线的连续性。

该软件的主要功能如下:

数字化点数据输入

管道图形和三角形模型文件

数控坐标测量机床

分离的ASCII码和NC文件

激光扫描仪、3D扫描仪和SCANTRON

PC ArtCAM

Renishaw MOD文件

点运算

可以增加,减少,删除,移动,隐藏和标记点。

模型的三维偏差可以被补偿以测量探针尺寸。

能够变换,缩放,旋转和镜像模型。

能够切割平面、多边形或其他模型。