第一篇：逆向工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐中的運(yùn)用

逆向工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐中的運(yùn)用

陳駿

張強(qiáng)

（沈陽航空工業(yè)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系 110034）

wtrues@sina.com.cn

摘要

曲面形態(tài)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)在當(dāng)今的工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域是一大潮流。形態(tài)獨(dú)特而又具有優(yōu)美曲線的 產(chǎn)品也日益成為廣大消費(fèi)者的追求。基于此，在眾多的產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中融入了設(shè)計(jì)師無限的想 象和創(chuàng)造力，曲面造型的產(chǎn)品亦更多的以親和、人性化的一面呈現(xiàn)在人們面前。

在具有曲面特征的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程之中，前期對(duì)產(chǎn)品形態(tài)的創(chuàng)意、構(gòu)思，是設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品本身造型特征的感性把握；而進(jìn)入產(chǎn)品設(shè)計(jì)的后期，即工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，此時(shí)設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品造型特征曲線、曲面的思考就應(yīng)帶有理性的，定量的分析。逆向工程在設(shè)計(jì)流程中的介入無疑成為工業(yè)設(shè)計(jì)師進(jìn)行曲面造型的有力武器。

逆向工程是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中最常用的CAID手段之一，作為進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)教育的教學(xué)單位，亦是工業(yè)設(shè)計(jì)探索的科研單位，我系始終在教學(xué)領(lǐng)域活動(dòng)向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中不斷嘗試，均取得了良好效果，先后與營(yíng)口尹氏商貿(mào)有限公司合作進(jìn)行了帕薩特、中華、高爾夫轎車用擋泥板設(shè)計(jì)，以及沈飛日野新一代豪華大巴的前圍造型設(shè)計(jì)，在這兩大項(xiàng)目中，逆向工程的運(yùn)用使得設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期大大縮短，有效節(jié)約了人力、物力資源。關(guān)鍵詞

CAID、逆向工程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、曲面

1． 向工程使產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程產(chǎn)生重大變革

在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，許多具有曲線曲面設(shè)計(jì)涉及到運(yùn)動(dòng)物體的外形，例如汽車、飛機(jī)、船舶的造型設(shè)計(jì)，這些交通工具的造型光滑與否直接影響到其運(yùn)動(dòng)性能，因此，一種曲線曲面的CAD/CAM造型方法被提出，由此發(fā)端也波及產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。逆向工程正是其中一種最為常用的CAID手段之一。

作為一種新式的產(chǎn)品開發(fā)概念，逆向工程技術(shù)是一項(xiàng)綜合了三維測(cè)量、快速成型等高新技術(shù)，在沒有設(shè)計(jì)圖紙或者設(shè)計(jì)圖紙不完整以及沒有CAD模型的情況下，按照現(xiàn)有零件的模型（稱為零件原形），利用各種數(shù)字化技術(shù)及CAD技術(shù)重新構(gòu)造原形CAD模型的過程。逆向工程是近年來發(fā)展起來的，并消化和吸收了一系列先進(jìn)分析方法和應(yīng)用技術(shù)，其主要目的是為了改善產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)水平，提高生產(chǎn)率，增強(qiáng)企業(yè)及其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。世界各國(guó)在經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展中，應(yīng)用逆向工程消化吸收先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，給人們有益的啟示。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各國(guó)百分之七十以上的技術(shù)源于國(guó)外，逆向工程作為掌握技術(shù)的一種手段，可使產(chǎn)品研制周期縮短百分之四十以上，極大提高了生產(chǎn)率。因此 研究逆向工程技術(shù)，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，具有重大的意義。

逆向工程技術(shù)對(duì)整個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)的意義是重大的。擁有此技術(shù)，設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖將被真實(shí)的再現(xiàn)。以轎車的設(shè)計(jì)為例，在產(chǎn)品開發(fā)前期，設(shè)計(jì)師的意圖形成里草圖效果圖，膠帶圖，直至模型制作完成，設(shè)計(jì)師的意圖、理念體現(xiàn)闡述告一段落。如何將這些概念模型轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品？接下來的事交給逆向工程技術(shù)。以三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x為源頭，對(duì)設(shè)計(jì)師的模型進(jìn)行精確的數(shù)字化掃描，得到其三維輪廓數(shù)據(jù)，通常它將使大量的離散點(diǎn)云，結(jié)合專門的逆向工程軟件對(duì)其進(jìn)行曲面重建，生成實(shí)體，配合數(shù)字化加工中心，即可加工出模具，投放生產(chǎn)。

相同的設(shè)計(jì)流程如果針對(duì)一些小型產(chǎn)品，那么還可以通過快速成型機(jī)制造出樣品，甚至可以硅膠制模進(jìn)行小批量生產(chǎn)，快速地將產(chǎn)品投向市場(chǎng)，以驗(yàn)證市場(chǎng)，既可以為商家搶占商機(jī)，也為贏得市場(chǎng)節(jié)省大量寶貴時(shí)間，并且有效地減少了風(fēng)險(xiǎn)。

由此可見，可以說現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)流程中，逆向工程已然成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)不可缺少的有力手段。

2． 工程在設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)中的運(yùn)用

沈陽是聞名全國(guó)的裝備制造業(yè)基地，放眼全國(guó)，制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)是激烈且殘酷的，南方一些地區(qū)之所以在改革開放之后成為制造業(yè)的又

一生立軍，是因?yàn)榇罅扛咝录夹g(shù)、裝備的采用。而對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)而言，CAD/CAM技術(shù)的運(yùn)用無疑是設(shè)計(jì)向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的紐帶。

沈陽航空工業(yè)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系作為我國(guó)東北地區(qū)較早開設(shè)的工業(yè)設(shè)計(jì)系之一，借助我學(xué)院以工科為主的優(yōu)勢(shì)，除了進(jìn)行常規(guī)的教學(xué)，在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的技術(shù)研究上也進(jìn)行了一些有益的嘗試。

以我系與遼寧省營(yíng)口尹氏商貿(mào)有限公司合作開發(fā)轎車用擋泥板為例，這是一次典型的以

逆向工程為主要設(shè)計(jì)開發(fā)手段的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程（見圖）。首先，在設(shè)計(jì)輸入階段，客戶先確定希望開發(fā)擋泥板的車型（以帕薩特車型為例），設(shè)計(jì)師在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，抓住此款車型的造型風(fēng)格要素：圓潤(rùn)飽滿的車體輪廓，車身造型中曲線曲面居多，卻又不失剛強(qiáng)。很快設(shè)計(jì)草圖、方案得到客戶的認(rèn)可，接下來就直接在實(shí)車上進(jìn)行等比例的油泥模型造型制作。這中間省略了尺寸線圖的制作步驟，因?yàn)閾跄喟逍螒B(tài)復(fù)雜，曲面較多，難于用圖紙表達(dá)，而且因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境的局限（車身下方），因此尺寸圖或者膠帶圖顯得毫無意義。依據(jù)效果圖，在實(shí)車的條件下，擋泥板的距地高度，寬度得到確定，造型也得到客戶的認(rèn)可，下一步就進(jìn)入后期的逆向工程階段。

通過激光測(cè)量?jī)x，油泥模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為離散點(diǎn)云形式的三維數(shù)據(jù)的形式，通常它是由數(shù)以萬計(jì)的空間點(diǎn)構(gòu)成的，將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入例如I-DEAS, Surfacer, UG等逆向工程軟件之中，進(jìn)行曲面的重新構(gòu)件。大致步驟是這樣的：①導(dǎo)入點(diǎn)云，移除雜點(diǎn)；②提取特征點(diǎn)云，用來構(gòu)建曲線；③以購建完成的數(shù)條曲線構(gòu)建曲面；④將曲面物體經(jīng)過一定工序構(gòu)建為實(shí)體；⑤對(duì)此實(shí)體進(jìn)行其他相應(yīng)的操作，例如加筋板，開安裝孔等。當(dāng)然這只是大概的步驟，曲面重建是一項(xiàng)辛苦的工作，點(diǎn)、線、面構(gòu)建時(shí)的質(zhì)量好壞，關(guān)系到實(shí)體構(gòu)建的好壞，也直接關(guān)系到快速成型的成敗。在實(shí)體CAD模型構(gòu)建完畢之后，即可進(jìn)行快速成型，制成試驗(yàn)件，裝配在實(shí)車上進(jìn)行驗(yàn)證，如不符合設(shè)計(jì)要求應(yīng)修改CAD數(shù)字模型直至符合要求，在進(jìn)行快速成型并驗(yàn)證，待完善之后便可以進(jìn)行數(shù)控模具加工。這樣擋泥板的設(shè)計(jì)就宣告完成。

同樣的逆向工程流程也用在了我系和沈

飛日野客車公司的新型豪華大巴設(shè)計(jì)中。這些造型包括車前臉、前部的大燈燈罩、兩側(cè)車體以及保險(xiǎn)杠等，這些構(gòu)件均是玻璃鋼件。在整個(gè)的設(shè)計(jì)流程之中，筆者參加了1：5和1:1比例的油泥模型的制作，直至后期的逆向工程。在這期間，我深深的感覺到模型對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性，可以說設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意，思想均是由模型完全的體現(xiàn)出來：實(shí)體模型造型塊面的起伏、轉(zhuǎn)折給人的感受是全方位的，不僅可以在各個(gè)事件進(jìn)行觀察評(píng)價(jià)，而且他的形體是實(shí)實(shí)在在的，可以觸摸的。所以要搞好后期的曲面重建，必須對(duì)模型本身的造型有較深層的了解，這樣在能忠實(shí)再現(xiàn)設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意。

在利用ATOS照相掃描系統(tǒng)測(cè)取了等比例車體模型點(diǎn)云數(shù)據(jù)之后，同樣對(duì)其進(jìn)行了曲面的重新構(gòu)建，重新構(gòu)面是為了在這之后玻璃鋼車體的加工過程之中有尺寸參照的依據(jù)：客車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員可以在三維曲面車體上截取任意的截面線，用來制作裝配圖紙指導(dǎo)生產(chǎn)。

在曲面重建過程中，我們采用了處理大規(guī)模點(diǎn)云的專用軟件Surfacer，這個(gè)軟件的優(yōu)勢(shì)在于：可以將一整體點(diǎn)云視為一個(gè)物體，運(yùn)算進(jìn)程大大加快；針對(duì)點(diǎn)云的方便有效的功能大大加快了造型進(jìn)度。鑒于該點(diǎn)云數(shù)據(jù)量較大，根據(jù)原車造型，我們將其分為若干塊進(jìn)行構(gòu)建，如燈罩、保險(xiǎn)杠、前臉、側(cè)車體等，每個(gè)部件之間的裝配關(guān)系，以及相應(yīng)的必要尺寸應(yīng)事先由廠方提供，這些既定尺寸輕易不能更改，在建模中應(yīng)嚴(yán)格遵循。逆向建模工作是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)的工作，和前面所講述的方法一樣，由點(diǎn)到線，再進(jìn)行構(gòu)面，每一步都是需要耐心去調(diào)整的，因?yàn)槭浅醮紊婕斑@樣的工程，因此不是一蹴而就的，經(jīng)過和廠方結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的多次協(xié)調(diào)尺寸，最終才能通過。

3． 向工程對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的深遠(yuǎn)影響

作為教育單位，除了教書育人之外，將理論結(jié)合實(shí)踐，將設(shè)計(jì)付諸于生產(chǎn)是每個(gè)搞工業(yè)設(shè)計(jì)教育者的心聲。我系在教學(xué)之余（這些項(xiàng)目大都是在假期完成的）曾多次和廠家進(jìn)行合作開發(fā)新產(chǎn)品，將學(xué)院的科研優(yōu)勢(shì)付諸實(shí)踐，同時(shí)借此提高自身設(shè)計(jì)、科研水平，以提高教學(xué)質(zhì)量。

工業(yè)設(shè)計(jì)的活動(dòng)是與商業(yè)化、制造、市場(chǎng)緊密聯(lián)系的，而逆向工程正是順應(yīng)了制造業(yè)發(fā)展的需求而產(chǎn)生的，利用這項(xiàng)技術(shù)，商家可以快速搶占商機(jī)，贏得市場(chǎng)，有效規(guī)避投資風(fēng)險(xiǎn)。

總而言之，逆向工程對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)本身而言只是一項(xiàng)先進(jìn)的工具手段，僅此而已，和設(shè)計(jì)師本身的理念、創(chuàng)意并沒有太大的關(guān)系，但掌握了這項(xiàng)先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段之后將對(duì)設(shè)計(jì)師理念的再現(xiàn)，創(chuàng)意的闡述將起到關(guān)鍵的作用。相信這項(xiàng)技術(shù)必將推動(dòng)工業(yè)設(shè)計(jì)達(dá)到新的高度。

參考文獻(xiàn)

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用》，設(shè)計(jì)之角，2002.3.

第二篇：事理學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

事理學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，我們身邊的產(chǎn)品也變的越來越豐富，為了提升產(chǎn)品的品質(zhì)與易用性，各種設(shè)計(jì)理論與方法學(xué)也多種多樣。其中，設(shè)計(jì)事理學(xué)作為一種成熟的方法論正在越來越多地被運(yùn)用到具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。從生活中的“事理”出發(fā)，考慮產(chǎn)品與用戶的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)其中的問題，將其轉(zhuǎn)化為用戶的需求和產(chǎn)品。以“事”支撐產(chǎn)品地設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品合情合理，是設(shè)計(jì)事理學(xué)的核心。本文以具體的校園自助式洗衣機(jī)為例，闡述如何從設(shè)計(jì)“物”到“事”的轉(zhuǎn)化，將設(shè)計(jì)事理學(xué)貫穿到具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)為人們服務(wù)的目的。

人們經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高的同時(shí)，對(duì)生活的品質(zhì)要求也越來越高，關(guān)注點(diǎn)從原先具體的物轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品所涉及到的整個(gè)服務(wù)當(dāng)中，這就要求設(shè)計(jì)師們轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)思想，從原先就物論物的設(shè)計(jì)方式轉(zhuǎn)變到設(shè)計(jì)生活方式的層面上來，這就是設(shè)計(jì)事理學(xué)所強(qiáng)調(diào)的從設(shè)計(jì)“物”到設(shè)計(jì)“事”的思想，本文試圖通過校園自助式洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)來簡(jiǎn)要闡述下設(shè)計(jì)事理學(xué)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的“事理”

設(shè)計(jì)是事理學(xué)是有清華大學(xué)教授柳冠中教授提出，在運(yùn)用事理學(xué)之前，需要弄清楚其中事理的含義和概念。西蒙在人為事物中作了事與物的區(qū)別，柳冠中繼續(xù)指出，“物”即生活中具體存在的物品，泛指實(shí)實(shí)在在的材料、設(shè)備、工具等；而“事”是一個(gè)抽象的概念，是上述物與人的中介關(guān)系，它對(duì)物做了外部限制，也是評(píng)定物好壞的標(biāo)準(zhǔn)。事有宏觀和微觀之分，宏觀上的事指的是事情發(fā)生的的情景與背景，微觀上的事指的是具體的行為事情。

事在本文中指特定時(shí)空下，人與人或物之間發(fā)生的行為互動(dòng)或信息交換，在校園自助式洗衣機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的事宏觀上指的是學(xué)生使用自助式洗衣機(jī)的情境和背景信息，比如學(xué)生的宿舍生活情境和洗衣房洗衣情境，微觀上的事指學(xué)生在清洗衣物時(shí)與洗衣機(jī)發(fā)生的各種具體交互，比如放入衣物，選擇清洗方式，放入洗滌劑等等，在此過程中，人的意識(shí)有一定“意義”生成，而物發(fā)生了“狀態(tài)”的變化。

經(jīng)過對(duì)上述概念及內(nèi)容的理解下，我們?cè)賮砜丛O(shè)計(jì)事理學(xué)概念。從“物”到“事”，從“情”到“理”，我們將其概括為設(shè)計(jì)事理學(xué)。從這簡(jiǎn)短的描述中可以看出，任何設(shè)計(jì)的源頭都應(yīng)開始于特定人群的生活形態(tài)，生活方式及習(xí)慣的觀察、分析和研究，通過研究事去理解人的需求，進(jìn)而去創(chuàng)造滿足人們需求的物，再通過對(duì)人們使用設(shè)計(jì)物的過程進(jìn)行觀察與分析，找出其中的問題，加以改進(jìn)。這是事物發(fā)展“螺旋式”上升規(guī)律。

校園自助式洗衣機(jī)中的事理研究

校園自助式洗衣機(jī)產(chǎn)品，涉及到的場(chǎng)景包括校園公共洗衣房，學(xué)生的宿舍環(huán)境等，學(xué)生在具體的場(chǎng)景中與自助式洗衣機(jī)發(fā)生各種互動(dòng)，包括行為上互動(dòng)、信息的傳遞，因此在事理研究中需要先對(duì)場(chǎng)景和學(xué)生的行為進(jìn)行調(diào)研活動(dòng)。調(diào)研的切入點(diǎn)將依據(jù)設(shè)計(jì)事理學(xué)的理論，按照事的結(jié)構(gòu)予以展開，主要包括高校學(xué)生使用自助式洗衣機(jī)清洗衣物事件發(fā)生的空間環(huán)境，事件的主體學(xué)生，以及衣物清洗事件中人的行為等因素，以了解校園自助式洗衣機(jī)設(shè)計(jì)的外部因素。

設(shè)計(jì)事理學(xué)對(duì)于“事”的考察不在于采樣的多少，而在于“質(zhì)”，即調(diào)研的深度和理解程度，強(qiáng)調(diào)更深入到現(xiàn)象之中，通過親身體驗(yàn)了解研究對(duì)象的思維方式。因此調(diào)研的具體方法上，主要采用用戶日記和深入觀察的方法。

用戶圖片日記主要是讓被選取的高校學(xué)生用智能手機(jī)來記錄日常生活的衣物存放情況（尤其是已穿過的衣物存放情況）、以及使用自助助式洗衣機(jī)進(jìn)行衣物清洗的情況，還有衣物清洗完的后續(xù)處理晾曬情況。

觀察法是調(diào)查那些在用戶圖片日記中無法獲取的信息，比如高校學(xué)生的動(dòng)態(tài)行為、情感及性格特征等，發(fā)現(xiàn)具體的細(xì)節(jié)信息，探究現(xiàn)象背后的意義，以支撐最后設(shè)計(jì)方案的產(chǎn)出。

具體的調(diào)研過程就不在此贅述，上文已給出校園自助式洗衣機(jī)“事理”調(diào)研的內(nèi)容和方法，這里給出筆者的一個(gè)調(diào)研結(jié)果。高校學(xué)生使用自助式洗衣機(jī)的整個(gè)過程中問題主要表現(xiàn)幾種在以下三個(gè)方面：

1、對(duì)衛(wèi)生問題的關(guān)注，比如本能地對(duì)公共產(chǎn)品的衛(wèi)生產(chǎn)生心理上的排斥感，自助式洗衣機(jī)長(zhǎng)期使用后污漬在?韌氨諫系幕?累等；

2、對(duì)洗衣效率的關(guān)注，比如人多時(shí)有限的洗衣機(jī)怎樣清洗更多的衣物，衣物洗干凈后如何提醒學(xué)生及時(shí)取走等；

3、對(duì)洗衣過程便捷的關(guān)注，比如及時(shí)提前知道洗衣房中是否有空余的洗衣機(jī)，無需自己去把握放入洗衣液的量等。

通過對(duì)自助式洗衣機(jī)的事理研究，將結(jié)果進(jìn)行分析和整合，從中可以發(fā)現(xiàn)很多設(shè)計(jì)機(jī)遇，而每一個(gè)設(shè)計(jì)機(jī)遇都可以作為特定的設(shè)計(jì)主題進(jìn)行概念展開發(fā)展，比如針對(duì)衛(wèi)生這個(gè)角度，可以考慮在?韌安牧現(xiàn)刑砑涌咕?添加劑，或在洗衣機(jī)中增加除菌設(shè)備，又或者可以考慮采用?韌翱剎鸚斗絞劍?能獨(dú)立清洗。由此可見，用設(shè)計(jì)事理學(xué)的方法考慮設(shè)計(jì)問題始于從“事”中找到特定群體對(duì)產(chǎn)品的真實(shí)需求，事是問題的來源，是設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，也是設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)參照。

總結(jié)

作為一名工業(yè)設(shè)計(jì)師，可以從不同的角度進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可以是針對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的改良設(shè)計(jì)，可以是針對(duì)未來需求的概念設(shè)計(jì)，無論采用哪種設(shè)計(jì)方法，都需要清晰的了解特定群體的需求，針對(duì)其需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)事理學(xué)，作為一種研究用戶使用產(chǎn)品整個(gè)過程“事”的設(shè)計(jì)方法學(xué)，能沉浸到具體的情境當(dāng)中去挖掘用戶的需求，使得最終的設(shè)計(jì)更加合情合理。因此，設(shè)計(jì)事理學(xué)無論是對(duì)改良型產(chǎn)品設(shè)計(jì)或是概念型產(chǎn)品設(shè)計(jì)都能直擊用戶痛點(diǎn)，準(zhǔn)確把握用戶的根本需求，無論從理論上還是實(shí)踐上對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)都是有很大指導(dǎo)意義。

第三篇：符號(hào)在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中的運(yùn)用論文

摘要:符號(hào)的定義是指在整個(gè)社會(huì)范圍內(nèi)或某一專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)人們?yōu)楸硎灸撤N特殊意義或傳達(dá)某種信息而約定俗成所使用的標(biāo)識(shí)或記號(hào)。符號(hào)具有應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、形式簡(jiǎn)單且能簡(jiǎn)明扼要地傳遞信息的特點(diǎn)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、科技的迅速發(fā)展與各領(lǐng)域?qū)I(yè)化趨勢(shì)的加強(qiáng)，符號(hào)也呈現(xiàn)出了特殊的美學(xué)魅力，并逐步形成了符號(hào)學(xué)這一門專業(yè)學(xué)科。研究符號(hào)學(xué)旨在探尋符號(hào)在各行業(yè)中應(yīng)用的本質(zhì)、發(fā)展及演變的一般規(guī)律，并力求將符號(hào)學(xué)在當(dāng)今社會(huì)中各行各業(yè)的應(yīng)用變得更加專業(yè)化、系統(tǒng)化。

關(guān)鍵詞:符號(hào)；符號(hào)學(xué)；產(chǎn)品設(shè)計(jì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、科技的迅速發(fā)展與各領(lǐng)域?qū)I(yè)化趨勢(shì)的加強(qiáng)，符號(hào)與符號(hào)學(xué)在各行各業(yè)中的應(yīng)用也越來越規(guī)范與嚴(yán)謹(jǐn)。符號(hào)對(duì)于信息傳遞的正確性、企業(yè)形象的樹立與產(chǎn)品體驗(yàn)良好度起著至關(guān)重要的作用：成功的符號(hào)應(yīng)用與符號(hào)設(shè)計(jì)不僅能起到引導(dǎo)與警示的作用，從而幫助穩(wěn)定社會(huì)秩序（如各種社會(huì)公共標(biāo)識(shí)），還可對(duì)企業(yè)與品牌形象的塑造起到積極作用；相反的，錯(cuò)誤或不符合社會(huì)基本共識(shí)的符號(hào)應(yīng)用則會(huì)直接或間接地造成社會(huì)秩序紊亂，也會(huì)對(duì)品牌形象的樹立與維持造成重創(chuàng)。在上述背景下，本文就針對(duì)符號(hào)與符號(hào)學(xué)的定義進(jìn)行基本闡述，并結(jié)合對(duì)符號(hào)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行研究分析進(jìn)一步對(duì)符號(hào)學(xué)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一般性原理做出總結(jié)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的眾多環(huán)節(jié)中，產(chǎn)品的語義與符號(hào)設(shè)計(jì)為至關(guān)重要的一項(xiàng)，并對(duì)該產(chǎn)品所屬品牌的系列連續(xù)性、產(chǎn)品家族性的體現(xiàn)起著重要作用，也是品牌間相互區(qū)別的重要標(biāo)識(shí)。作為一名產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生，在本文中通過對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中符號(hào)應(yīng)用與符號(hào)學(xué)原理的分析進(jìn)行一般性規(guī)律總結(jié)，從而能更好的將其應(yīng)用到今后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)與研究中。

一、符號(hào)學(xué)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)定義、背景與概述

（一）符號(hào)學(xué)的定義與概述

符號(hào)的定義是指在整個(gè)社會(huì)范圍內(nèi)或某一專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)人們?yōu)楸硎灸撤N特殊意義或傳達(dá)某種信息而約定俗成所使用的標(biāo)識(shí)或記號(hào)。符號(hào)具有應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、形式簡(jiǎn)單且能簡(jiǎn)明扼要地傳遞信息的特點(diǎn)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文化、科技的迅速發(fā)展與各領(lǐng)域?qū)I(yè)化趨勢(shì)的加強(qiáng)，符號(hào)也呈現(xiàn)出了特殊的美學(xué)魅力，并逐步形成了符號(hào)學(xué)這一門專業(yè)學(xué)科。研究符號(hào)學(xué)旨在探尋符號(hào)在各行業(yè)中應(yīng)用的本質(zhì)、發(fā)展及演變的一般規(guī)律并力求將符號(hào)學(xué)在當(dāng)今社會(huì)中各行各業(yè)的應(yīng)用變得更加專業(yè)化、系統(tǒng)化。根據(jù)人的不同感知方式可將符號(hào)分為視覺符號(hào)與聽覺符號(hào)兩類。當(dāng)符號(hào)應(yīng)用到具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，又具體涉及到企業(yè)（品牌）形象設(shè)計(jì)、商標(biāo)設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、固定色彩搭配、材質(zhì)使用與技術(shù)創(chuàng)新等。

（二）產(chǎn)品設(shè)計(jì)的定義與概述

產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)具有創(chuàng)新性、實(shí)踐性、綜合性與高度理性化的制造類專業(yè)。完整的、科學(xué)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程須包括尋求市場(chǎng)普遍痛點(diǎn)、市場(chǎng)調(diào)研、行業(yè)分析、目標(biāo)定位、建立方案雛形、初步測(cè)試、方案調(diào)整以及最終方案確立，整個(gè)過程具有周期性與反復(fù)性，它需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)或單一的設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)的過程中不斷地調(diào)研、反思、測(cè)試、調(diào)整與改良，經(jīng)過這樣一套完整的設(shè)計(jì)流程后所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品才算是一個(gè)基本合格的產(chǎn)品，而在這之后已經(jīng)投入市場(chǎng)的產(chǎn)品還需經(jīng)歷市場(chǎng)與用戶使用體驗(yàn)的考核與反饋，并將這些反饋應(yīng)用到下一代產(chǎn)品的研發(fā)與設(shè)計(jì)中去，這樣才能保證一個(gè)品牌具有經(jīng)久不衰的市場(chǎng)活力。產(chǎn)品設(shè)計(jì)根據(jù)其具體的應(yīng)用領(lǐng)域又可大致分為硬件設(shè)計(jì)（如家電、交通工具、公共設(shè)施、智能穿戴、生活日用品、辦公用品等）與應(yīng)用型軟件設(shè)計(jì)（如終端APP設(shè)計(jì)、人機(jī)交互設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信息設(shè)計(jì)等）。在具體的設(shè)計(jì)過程中，又涉及到外觀造型、色彩、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)等諸多具體的構(gòu)成項(xiàng)目，同時(shí)也是企業(yè)形象設(shè)計(jì)的重要組成部分。當(dāng)今世界范圍內(nèi)知名的品牌與各領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)頭企業(yè)無不重視它們各自品牌形象的樹立，有鮮明形象特點(diǎn)的產(chǎn)品往往能在同領(lǐng)域內(nèi)的市場(chǎng)中獨(dú)占鰲頭并且經(jīng)久不衰，如此一來這些品牌便形成了它們各自獨(dú)有的“系列感”與“家族感”，從而擁有了龐大的忠實(shí)用戶群體。由此可見，符號(hào)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用的好壞與否在相當(dāng)程度上影響甚至決定著企業(yè)形象的塑造與維持。

（三）符號(hào)學(xué)原理引入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的發(fā)展背景與應(yīng)用意圖

20世紀(jì)初，國(guó)際上設(shè)計(jì)界普遍開始把符號(hào)學(xué)原理引入到工業(yè)（產(chǎn)品）領(lǐng)域，提出在大工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下制造出的產(chǎn)品是一種具有意指、表現(xiàn)與傳達(dá)等信息作用的綜合體產(chǎn)物。在1920年代，推動(dòng)了斯堪的納維亞設(shè)計(jì)風(fēng)潮的G鮑爾森與芝加哥新包豪斯學(xué)院的查摩爾斯先后發(fā)表了“環(huán)境象征論”和“符號(hào)論”，它們與1950年代德國(guó)烏爾姆學(xué)院的馬克思比爾和托馬斯馬爾多納多等人提出的“設(shè)計(jì)符號(hào)論”都對(duì)符號(hào)學(xué)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域在理論層面上做出了重要貢獻(xiàn)。1983年，世界范圍內(nèi)眾多設(shè)計(jì)師們正式把符號(hào)學(xué)引入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域中去并在相對(duì)應(yīng)的專業(yè)教學(xué)體系中正式確立了“產(chǎn)品語義學(xué)”這一附屬學(xué)科。在具體的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)過程中結(jié)合符號(hào)學(xué)原理，主要目的在于探求產(chǎn)品外觀與形態(tài)特征在用戶使用過程中所表達(dá)的意義、設(shè)計(jì)觀念、結(jié)構(gòu)同使用者感受之間的關(guān)系。當(dāng)同屬一類（按照功能、使用場(chǎng)景劃分）的多個(gè)產(chǎn)品被賦予了不同的形態(tài)特征后可表達(dá)各種不同的象征意義從而產(chǎn)生截然不同的用戶體驗(yàn)。某一件產(chǎn)品的基本形態(tài)（色彩、造型、結(jié)構(gòu)與輪廓等）并非僅僅為了單純的視覺感受與不同的審美傾向而設(shè)計(jì)，它更多地是為了傳達(dá)一定的信息，如基本用途、使用環(huán)境、操作方式、技術(shù)原理與品牌形象（企業(yè)文化）等。這些信息之所以都要通過外觀造型這一載體傳達(dá)給用戶的根本（內(nèi)在）原因在于無論是何種用戶群體（按受教育程度、職業(yè)、社會(huì)階層、經(jīng)濟(jì)能力等因素劃分）大多喜愛用視覺觀察這一最直觀的方式來接收信息，這種獲取信息的方式應(yīng)用到產(chǎn)品用戶體驗(yàn)上所得到的初步觀感反饋?zhàn)顬檎鎸?shí)客觀。

（四）小結(jié)

通過以上對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)中符號(hào)學(xué)相關(guān)定義與應(yīng)用概況的闡述與初步分析可以得出：產(chǎn)品的符號(hào)、語言設(shè)計(jì)在一套完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中扮演著日趨重要的角色，它對(duì)一個(gè)企業(yè)樹立自己獨(dú)有的品牌形象起著至關(guān)重要的作用，并在不斷變化的市場(chǎng)與設(shè)計(jì)潮流中逐步衍生出了“產(chǎn)品家族”這一概念。將符號(hào)學(xué)原理運(yùn)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中去無疑是一種全新的展現(xiàn)方式與另一角度的設(shè)計(jì)思維方法，這一思維方式所遵循的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)多以人的初步感官為出發(fā)點(diǎn)而不是僅從其使用功能出發(fā)，即：使用戶通過對(duì)產(chǎn)品整體外形與局部細(xì)節(jié)的視覺觀察而得出的感受去理解產(chǎn)品的功能、操作方式與該產(chǎn)品所屬品牌（企業(yè)）獨(dú)有的設(shè)計(jì)語言，讓產(chǎn)品“自己學(xué)會(huì)表達(dá)自己”，讓一個(gè)個(gè)工業(yè)化流水線的產(chǎn)物“面對(duì)”用戶“作自我介紹”。簡(jiǎn)言之，在當(dāng)今市場(chǎng)環(huán)境與設(shè)計(jì)潮流的影響下將符號(hào)學(xué)寓于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中便具有了新的內(nèi)在含義，即：產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的符號(hào)語言設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)產(chǎn)品（品牌）用戶體驗(yàn)良好度的第一塊試金石與企業(yè)宣傳自身理念并區(qū)別同行業(yè)其他品牌的重要環(huán)節(jié)。

二、產(chǎn)品設(shè)計(jì)中符號(hào)學(xué)應(yīng)用實(shí)例分析研究與一般性原理歸納

（一）梅賽德斯-奔馳“S級(jí)”車型變化的造型符號(hào)研究

梅賽德斯-奔馳（Mercedes-Benz）是自其成立以來聞名全球的高端汽車品牌。奔馳公司創(chuàng)始人之一德國(guó)機(jī)械工程師卡爾本茨于1886年1月發(fā)明了世界上第一輛三輪汽車，因此被譽(yù)為“汽車的發(fā)明者”“現(xiàn)代汽車的先驅(qū)”“汽車之父”。與此同時(shí)，奔馳的另一位創(chuàng)始人戈特利布戴姆勒發(fā)明了世界上第一輛四輪汽車，從此人類交通時(shí)迎來了“汽車時(shí)代”。20世紀(jì)50年代，世界范圍內(nèi)各大汽車廠商的汽車設(shè)計(jì)都已逐漸形成了他們各自穩(wěn)定的品牌風(fēng)格，世界工業(yè)生產(chǎn)水平與相關(guān)技術(shù)工藝較從前也有了巨大變化，作為汽車的發(fā)明者與汽車設(shè)計(jì)的引領(lǐng)者，梅賽德斯-奔馳推出了“奔馳S”這一代表了其最高工藝水平的級(jí)別系列汽車，也正式奠定了梅賽德斯-奔馳后繼所有車型的基本造型語言風(fēng)格，形成了代表了該品牌高品質(zhì)汽車獨(dú)有的符號(hào)形象。

簡(jiǎn)言之，“奔馳S”及其相應(yīng)的外觀符號(hào)語言即是梅賽德斯-奔馳的品質(zhì)象征，下面就對(duì)自1951年起數(shù)代經(jīng)典的奔馳“S級(jí)”汽車在外觀設(shè)計(jì)上的符號(hào)語言做具體分析。1.1947年，奔馳170奔馳170是公認(rèn)的現(xiàn)代奔馳車鼻祖，不僅是奔馳于二戰(zhàn)后開發(fā)的第一款車型，更揭開了當(dāng)代中高級(jí)別奔馳車歷史發(fā)展的序幕。在外觀上，奔馳170最顯眼的部分是飽滿的前進(jìn)氣格柵與前車燈設(shè)計(jì)，就像是奔馳長(zhǎng)出了挺拔的“鼻子”與瞪圓的“大眼”一樣，成為了奔馳在自那以后所有車型所共有的基本符號(hào)特征，也成為奔馳區(qū)別于其他汽車品牌最顯著的特征之一。

其次在整體造型上，奔馳170從車頭到車尾的比例分布趨勢(shì)是：水平方向“長(zhǎng)→中→短”，垂直方向“中→高→低”，它的側(cè)面線條就像是由車頭平緩地伸出了一條曲線到了中間段（擋風(fēng)玻璃）開始突然向上抬升再到車尾部分向后下方帶有一定角度的急劇下墜，再結(jié)合“節(jié)奏韻律”完全與整車線條相同的側(cè)面金屬邊的襯托與點(diǎn)綴，這樣的整車風(fēng)格所帶來的視覺效果可用一個(gè)字概括——穩(wěn)。這樣的基本風(fēng)格特征無論每一代“奔馳S”在不同時(shí)代設(shè)計(jì)潮流的變化下產(chǎn)生何種整體或細(xì)節(jié)上的變化都不會(huì)被舍棄。這種在符號(hào)、風(fēng)格上的堅(jiān)守是梅賽德斯-奔馳區(qū)別于其他汽車品牌的重要基石，同時(shí)也正是“奔馳S”經(jīng)歷了半世紀(jì)至今仍處高端車之列的根本原因。2.2013年至今：第十代奔馳“S”經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)，世界范圍內(nèi)的工業(yè)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品制造業(yè)經(jīng)歷了流線型、后現(xiàn)代主義（注重裝飾）與簡(jiǎn)約化等多種風(fēng)格的演變，汽車的設(shè)計(jì)與制造也不例外，在這幾十年間各品牌的汽車制造廠商推出過數(shù)不勝數(shù)的各種風(fēng)格迥異的車型，有的車型布滿了純裝飾性的車身部件，而有的則出于對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)的考慮整個(gè)車身渾然一體線條少有變化。

這些“豐富的”外形變化給了消費(fèi)者更多地自由選擇空間，但也讓許多汽車廠商逐漸失去了自己的一貫風(fēng)格與獨(dú)有的品質(zhì)定位并悄無聲息地被市場(chǎng)所淘汰，但也能看到眾多仍然屹立不倒的知名品牌，梅賽德斯-奔馳即是“其中一位”。橫向比較這些品牌汽車的外觀造型特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)一個(gè)共性：無論市場(chǎng)與潮流如何對(duì)自身品牌產(chǎn)生影響，它們所一貫堅(jiān)持的品牌造型符號(hào)從未被拋棄，反而隨著潮流的不斷變化而變得更加“經(jīng)典”。以2013年奔馳推出的第十代奔馳“S級(jí)”的外觀設(shè)計(jì)為例，前進(jìn)氣格柵的整體尺寸雖然有所減小但在視覺感官上并無削弱，它仍是奔馳前臉上挺拔有力的“鼻子”；前車燈的造型變得更加精細(xì)，由最初第一代奔馳“S級(jí)”單一圓型車燈變?yōu)榱司€條與幾何面相結(jié)合的車燈，但它仍然是奔馳所散發(fā)出的“犀利目光”；整車的側(cè)面線條變得更加流暢與柔和，但仍延續(xù)了以往歷代“S級(jí)”奔馳側(cè)面線條的基本節(jié)奏，即由車頭處開始的平緩到車身中間逐步抬升再到車尾處的迅速收尾。

（二）蘋果手機(jī)機(jī)身設(shè)計(jì)變化的造型符號(hào)研究

自2007年1月9日美國(guó)蘋果公司發(fā)布第一代iPhone以來，世界范圍內(nèi)整個(gè)手機(jī)行業(yè)開啟了全系的智能化時(shí)代，“智能”也成為未來硬件終端發(fā)展的必要趨勢(shì)，各大知名電子制造商品牌及新興品牌爭(zhēng)相投入到智能終端的開發(fā)與制造當(dāng)中。在短短十余年的時(shí)間里全球電子制造業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，原本眾多知名品牌“百花爭(zhēng)艷”的光景也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛缮贁?shù)企業(yè)占領(lǐng)絕大多數(shù)市場(chǎng)的局面，諸多發(fā)展歷史悠久的大型品牌在新形勢(shì)下未能找到自己合適的發(fā)展道路與轉(zhuǎn)變方式從而逐漸走向落寞。而像美國(guó)蘋果公司這樣能順應(yīng)市場(chǎng)潮流的品牌迅速成長(zhǎng)為手機(jī)及智能終端制造業(yè)的風(fēng)向標(biāo)。手機(jī)外觀設(shè)計(jì)從厚重到輕薄，從各種花樣繁多的造型與色彩到統(tǒng)一的以大屏幕、黑白灰為主導(dǎo)的樣式，iPhone每一次造型的小變化或大改進(jìn)，都會(huì)掀起同時(shí)期內(nèi)各個(gè)品牌手機(jī)造型設(shè)計(jì)的新風(fēng)潮。iphone自第一代問世以來，已相繼推出了好幾代產(chǎn)品，iphone的外觀造型也逐步由當(dāng)初iPhone4、iphone5（機(jī)身及比例在iPhone4基礎(chǔ)上加長(zhǎng)）的金屬邊框加前后鏡面深色玻璃的經(jīng)典造型（邊緣較硬朗）慢慢演變成今天的iPhone6、iphone7的超薄圓潤(rùn)（四邊角弧度增大、正反面邊緣截面為圓弧）的整體金屬機(jī)身。而iPhone4的發(fā)布將蘋果公司在手機(jī)行業(yè)的地位推向了頂峰，將iPhone在功能創(chuàng)新與外觀設(shè)計(jì)方面提升到了新的高度，它在外觀形體上顛覆了iPhone3G/3GS的圓潤(rùn)大倒角與背面圓潤(rùn)且分色的圓弧與平整相結(jié)合的背面，材質(zhì)的創(chuàng)新選用與對(duì)于盡量減少實(shí)體按鍵的推敲使其成為當(dāng)時(shí)市場(chǎng)上最薄的智能手機(jī)，并使iphone的設(shè)計(jì)從此走上了極簡(jiǎn)道路。但是不論iPhone在它的造型上作何變化，由于蘋果深入人心的家族語言——背面的經(jīng)典蘋果LOGO（醒目）+生產(chǎn)信息（字體極小起點(diǎn)綴作用）和前面的圓形HOME鍵皆成為iPhone的外觀特質(zhì)，使選購者都能立即直觀地判斷出這個(gè)品牌叫蘋果、它的名字叫iPhone。由此可見，產(chǎn)品外觀中能體現(xiàn)品牌DNA的造型符號(hào)是這個(gè)產(chǎn)品能否擁有大量中忠實(shí)用戶的關(guān)鍵因素，也是一個(gè)品牌能否明顯的區(qū)別于同行業(yè)其他品牌并且在世界市場(chǎng)上長(zhǎng)期屹立不倒的核心要素。

（三）小結(jié)本章對(duì)兩個(gè)分別在不同時(shí)期崛起、處于兩個(gè)不同行業(yè)并同樣將其影響力延續(xù)至今的世界知名品牌在產(chǎn)品造型符號(hào)層面進(jìn)行了研究分析

通過這些研究分析不難發(fā)現(xiàn)這些強(qiáng)大的制造業(yè)品牌之所以能夠在競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)多變的世界市場(chǎng)環(huán)境下長(zhǎng)期處于“引領(lǐng)”與“制霸”的地位其原因在于它們都將各自品牌的核心標(biāo)志（包括視覺識(shí)別特征、形態(tài)、語言等）賦予產(chǎn)品造型符號(hào)之中，不論產(chǎn)品外觀隨著世界潮流的變化而發(fā)生何種演變與革新，這些核心的產(chǎn)品造型符號(hào)從未被拋棄并長(zhǎng)期扮演著“產(chǎn)品家族DNA”的重要角色。通過研究分析與初步小結(jié)可以得出：產(chǎn)品造型中的符號(hào)語言設(shè)計(jì)與應(yīng)用期一般規(guī)律無非就是將能代表品牌特征的整體線條、圓弧、色彩與局部細(xì)節(jié)、幾何標(biāo)志有機(jī)的融入到該產(chǎn)品的外觀造型中，以此產(chǎn)生出強(qiáng)有力的品牌影響力與具備一定沖擊力的產(chǎn)品識(shí)別度。

三、總結(jié)

本文通過闡述符號(hào)學(xué)原理的定義、符號(hào)學(xué)原理引入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的發(fā)展歷程與符號(hào)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用概況并結(jié)合實(shí)例初步總結(jié)出了產(chǎn)品設(shè)計(jì)中符號(hào)學(xué)原理的內(nèi)在性：產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的符號(hào)語言設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)產(chǎn)品（品牌）用戶體驗(yàn)良好度的第一塊試金石與企業(yè)宣傳自身理念并區(qū)別同行業(yè)其他品牌的重要環(huán)節(jié)。文中還結(jié)合實(shí)例對(duì)兩個(gè)分別在不同時(shí)期崛起、處于兩個(gè)不同行業(yè)并同樣將其影響力延續(xù)至今的世界知名品牌在產(chǎn)品造型符號(hào)層面進(jìn)行了研究分析，推導(dǎo)出它們所共同遵守的產(chǎn)品符號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范從而總結(jié)出產(chǎn)品設(shè)計(jì)中符號(hào)學(xué)原理的一般規(guī)律：將能代表品牌特征的整體線條、圓弧、色彩與局部細(xì)節(jié)、幾何標(biāo)志有機(jī)的融入到該產(chǎn)品的外觀造型中，以此產(chǎn)生出強(qiáng)有力的品牌影響力與具備一定沖擊力的產(chǎn)品識(shí)別度

。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中運(yùn)用符號(hào)學(xué)原理這一理念經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展已經(jīng)使產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的本質(zhì)意義產(chǎn)生了根本性轉(zhuǎn)變。現(xiàn)如今，無論是設(shè)計(jì)界的名人翹楚還是制造業(yè)的各大知名品牌廠商在進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造的實(shí)踐過程中都將產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)看作是展示產(chǎn)品基本功能、表達(dá)設(shè)計(jì)初衷、突顯產(chǎn)品價(jià)值與標(biāo)榜品牌理念的重要表現(xiàn)手段，進(jìn)而使得“造型符號(hào)”這一理念在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中孕育出了更深層次的內(nèi)涵。隨著產(chǎn)品（工業(yè)）設(shè)計(jì)制造行業(yè)及其教育行業(yè)的日趨專業(yè)化與規(guī)范化，產(chǎn)品（工業(yè)）設(shè)計(jì)中的造型設(shè)計(jì)早已不是行業(yè)興起之初業(yè)界所簡(jiǎn)單理解的純外形設(shè)計(jì)，這是一種機(jī)械地在產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)之上“蓋上”一層形式主義的“驅(qū)殼”，在那個(gè)時(shí)期制造出的產(chǎn)品其外形與設(shè)計(jì)理念呈脫節(jié)狀態(tài)，沒有能將“形體”“功能”與“理念”這三部分連接起來的更深層次的主觀設(shè)計(jì)意愿，企業(yè)品牌之間為了標(biāo)榜自己也只能將自己的產(chǎn)品想方設(shè)法地印上各種顏色樣式的圖文（LOGO、文字、幾何等）。而現(xiàn)如今的產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)已發(fā)展成將企業(yè)（品牌）文化理念通過提煉、結(jié)構(gòu)與重組以造型符號(hào)的方式有機(jī)地注入到產(chǎn)品的外觀形體之中，以這樣方式所制造出的產(chǎn)品才真正的發(fā)揮了品牌在其市場(chǎng)占有力層面所應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的作用

。今天我們從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)研究，也應(yīng)有將人的使用需求、操作行為方式、產(chǎn)品機(jī)械功能同產(chǎn)品最初的設(shè)計(jì)理念通過更深層次的規(guī)劃與方案設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合起來這一基本意識(shí)并將其實(shí)際運(yùn)用到每一次設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)中。

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第四篇：逆向工程實(shí)習(xí)報(bào)告

逆向工程實(shí)習(xí)報(bào)告

M0811 高略群

通過這一星期的逆向工程實(shí)習(xí)，本人對(duì)逆向工程有了初步的了解。

逆向工程（Reverse Engineering，RE）是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的一種描述。在工程技術(shù)人員的一般概念中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程是一個(gè)從無到有的過程：設(shè)計(jì)人員首先構(gòu)思產(chǎn)品的外形、性能和大致的技術(shù)參數(shù)等，然后利用CAD技術(shù)建立產(chǎn)品的三維數(shù)字化模型，最終將這個(gè)模型轉(zhuǎn)入制造流程，完成產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)制造周期。這樣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程我們可以稱之為“正向設(shè)計(jì)”。逆向工程則是一個(gè)“從有到無”的過程。簡(jiǎn)單地說，逆向工程就是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型，反向推出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（包括設(shè)計(jì)圖紙或數(shù)字模型）的過程。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在制造領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，特別是數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于測(cè)量數(shù)據(jù)的產(chǎn)品造型技術(shù)成為逆向工程技術(shù)關(guān)注的主要對(duì)象。通過數(shù)字化測(cè)量設(shè)備（如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光測(cè)量設(shè)備等）獲取的物體表面的空間數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過逆向工程技術(shù)的處理才能獲得產(chǎn)品的數(shù)字模型，進(jìn)而輸送到CAM系統(tǒng)完成產(chǎn)品的制造。因此，逆向工程技術(shù)可以認(rèn)為是“將產(chǎn)品樣件轉(zhuǎn)化為CAD模型的相關(guān)數(shù)字化技術(shù)和幾何模型重建技術(shù)”的總稱。

逆向工程的實(shí)施過程是多領(lǐng)域、多學(xué)科的協(xié)同過程。從圖1中我們可以看出，逆向工程的整個(gè)實(shí)施過程包括了測(cè)量數(shù)據(jù)的采集/處理、CAD/CAM系統(tǒng)處理和融入產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的過程。因此，逆向工程是一個(gè)多領(lǐng)域、多學(xué)科的系統(tǒng)工程，其實(shí)施需要人員和技術(shù)的高度協(xié)同、融合。

逆向工程在CAD/CAM體系中的應(yīng)用：逆向工程技術(shù)并不是孤立的，它和測(cè)量技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)有著千絲萬縷的聯(lián)系。從理論角度分析，逆向工程技術(shù)能按照產(chǎn)品的測(cè)量數(shù)據(jù)建立與現(xiàn)有CAD/CAM系統(tǒng)完全兼容的數(shù)字模型，這是逆向工程技術(shù)的最終目標(biāo)。但憑借目前人們所掌握的技術(shù)，包括工程上的和理論上的（如曲面建模理論），尚無法滿足這種要求。特別是針對(duì)目前比較流行的大規(guī)模“點(diǎn)云”數(shù)據(jù)建模，更是遠(yuǎn)沒有達(dá)到直接在CAD系統(tǒng)中應(yīng)用的程度。“點(diǎn)云”數(shù)據(jù)的采集有兩種方法：一種是使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)零件表面進(jìn)行探測(cè)，另一種是使用激光掃描儀對(duì)零件表面進(jìn)行掃描。采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過CAD/CAM軟件處理后，可以獲得零件的數(shù)字化模型和用于加工的CNC程序。圖2所示為使用激光掃描儀測(cè)量的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)砂型排氣道點(diǎn)云圖。在實(shí)際工作中，先采用LACUS150B激光掃描儀采集上百萬個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，形成摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)砂型排氣道外形輪廓，再用Surfacer逆向軟件進(jìn)行由點(diǎn)到面的處理，圖3為用Surfacer軟件生成的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)砂型排氣道曲面幾何形狀。數(shù)據(jù)采集完成后，用戶可利用CAD軟件加快逆向工程的處理過程。在理想情況下，CAD軟件可用于： 1.以任何格式輸入虛擬的幾何尺寸數(shù)據(jù)； 2.處理采集到的點(diǎn)數(shù)據(jù)，有時(shí)甚至需要處理數(shù)億個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)序列；3.通過修改和分析，處理產(chǎn)生的輪廓曲面； 4.將幾何形狀輸出到下一級(jí)處理過程中； 5.分析幾何形狀，估算整體形狀與樣品的差異。最重要的是，軟件能夠允許用戶以三維透視圖的方式顯示工件，它完整地定義了工件的形狀，不再需要多個(gè)視角的投影圖，設(shè)計(jì)者可直接對(duì)曲面輪廓進(jìn)行再加工，而加工工人可以利用電子模型加工工件。后處理軟件通過以下方式縮短逆向工程的時(shí)間： 1.通過平滑連續(xù)的曲線網(wǎng)絡(luò)提高曲面的質(zhì)量； 2.省去了準(zhǔn)備加工文件的時(shí)間 3.不需要原型； 3.運(yùn)用各種分析工具提高產(chǎn)品質(zhì)量。可見，利用激光掃描儀掃描樣品采集點(diǎn)數(shù)據(jù)，再應(yīng)用Surfacer軟件生成高質(zhì)量曲面，相比直接在CAD系統(tǒng)中進(jìn)行曲面造型，能節(jié)省數(shù)周的開發(fā)時(shí)間。另外，利用激光掃描儀采集的幾何數(shù)據(jù)能生成符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式的文件，如IGES、VDA-FS、ISOG代碼、DXF和規(guī)定的ASCII、CAD/CAM格式，分析軟件包至少能支持其中的一種格式。制造加工刀具

并對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)是既耗時(shí)又費(fèi)錢的過程。Surfacer軟件能對(duì)各種復(fù)雜形狀的樣品進(jìn)行快速完整的檢驗(yàn)，從而使這一關(guān)鍵處理過程流水線化。用戶能夠參考三維模型精確地調(diào)整掃描數(shù)據(jù)以便評(píng)估樣品和所需加工工件之間的差別，并計(jì)算相關(guān)變量，用彩色圖表的形式加以顯示，從而為幾何尺寸校驗(yàn)作出清晰完整的說明。Surfacer軟件的快速原型模塊（RPM）能夠快速利用數(shù)字化數(shù)據(jù)或利用其他系統(tǒng)的曲面幾何形狀生成原形，從而縮短了實(shí)際原型的數(shù)字化周期，新的RPM快速工具大幅度地提高了快速原型技術(shù)的水平。因此筆者認(rèn)為，逆向工程技術(shù)與CAD/CAM系統(tǒng)是相輔相成的。現(xiàn)有CAD/CAM系統(tǒng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，無論從理論還是實(shí)際應(yīng)用上都已經(jīng)十分成熟，在這種情況下，現(xiàn)有CAD/CAM系統(tǒng)不會(huì)也不能為了滿足逆向工程建模的特殊要求從系統(tǒng)底層結(jié)構(gòu)上進(jìn)行變更。另一方面，逆向工程技術(shù)中用到的大量建模方法完全可以借鑒現(xiàn)有CAD/CAM系統(tǒng)，不需要另外搭建新的平臺(tái)。圖4所示為用Solidworks三維軟件生成的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)砂型進(jìn)排氣道實(shí)體。基于這種分析，我們認(rèn)為逆向工程技術(shù)在整個(gè)制造體系鏈中處于一個(gè)從屬、輔助建模的地位，它可以利用現(xiàn)有CAD/CAM系統(tǒng)，幫助其實(shí)現(xiàn)自身無法完成的工作。有了這種認(rèn)識(shí)，我們就可以明白為什么逆向工程技術(shù)（包括相應(yīng)的軟件）始終不是市場(chǎng)上的主流，而大多數(shù)CAD/CAM系統(tǒng)又均包含了逆向工程模塊或第三方軟件包這樣一種情況。

逆向工程技術(shù)在產(chǎn)品研究開發(fā)中是一項(xiàng)開拓性、實(shí)用性和綜合性很強(qiáng)的技術(shù)。利用光學(xué)掃描儀作為獲取空間三維數(shù)據(jù)的手段，用逆向工程軟件Imageware對(duì)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其難點(diǎn)為曲線的構(gòu)建、檢測(cè)和修改。而只有滿足曲線光順，曲面才能光順。曲面與點(diǎn)云的吻合精度主要靠關(guān)鍵特征線的提取和構(gòu)建精度來保證。

采用逆向工程技術(shù)，不僅能夠得到實(shí)物的精確數(shù)字模型和復(fù)制品，而且還可以進(jìn)一步修改并生成新的數(shù)學(xué)模型和產(chǎn)品工程圖，從而使產(chǎn)品的消化吸收和二次開發(fā)工作準(zhǔn)確快捷。不但縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，而且提高了產(chǎn)品創(chuàng)新的成功率。

第五篇：逆向工程畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)

篇一：逆向工程之畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)西南科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

題目名稱：風(fēng)扇葉片的非接觸測(cè)量和三維建模研究

年 級(jí)：2004級(jí) ■本科 □專科 學(xué)生學(xué)號(hào)：20045659 學(xué)生姓名：都方軍 指導(dǎo)教師：樂莉 學(xué)生單位：制造科學(xué)與工程學(xué)院 技術(shù)職稱：副教授 學(xué)生專業(yè)：機(jī)械0408 教師單位：制造學(xué)院

西 南 科 技 大 學(xué) 教 務(wù) 處 制 風(fēng)扇葉片的非接觸測(cè)量和三維建模研究

摘要： 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)三維造型技術(shù)特別是逆向工程技術(shù)在工業(yè) 上已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。為了解決風(fēng)扇葉片難以精確測(cè)量的問題，本文研究了風(fēng)扇葉 片外形的逆向工程造型方法，并對(duì)逆向工程概念、方法進(jìn)行系統(tǒng)的闡述。通過光學(xué)掃描 儀的非接觸測(cè)量獲取風(fēng)扇葉片表面的云狀數(shù)據(jù),并利用imageware和geomagic軟件對(duì)測(cè) 量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,且基于nurbs曲面重構(gòu)理論進(jìn)行葉片造型表面重構(gòu),最終實(shí)現(xiàn)了風(fēng)扇的 曲面重構(gòu)，產(chǎn)生風(fēng)扇的三維模型及二維圖。與傳統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)方法相比,該方法提高了 工作效率,縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期。

關(guān)鍵詞：逆向工程； 非接觸測(cè)量； 點(diǎn)云； 建模

fan blade non-contact measurement and 3d modeling geomagic, the measurement data is processed and nurbs surface reconstruction based on the theory blade shape surface reconstruction, the ultimate realization of a fan surface reconstruction, being designed with the traditional method, the method improves the working efficiency, shorten the development cycle of new products.key words: reverse engineering;non-contact measurement;point cloud;modeling 目錄

第1章 緒論.............................................................1 1.1 引言............................................................1 1.2 課題提出的背景及意義............................................1 1.21逆向工程在國(guó)內(nèi)外研究狀況....................................1 1.22逆向工程的原理及特點(diǎn)........................................2 1.23逆向工程的流程及應(yīng)用領(lǐng)域....................................3 1.24課題的目的及意義............................................5 1.3 研究?jī)?nèi)容........................................................5 第2章 逆向工程軟硬件設(shè)備及過程.........................................5 2.1 掃描設(shè)備........................................................5 2.2 點(diǎn)云處理軟件....................................................8 2.3 曲面處理軟件....................................................8 2.4 實(shí)體建模軟件...................................................10 2.5 實(shí)體三維數(shù)據(jù)的掃描.............................................12 2.6 點(diǎn)云處理.......................................................13 2.7 曲面重構(gòu).......................................................14 2.8 實(shí)體建模.......................................................19 2.9 后續(xù)加工處理...................................................20 第3章 建立風(fēng)扇葉片數(shù)模的具體步驟......................................22 3.1 風(fēng)扇葉片逆向開發(fā)的流程.........................................22 3.2 模型分析.......................................................22 3.3 掃描...........................................................22 3.4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理...................................................34 3.4.1 清除噪點(diǎn)....................................................343.4.2 手動(dòng)注冊(cè)...................................................35 3.4.3 全局注冊(cè)...................................................36 3.4.4 合并.......................................................36 3.4.5 補(bǔ)洞.......................................................37 3.4.6 邊界優(yōu)化...................................................37 3.4.7 簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)及保存.............................................37 3.5 曲面造型.......................................................38 3.5.1 對(duì)齊點(diǎn)云...................................................39 3.5.2 建立圓柱面.................................................40 3.5.3 建立球面...................................................40 3.5.4 建立球底面.................................................40 3.5.5 偏移球面及上下底面.........................................41 3.5.6 剪切中間凹槽及洞...........................................41 3.5.7 建立小圓柱及洞.............................................42 3.5.8 提取一個(gè)葉片及建立曲面.....................................42 3.5.9 偏移扇葉曲面并倒角.........................................43 3.5.10 建立另外2個(gè)葉片面........................................43 3.5.11 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化導(dǎo)出通用格式......................................44 3.6 實(shí)體造型.......................................................44 3.6.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入...................................................45 3.6.2 曲面縫合及模型實(shí)體化.......................................46 3.6.3 產(chǎn)生風(fēng)扇葉片的二維圖.......................................46 結(jié)論....................................................................48 參考文獻(xiàn)................................................................53 致謝....................................................................54篇二：逆向工程畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 畢業(yè)論文開題報(bào)告

題 目 某典型零件的逆向工程與注塑模設(shè)計(jì)

學(xué)生姓名學(xué)號(hào) 所在院(系)專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師

2013 年 3月 5 日篇三：逆向工程的畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 畢業(yè)設(shè)計(jì).......................................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。0 摘要...........................................................................................................................................1 1 逆向工程..................................................................................................................................2 1.1 定義..........................................................................................................................................2 1.2 逆向工程的研究與發(fā)展.........................................................................................................3 1.3 逆向工程系統(tǒng)..........................................................................................................................4 1.4 逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)..............................................................................................................4 1.5 逆向工程與正向工程的區(qū)別.................................................................................................6 1.6 逆向工程的應(yīng)用......................................................................................................................7 2 maxscan激光掃描儀................................................................................................................8 3 geomagic studio.....................................................................................................................10 4 imageware...............................................................................................................................13 5 其它.........................................................................................................................................14 6 后記.........................................................................................................................................14 0 摘要

隨著中國(guó)加入wto，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，改革開放不斷深入，工業(yè)發(fā)展越來越快，就要求我們能夠快速制造，提高生產(chǎn)力，從而降低成本，基于maxscan逆向工程就是在這個(gè)大背景下迅速發(fā)展起來的，它是通過掃描小物體，獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，再通過一些軟件處理，得到我們想要的東西。

逆向工程，也有稱逆向技術(shù)，是通過對(duì)某種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能、運(yùn)作進(jìn)行分析、分解、研究后，制作出功能相近，但又不完全一樣的產(chǎn)品過程。逆向工程可能會(huì)被誤認(rèn)為是對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的嚴(yán)重侵害，但是在實(shí)際應(yīng)用上，反而可能會(huì)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有者。例如在積體電路領(lǐng)域，如果懷疑某公司侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可以用逆向工程技術(shù)來尋找證據(jù)。1逆向工程

1.1 定義 逆向工程（又名反向工程，reverse engineering-re）是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的一種 描述。在2007年初，我國(guó)相關(guān)的法律為逆向工程正名，承認(rèn)了逆向技術(shù)用于學(xué)習(xí)研究的合法性。在工程技術(shù)人員的一般概念中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程是一個(gè)從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的過程，即設(shè)計(jì)人員首先在大腦中構(gòu)思產(chǎn)品的外形、性能和大致的技術(shù)參數(shù)等，然后在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段完成各類數(shù)據(jù)模型，最終將這個(gè)模型轉(zhuǎn)入到研發(fā)流程中，完成產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)研發(fā)周期。這樣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程我們稱為“正向設(shè)計(jì)”過程。逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以認(rèn)為是一個(gè)從產(chǎn)品到設(shè)計(jì)的過程。簡(jiǎn)單地說，逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品，反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（包括各類設(shè)計(jì)圖或數(shù)據(jù)模型）的過程。從這個(gè)意義上說，逆向工程在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)很久了。比如早期的船舶工業(yè)中常用的船體放樣設(shè)計(jì)就是逆向工程的很好實(shí)例。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，特別是軟件開發(fā)技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于某個(gè)軟件，以反匯編閱讀源碼的方式去推斷其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)信息成為軟件逆向工程技術(shù)關(guān)注的主要對(duì)象。軟件逆向技術(shù)的目的是用來研究和學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)，特別是當(dāng)手里沒有合適的文檔資料，而你又很需要實(shí)現(xiàn)某個(gè)軟件的功能的時(shí)候。也正因?yàn)檫@樣，很多軟件為了壟斷技術(shù)，在軟件安裝之前，要求用戶同意不去逆向研究。逆向工程的實(shí)施過程是多領(lǐng)域、多學(xué)科的協(xié)同過程。軟件的逆向工程可以用多種方法實(shí)現(xiàn)，主要的三類軟件逆向工程是：通過觀察信 息交換進(jìn)行分析。主要流行于對(duì)協(xié)議做逆向工程，它使用總線分析器和數(shù)據(jù)包嗅探器，例如，為了訪問一個(gè)總線連接或一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接并揭示其上的通信數(shù)據(jù)就可以使用這種方法。通過分析總線或網(wǎng)絡(luò)的活動(dòng)，做出一個(gè)獨(dú)立的實(shí)現(xiàn)用以模擬那些活動(dòng)。此法對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的逆向工程特別有用。在進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的逆向工程時(shí)，廠商特意引進(jìn)的工具有時(shí)能產(chǎn)生極大的促進(jìn)作用，例如jtag端口或其他的調(diào)試法。在microsoft windows中，底層的調(diào)試器很受歡迎，例如softice。使用反匯編器進(jìn)行反匯編。僅借助機(jī)器碼助記符讀取和理解已經(jīng)被編譯成原始機(jī)器碼的程序。此法對(duì)任何計(jì)算機(jī)程序都有效，但是相當(dāng)耗時(shí)，特別是對(duì)于不熟悉機(jī)器碼的人。interactive disassembler是一個(gè)很受歡迎的反匯編工具。使用反編譯器進(jìn)行反編譯。對(duì)只有機(jī)器碼或字節(jié)碼形式的程序，重建高級(jí)語言形式的源代碼。這種方法得到的源代碼結(jié)果不是唯一的。

1.2 逆向工程的研究與發(fā)展1980年始?xì)W美國(guó)家許多學(xué)校及工業(yè)界開始注意逆向工程這塊領(lǐng)域。1990年初期包括臺(tái)灣在內(nèi)，各國(guó)學(xué)術(shù)界團(tuán)隊(duì)大量投入逆向工程的研究并發(fā)表成果。逆向工程的硬件最早是運(yùn)用仿制加工設(shè)備，制作出來的成品品質(zhì)粗糙。后來有接觸式掃瞄設(shè)備，運(yùn)用探針接觸工件取得產(chǎn)品外型。再來進(jìn)一步開發(fā)非接觸式設(shè)備，運(yùn)用照相或激光技術(shù)，計(jì)算光線反射回來的時(shí)間取得距離。

逆向工程軟件部分品牌包括surfacer(imageware)、icem、copycad、rapid form等。逆向軟件的演進(jìn)約略可區(qū)分為三個(gè)階段。十一年前在逆向工程上，只能運(yùn)用catia等cad/cam高階曲面系統(tǒng)。市場(chǎng)后來發(fā)展出兩套主流產(chǎn)品約在七、八年前技術(shù)成熟，廣為業(yè)界引用。到最近四年來，發(fā)展出不同以往的逆向工程數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算，速度快。逆向工程在臺(tái)灣的發(fā)展軌跡持續(xù)在進(jìn)行，工研院曾寫過一套逆向工程軟件，學(xué)術(shù)界不少研究團(tuán)隊(duì)也將逆向工程領(lǐng)域作為研究主題，開發(fā)出具不同功能的系統(tǒng)軟件，但是最后這些軟件都沒有真正落實(shí)到產(chǎn)業(yè)界應(yīng)用。工研院的團(tuán)隊(duì)后來也結(jié)束逆向工程研究，轉(zhuǎn)而開發(fā)其它主題。原有的研發(fā)成果后繼無人，殊為可惜。1998年，newpower啟動(dòng)了逆向工程的一些項(xiàng)目，要求是把客戶的現(xiàn)有源代碼轉(zhuǎn)變成設(shè)計(jì)，如果需要的話，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品需求規(guī)約。這恰恰與類似于v模型的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)過程模型相逆。這樣一來，客戶就可以容易地維護(hù)他們的產(chǎn)品（需求，設(shè)計(jì)，源代碼等等），而不需要想以前那樣，每次改動(dòng)產(chǎn)品都需要直接修改源代碼。

是指從實(shí)物上采集大量的三維坐標(biāo)點(diǎn)，并由此建立該物體的幾何模型，進(jìn)而開發(fā)出同類產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)。逆向工程與一般的設(shè)計(jì)制造過程相反，是先有實(shí)物后有模型。仿形加工就是一種典型的逆向工程應(yīng)用。目前，逆向工程，逆向工程的應(yīng)用已從單純的技巧性手工操作，發(fā)展到采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)及測(cè)量設(shè)備，進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、制造等活動(dòng)，如獲取修模后的模具形狀、分析實(shí)物模型、基于現(xiàn)有產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、快速仿形制造等。通俗說，從某種意義上說，逆向工程就是仿造。這里的前提是默認(rèn)我們傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造為“正向工程（當(dāng)然，沒有這種說法）”。

軟件的逆向工程是分析程序，力圖在比源代碼更高抽象層次上建立程序的表示過程，逆向工程是設(shè)計(jì)的恢復(fù)過程。逆向工程工具可以從已存在的程序中抽取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)信息。

1.3 逆向工程系統(tǒng) 目前研究或應(yīng)用中的系統(tǒng)可分以下幾類：

(1)針對(duì)具體應(yīng)用開發(fā)的系統(tǒng)開發(fā)了一種針對(duì)機(jī)械零件識(shí)別的逆向工程系統(tǒng)，此系統(tǒng)只能識(shí)別由平面組成的零件。開發(fā)了基于微機(jī)的逆向工程系統(tǒng)主要用于仿制空軍部門淘汰的零件。(2)專用曲面擬合軟件系統(tǒng)曲面擬合是逆向工程的關(guān)鍵過程，開發(fā)了擬合3d激光掃描數(shù)據(jù)的軟件包，數(shù)據(jù)點(diǎn)被交互的劃分區(qū)域，擬合曲面輸入通用cad系統(tǒng)進(jìn)行相交、延伸、過渡、建立完整的cad模型。此系統(tǒng)只處理標(biāo)準(zhǔn)的二次曲面。

(3)與商用cad系統(tǒng)的結(jié)合有些系統(tǒng)直接把數(shù)字化系統(tǒng)與商用cad系統(tǒng)結(jié)合，kwok開發(fā)的系統(tǒng)將cmm與autocad結(jié)合起來，每測(cè)一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，自動(dòng)轉(zhuǎn)化為iges格式，系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)可視化功能。

(4)測(cè)量與擬合的集成

以上系統(tǒng)中數(shù)字化與曲面擬合是兩個(gè)分離的過程，為了提高測(cè)量精度，用擬合結(jié)果指導(dǎo)測(cè)量，減少測(cè)量數(shù)據(jù)，出現(xiàn)了測(cè)量與擬合的集成系統(tǒng)。liang-chia提出的集成系統(tǒng)，首先由用戶交互地劃分測(cè)量邊界，每個(gè)面片的測(cè)量中實(shí)時(shí)進(jìn)行b2樣條曲面擬合，用擬合結(jié)果進(jìn)行下一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置預(yù)測(cè)，用實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的誤差控制測(cè)量精度和擬合精度。(5)與快速原形制造的結(jié)合

縮短產(chǎn)品制造的周期是逆向工程的目的之一，近年來出現(xiàn)了數(shù)字化系統(tǒng)直接用子制造的逆向工程與快速制造的集成系統(tǒng)，jones c開發(fā)了由激光掃描結(jié)果產(chǎn)生螺旋線數(shù)控加工路徑的系統(tǒng)。

1.4 逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)前使用的逆向工程系統(tǒng)存在以下不足之處：

(1)大多數(shù)系統(tǒng)是針對(duì)具體的應(yīng)用而開發(fā)，數(shù)據(jù)處理往往針對(duì)特定的測(cè)量設(shè)備、測(cè)量對(duì)象，通用性差。

(2)曲面擬合系統(tǒng)大多是對(duì)于代數(shù)二次曲面，對(duì)自由曲面，特別是由大數(shù)據(jù)量散亂點(diǎn)擬合自由曲面，系統(tǒng)一般沒有此功能

(3)數(shù)據(jù)區(qū)域分割往往要交互操作，降低了cad建模的速度，自動(dòng)化程度低；(4)系統(tǒng)集成化程度低，有些系統(tǒng)只側(cè)重與曲面的擬合，有些系統(tǒng)只側(cè)重于與特定制造技術(shù)的結(jié)合，系統(tǒng)只包含簡(jiǎn)單幾何數(shù)據(jù)，不符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造的并行思想。幾何建模是逆向工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)也是影響逆向工程速度的瓶頸問題，因此，提高逆向工程幾何建模的自動(dòng)化程度和通用性是目前逆向工程研究的一個(gè)重點(diǎn)方向。作者提出了一種逆向工程幾何建模自動(dòng)化系統(tǒng)，具有體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的特征建模的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)點(diǎn)的組織方式不限，輸出的b-rep模型與現(xiàn)有商用cad系統(tǒng)完全兼容。系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于特征的自動(dòng)提取、組合自由曲面的光滑連接。

提高系統(tǒng)的集成性，有些情況cad 模型并不是必需的，或者為了最快的制造產(chǎn)品，需要數(shù)字化系統(tǒng)與cmm 的直接結(jié)合；另外，有些產(chǎn)品(例如注塑模、注塑件的設(shè)計(jì))需要多次進(jìn)行cae 分析，由數(shù)據(jù)點(diǎn)直接產(chǎn)生cae 模型，可極大地提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析過程，在上一節(jié)已有一些集成系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，大多是根據(jù)具體情況的部分集成，邢淵提出了完整的逆向工程集成系統(tǒng)框架，具有cad、cae、cam 多個(gè)數(shù)據(jù)接口，采用了面向?qū)ο蟮募煞椒āｊP(guān)鍵技術(shù)是通用、開放的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。

三坐標(biāo)測(cè)量可分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量?jī)纱箢悺＝佑|式測(cè)量方法通過傳感測(cè)量頭與樣件的接觸而記錄樣件表面的坐標(biāo)位置，可以細(xì)分為點(diǎn)觸發(fā)式和連續(xù)式數(shù)據(jù)采集方法。對(duì)于航空航天、汽車等行業(yè)，大型樣件的測(cè)量一般可以選用接觸式測(cè)量，以滿足精度要求。因?yàn)椋佑|式測(cè)量中的點(diǎn)觸發(fā)式測(cè)量可以通過人為規(guī)劃，使得在大曲率或曲率變化劇烈的區(qū)域獲得較多的測(cè)量點(diǎn)，而在相對(duì)平坦的區(qū)域則可以測(cè)量較少的點(diǎn)。結(jié)合造型方法，人工對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃，測(cè)量對(duì)物體形狀起關(guān)鍵作用的特征線和曲線網(wǎng)格，數(shù)據(jù)點(diǎn)可以根據(jù)需要組織成模型重建軟件所需要的形式，然后根據(jù)特征線及曲線網(wǎng)格重建物體的cad模型，減少了數(shù)據(jù)處理的難度和工作量。其唯一的缺點(diǎn)是測(cè)量效率較低。

非接觸式測(cè)量方法主要是基于光學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)等領(lǐng)域中的基本原理，將一定的物理模擬量通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄞD(zhuǎn)化為樣件表面的坐標(biāo)點(diǎn)。例如：聲納測(cè)量?jī)x利用聲音遇到被測(cè)物體產(chǎn)生回聲的時(shí)間計(jì)算點(diǎn)與聲源間的距離；激光測(cè)距法是將激光束的飛行時(shí)間轉(zhuǎn)化為被測(cè)點(diǎn)與參考平面間的距離。非接觸式測(cè)量使測(cè)量效率得到了極大提高，某些光學(xué)測(cè)量機(jī)可以在數(shù)秒鐘內(nèi)得到幾十萬個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，因而在測(cè)量過程中可以大大減少人工測(cè)量規(guī)劃，在整個(gè)樣件表面快速采集大量的密集點(diǎn)集。由于操作簡(jiǎn)便，以激光測(cè)距法為代表的非接觸式測(cè)量技術(shù)近兩年來，發(fā)展迅速，應(yīng)用普及面越來越廣。不過，非接觸測(cè)量獲得的海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量非常龐大，常有幾十萬、上百萬，甚至更多。必須配合較強(qiáng)功能的逆向軟件和高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備，才能順利使用。不過，將五年來，按照摩爾定律，計(jì)算機(jī)硬件的性能迅速提高，軟件技術(shù)也今非昔比，基于光學(xué)的非接觸式測(cè)量方法和三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備在逆向工程中得到了更為廣泛的應(yīng)用。在工程技術(shù)人員的一般概念中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程是一個(gè)從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的過程，即設(shè)計(jì)人員首先在大腦中構(gòu)思產(chǎn)品的外形、性能和大致的技術(shù)參數(shù)等，然后在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段完成各類數(shù)據(jù)模型，最終將這個(gè)模型轉(zhuǎn)入到研發(fā)流程中，完成產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)研發(fā)周期。這樣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程我們稱為“正向設(shè)計(jì)”過程。逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以認(rèn)為是一個(gè)從產(chǎn)品到設(shè)計(jì)的過程。簡(jiǎn)單地說，逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)