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 1 順向工程（Forward Engineering）
傳統(tǒng)以來，工業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)均是循著序列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难邪l(fā)流程，從功能與規(guī)格的預(yù)期指針確定開始，構(gòu)思產(chǎn)品的零組件需求，再由各個組件的設(shè)計(jì)、制造以及檢榱闋榧樽?、检验整机组装、虚嗆拆}緣瘸絳蚶賜瓿傘Ｃ扛鱟榧急Ａ粲性嫉納杓仆跡松杓仆寄殼耙壓閿肅AD圖檔來保存。每個組件的加工也有所謂的工令圖表，對復(fù)雜形狀組件則以CAM軟件產(chǎn)生NC加工檔案來保存。每個組件的尺寸合格與否則以品管檢驗(yàn)報(bào)告來記錄。這些所記錄的檔案均屬公司的智能財(cái)產(chǎn)，一般通稱機(jī)密（Know-how）。這種開發(fā)模式稱為預(yù)定模式（Prescriptive model），此類開發(fā)工程亦通稱為順向工程（Forward Engineering）。對每一組件來說，其順向工程的流程如圖1-1所示。

圖1-1 組件之順向工程開發(fā)流程

然而，隨著工業(yè)技術(shù)的提升以及經(jīng)濟(jì)環(huán)境的成長，任何通用性產(chǎn)品在消費(fèi)者高品質(zhì)要求之下，功能上的需求已不再是贏得市場競爭力的*條件。在近代高功能CAD 軟件的帶動下，『工業(yè)設(shè)計(jì)』（又稱『產(chǎn)品設(shè)計(jì)』）的新興領(lǐng)域已逐漸受到重視，任何產(chǎn)品不僅是功能上要求*，其對象外觀（Object appearance）上也需要做造型設(shè)計(jì)，以吸引消費(fèi)者的注意力。此造型設(shè)計(jì)多針對產(chǎn)品的外形美觀化來處理，在順向工程的流程中己不是傳統(tǒng)訓(xùn)練下的機(jī)械工程師們所能勝任。一些具有美工背景的設(shè)計(jì)師們可利用CAD的技巧構(gòu)想出創(chuàng)新的美觀外型，再以手工方式塑造出模型，如木模、石膏模、黏土模、臘模、工程塑料模、玻璃纖維模等等，然而再以三維尺寸量測的方式建立出自由曲面模型的CAD圖文件。這個程序已有逆向工程的觀念，但仍屬順向工程的一環(huán)，具對象導(dǎo)向（Object-oriented）的觀念，公司仍保有設(shè)計(jì)圖的智能財(cái)產(chǎn)。此順向工程中的造型設(shè)計(jì)流程如圖 1-2所示，產(chǎn)品例如圖1-3所示。

圖1-2 順向工程中的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)加工流程

因此，順向工程可歸納為：功能導(dǎo)向（Functionally-oriented）以及對象導(dǎo)向（Object-oriented）、預(yù)定模式（Prescriptive model）、系統(tǒng)開發(fā)（System to-be）、以及所屬權(quán)的系統(tǒng)（Legacy system）。

2 逆向工程（Reverse Engineering）
逆向工程通常是以項(xiàng)目方式執(zhí)行一模型的仿制工作。往往一件擬制作的產(chǎn)品沒有原始設(shè)計(jì)圖文件，而是委托單位交付一件樣品或模型，如木鞋模、高爾夫球頭，請制作單位復(fù)制（Copy）出來。傳統(tǒng)的復(fù)制方法是用立體雕刻機(jī)或液壓三次元靠模銑床制作出一比一成等比例的模具，如圖1-4所示，再進(jìn)行量產(chǎn)。這種方法屬稱模擬式（Analog type）復(fù)制，無法建立工件尺寸圖檔，也無法做任何的外形修改，已漸漸為新型式數(shù)字化的逆向工程系統(tǒng)所取代。
目前所稱的逆向工程是針對一現(xiàn)有工件（樣品或模型）利用3D數(shù)字化量測儀器準(zhǔn)確、快速的將輪廓坐標(biāo)量得，并加以建構(gòu)曲面、編輯、修改后，傳至一般的CAD/CAM系統(tǒng)，再由CAM所產(chǎn)生刀具的NC加工路徑送至CNC加工機(jī)制作所需模具，或者送到快速成型機(jī)（Rapid Prototyping）將樣品模型制作出來，此*程稱為逆向工程，如圖1-5所示。
 

圖1-5 逆向工程流程圖

因此，逆向工程可歸納為：功能導(dǎo)向（Functionally-oriented）、描述模式（Descriptive mode）、系統(tǒng)仿造（System as-is）、以及非所屬數(shù)系統(tǒng)（Non-legacy system）。

3 逆向工程系統(tǒng)整合
如前節(jié)所述，逆向工程首須使用精密的量測系統(tǒng)將樣品輪廓尺寸快速量出坐標(biāo)點(diǎn)群資料，然后再做曲面處理及加工成形。故建立一套完整的逆向工程系統(tǒng)，須要下列基本配備：
量測探頭：有接觸式（觸發(fā)探頭、掃瞄探頭）。
非接觸式（雷射位移探頭、雷射干涉儀探頭、線結(jié)構(gòu)光及CCD掃瞄探頭、面結(jié)構(gòu)光及CCD掃瞄探頭）。
量測機(jī)臺：有三次元量測儀、多軸機(jī)臺、多軸關(guān)節(jié)式機(jī)械臂、及
雷射追蹤站等。
點(diǎn)群數(shù)據(jù)處理軟件：噪聲濾除、細(xì)線化、曲線建構(gòu)、曲面建構(gòu)、曲面
修改、內(nèi)插補(bǔ)點(diǎn)。
CAD/CAM軟件：一般PC級或工作站級CAD/CAM系統(tǒng)。
CAE軟件：執(zhí)行模流分析或強(qiáng)度分析。
CNC工具機(jī)：執(zhí)行模仁加工及模具制造。
快速成型機(jī)：模型產(chǎn)生（有光化學(xué)法、粉末成型法、繞線成型法、切
紙成型法等等）。
量產(chǎn)機(jī)器：塑料射出機(jī)、押出機(jī)、鈑金成型機(jī)等。

4 逆向工程之困難技術(shù)
大多數(shù)的公司均可以充裕的經(jīng)費(fèi)選配出適合其產(chǎn)品開發(fā)所需的逆向工程系統(tǒng)基本配備，但是zui大的瓶頸仍是須有專業(yè)的人才及豐富的經(jīng)驗(yàn)。要完成一套逆向工程流程不難，但是要仿制得逼真則須。許多樣品工件不是單純凸出的自由曲面所形成，碰到凹槽、開孔或基本幾何形狀之處，仍須做形狀辨識、建構(gòu)及疊合處理（如大哥大機(jī)殼、汽車擾流板等）。另外，工件的顏色也會影響量測的精度，超大形工件（如車身、人體雕像等）亦須特別設(shè)計(jì)大型機(jī)臺。以上這些都是對逆向工程技術(shù)的一大挑戰(zhàn)。
本書以下章節(jié)將詳細(xì)介紹各子系統(tǒng)的功能及應(yīng)用，zui后一章將以一些實(shí)例介紹逆向工程制作過程及困難解決技術(shù)。
圖1-6所示為順向工程系統(tǒng)整合的流程范例，圖1-7為逆向工程系統(tǒng)整合的流程范例，圖1-8為逆向工程整廠規(guī)劃的系統(tǒng)流程范例。

總之，逆向工程技術(shù)及應(yīng)用牽涉到下列項(xiàng)目：
1. 要準(zhǔn)確及快速將工件資料取得。
2. 要確實(shí)將資料建構(gòu)成曲面及應(yīng)有外形。
3. 要與各種CAD/CAM及CAE做整合。
4. 要節(jié)省工廠制造成本，提高產(chǎn)品競爭力。