反求工程及创新设计-----概述 工程, 概述, 设计

ofly

一、技术引进与反求工程技术引进在促进世界各国的科技与社会进步，促进生产力与经济的高速发展方面起了很大的作用。但光引进还不行，还要对引进技术进行深入的研究、吸收、消化和创新，并在此基础上开发出新的产品，形成技术体系，这一过程就是反求工程（Reverse Engineering）。
, Q0 b9 C0 ~. A9 n" ^' W' T: U
" h9 {2 h/ Q% W3 r4 T, N+ S% O引进技术中包括产品的研究开发、生产制造、管理和市场营销等方面的内容，这些内容组成了一个完整的系统，因此，反求工程应对整个系统进行分析和研究。
3 U7 b' X# F5 j( |6 i' B% K3 s; @5 [! v1 ^3 Y4 \
反求工程是一个将反求思维应用于工程实践的创新过程，是针对消化、吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合。+ F. i2 U5 P  U3 a4 m/ W: D& u. Q
  e& {9 C" ?' j# E
在20世纪中后期，世界各国基于引进技术的反求工程的应用已非常广泛，在经济技术发展中，总结了许多应用反求工程进行技术创新的经验，其中以日本的技术引进与创新最为突出。
# [+ T- [& ~! O* {6 w4 P3 S' J/ c) U5 E  y/ `( Q
在二战结束后，日本在经济上落后欧美国家二三十年。为恢复和振兴经济，日本在60年代初提出科技立国方针：“一代引进，二代国产化，三代改进出口，四代占领国际市场”。于是日本在消化、吸收引进技术的基础上，采用移植、组合、改造等方法开发出许多创新产品，并出口创汇，其中在汽车、电子、光学设备和家电等行业上最突出。% ^/ b" f! i2 V
6 r, u9 i3 m% }! K& ^2 t) V* j
美国人发明的晶体管技术原来仅用于军事领域。但日本SONY公司买回晶体管专利技术后，进行反求研究，移植于民用领域，开发出晶体管半导体收音机，占领国际市场。4 K' @4 J6 S" l( j) A

8 {9 h$ X) k! X日本东洋工业公司1961年从西德引进了一种旋转活塞发动机，经过运转实验后，发现活塞表面产生振纹失效，于是由此研究发明出理想的润滑耐磨材料、密封材料及非破坏检验法（NDI），克服了振纹。此后，日本的旋转活塞发动机质量超过西德，并畅销全球。
& O2 V3 p6 m* v8 P
/ e) E$ X& [; @( a0 H, X日本战后的“吸收性战略”获得了巨大的成功。1945~1970年日本用60亿美元引进先进技术，并投资150亿美元进行消化吸收，取得约26000项技术成果。成功的技术引进使日本节省了约9/10的研究费用和于约2/3的研究时间。反求工程的大量采用为日本的经济振兴、进而创造和开发各种新产品奠定了良好基础。
( Y3 W( [# W  Q
7 O7 s; q' |6 J1 \基于引进技术的反求工程一般要经历以下过程：
6 k9 L' [. P* q9 e& W3 k7 s- z' d0 }9 v& M
1．应用过程 在生产实践中逐步熟悉产品或设备的操作、使用与维修，使其在生产中发挥作用。然后，再结合其软件资料，进一步了解它的结构、技术性能、技术特点，尤其是要发现产品、设备的不足之处，做到“知其然”。
! m1 S, S0 c$ r9 _% p! X% l2 v
6 P3 a4 s: G. a- S2．消化过程 对引进产品、设备的设计原理、结构、材料、制造工艺、生产管理方法等进行深入研究，用现代的设计理论、设计方法及测试手段对其性能进行计算测定，了解其材料配方、工艺流程、技术标准、质量控制、安全保护等技术条件，特别要找出它的关键技术及不足之处产生的根源，做到“知其所以然”。
; u. z7 K* j, W0 k0 q$ g+ C7 @) l9 [, _' j6 v
3．创新设计过程 在第二个过程的基础上，再进行原理方案设计、技术设计等，但关键是要结合本国国情，博采众家之长，有所创新，开发设计出具有本国特色的新产品，并力争达到国际先进水平，实现技术从输入到输出的转化。
0 N( r/ a  |$ c& ]- B# Z  K& T& J+ ^- r: |8 F, C6 d
从这个过程来看，基于引进技术的反求工程主要是一个产品的创新设计过程，是一个与传统设计方法相结合的设计过程，因此，从这个意义上看，反求工程又称为反求设计（Reverse Design）。

ofly

二、反求设计 20世纪90年代以后，数字化浪潮推动社会飞速发展，世界范围内的竞争将日趋激烈，尤其是工业领域的竞争更加白热化，企业必须充分吸收和利用现代高新技术成果以增强它们的竞争能力。同时，现代市场对产品设计的要求也发生了根本的变化，多品种，小批量替代了少品种大批量的传统生产模式，这就导致了要求降低产品、缩短设计和生产周期、提高产品质量。这些需求导致了产品反求设计（Reverse Design）方法的广泛应用，使得反求设计方法出现了一些新的特征。' T5 K$ C. v2 V4 [1 @; X
+ |3 S3 w0 S+ A& _8 I
在现代产品更新极快的时代，许多新产品都从已有的产品脱胎而来，这些新产品与老产品之间差别不是太大，对其的设计往往只需将已有的产品设计方案作局部的改动。因此，在进行产品设计时，应用这种设计方法与完全从草图开始设计的方法相比，设计周期会大大缩短，风险也会大大降低，设计费用也会大大减少。
; I, P% ]& W7 {0 U) a  q  r, Z- \7 Z) r4 X9 G% x+ N2 F. R8 ]* o+ C
基于此，反求设计方法在新阶段的基本设计思想是：分析已有的产品或设计方案，明确产品的各个组成部分并作适当的分解，明确产品不同部件之间的内在的联系，包括功能联系，组装联系等；然后在更高的，更加抽象的设计层次上获取产品模型的表示方法；最后从功能、原理、布局等不同的需求角度对产品模型进行修改和再设计。% L0 ~% A/ w. a! J' U" w% l
$ W% ?: j% T  [  k6 I5 x
总而言之，反求设计是一种以先进的产品或技术作为对象，进行深入的分析研究，探索掌握其关键技术，在消化、吸收的基础上，开发同类创新产品的设计。& g  x7 i. v" w; }2 @

0 P& }5 U2 t# Z8 C反求设计方法在与传统设计方法相结合的同时，还与计算机辅助测量技术、CAD技术等紧密地联系在一起。反求设计中往往会遇到一些复杂的零部件，一般不能直接建立CAD模型，必须借助于先进的计算机辅助测量技术来获取零部件的数据，并经过计算机处理之后，进行CAD建模，然后在此基础上进行创新设计。, N: x2 e! a( Y: H

) y# v$ d+ p  T快速成型技术的发展，同样也使反求设计方法的应用前景更加广阔。由于快速成型材料的价格低廉，以及生产快速成型产品的软硬件设备越来越完善，设计人员可以用易成型材料先制造一个产品的缩小或放大的实物模型，然后评价、决定该模型是否满足生产要求，如果不行，则返回到CAD模型继续修改（创新过程），直到满意为止，最后设计人员对真实模型进行反求创新设计，即可得到实际尺寸的产品的精确设计方案。8 I) c; n' X2 x, B: S* |
2 C+ J0 `- H, b8 a
三、反求设计与传统设计如图6-1a所示，传统设计是通过工程师的创造性劳动，将一个事先并不知道的事物变为人类需求的喜爱的产品。为此，工程师首先要根据市场需求，提出目标和技术要求，再进行功能设计，创造新方案，在经过一系列的设计活动之后，得到预期的新产品。概括地说，传统设计是由未知到已知、由想象到现实的过程，回答的是“怎么做？”的问题。8 M0 O) v5 N* {! n4 A. R8 r

6 V- V. x% L! p6 ^: I反求设计则是从已知事物的有关信息（包括实物、技术资料文件、照片、广告、情报等）出发，去寻求这些信息的科学性、技术性，先进性、经济性、合理性等等，要回溯这些信息的科学依据，即充分消化和吸收，而更重要本质是在此基础上要改进、挖潜进行再创造。如图6-1b所示为反求设计过程示意图，回答的是“为什么要这样做?”的问题。
+ @$ |" }3 t4 p8 @# C" ]0 ]( A
/ }4 k1 O( w1 F+ @8 O' s. H传统设计过程是一个主动的创造性活动，而反求设计过程则是一种高起点的、先被动后主动的创造性活动。一个先进成熟的产品，凝集着设计者的智慧和技术，要在吃透、消化原设计的基础上设计出更强竞争力的创新产品，别有一番难度。故反求设计并非传统设计的简单逆过程。
* v( c6 ^! j; ^7 y5 L" y7 [' a. D' ~9 L, ?3 `5 R

* @4 D9 j  J- R3 ^! Y+ m
% P0 z1 `/ z9 O' @四、反求设计与知识产权科学技术的发展与知识产权的保护密切相关，只有任何一项新技术、新产品都应该受到有关保护法（如专利法、知识产权法等）的法律保护，才能引导正常的市场竞争和贸易。保护知识产权是国际性的共同行为规范。& ], w: q( b  c+ g, k$ v

$ g/ Z3 f# O9 e. ~( H8 e  b那么，反求设计是否有侵犯知识产权的嫌疑呢？
& g0 ]! w" H5 A  A# E
" u( Z; C2 j, P4 p' I- n7 [0 q" U反求技术的发展基础是仿制技术，但近年来反求技术的内涵已有了很大的发展，因此反求技术并不同于仿制技术。实物仿制的着眼点在于制造出和原有实物相同的产品，而反求设计的着眼点在于对原有实物进行修改和再设计后而制造出新的产品。反求设计强调在剖析先进产品时，要吃透原设计，找出原设计中的“绝招”、“诀窍”和关键技术，尤其要找出原设计中的缺陷；然后在再设计中突破原设计的局限，在较高的起点上、以较短的时间设计出竞争力更强的创新产品。因此反求设计避免了“侵权”的法律问题，而且满足了现代社会的实际需求。