第六章反求工程與創(chuàng)新設(shè)計

1第六章反求工程及創(chuàng)新設(shè)計2第一章

創(chuàng)新概論第二章創(chuàng)新思維與創(chuàng)造原理第三章原理方案的創(chuàng)新設(shè)計第四章機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計第五章機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計第六章反求工程及創(chuàng)新設(shè)計第七章TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計第八章仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計第九章機械創(chuàng)新設(shè)計實例第六章反求工程及創(chuàng)新設(shè)計

反求工程是一個將逆向思維和移植創(chuàng)造原理應(yīng)用于工程實踐的創(chuàng)新過程，是針對消化、吸收先進技術(shù)的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合。反求工程是將實物轉(zhuǎn)變?yōu)镃AD模型相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)、幾何模型重建技術(shù)和產(chǎn)品制造技術(shù)的總稱，是將已有產(chǎn)品或?qū)嵨锬Ｐ娃D(zhuǎn)化為工程設(shè)計模型和概念模型，在此基礎(chǔ)上對已有產(chǎn)品進行解剖、深化和再創(chuàng)造的過程。3

反求工程的發(fā)展

20世紀(jì)60年代出現(xiàn)。日本在60年代初提出科技立國方針：“一代引進，二代國產(chǎn)化，三代改進出口，四代占領(lǐng)國際市場”，其中在汽車、電子、光學(xué)設(shè)備和家電等行業(yè)上最為突出。

1945

1970年，引進國外先進技術(shù)(80％為專利、圖紙)投資60億美元(自行研制需1800~2000億美元)。掌握每項技術(shù)需2~3年(自行研制需12~15年)。

60年代中期，機械工業(yè)研究經(jīng)費16.9%用于引進，68.1%用于消化、改造。反求工程節(jié)省約2/3的研究時間，9/10的研究經(jīng)費。一些產(chǎn)品的設(shè)計是從實物模型開始的，如汽車設(shè)計、文物的復(fù)制、建筑設(shè)計等。計算機和信息技術(shù)的發(fā)展，促進了反求工程的發(fā)展，例如快速成形技術(shù)、影視動畫技術(shù)等。4

案例

日本SONY公司從美國引入在軍事領(lǐng)域中應(yīng)用的晶體管專利技術(shù)后，進行反求研究，將其反求結(jié)果用于民用領(lǐng)域，開發(fā)出晶體管半導(dǎo)體收音機，并迅速占領(lǐng)了國際市場，獲得顯著的經(jīng)濟效益。日本HONDA公司從世界各國引進500多種型號的摩托車對其進行反求分析研究，綜合其優(yōu)點，研制出耗油少、噪聲小、成本低、性能好、造型美的新型本田摩托車，風(fēng)靡全世界，壟斷了國際市場，為日本出口創(chuàng)匯做出了巨大貢獻。日本的鋼鐵公司從國外引進高爐、連鑄、熱軋、冷軋等鋼鐵技術(shù)，幾大鋼鐵公司聯(lián)合組成了反求工程研究機構(gòu)，經(jīng)過消化、吸收、改造和完善，建立了世界一流水平的鋼鐵工業(yè)。在反求工程的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新設(shè)計出國產(chǎn)轉(zhuǎn)爐，并向英、美等發(fā)達國家出口，是日本一躍成為世界鋼鐵大國。

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案例

我國廣州至深圳的高速列車就是引入日本子彈頭機車的技術(shù)后，對其進行分析研究，通過反求設(shè)計，進行局部的改進與創(chuàng)新。2007年的運行過程中，列車時速已經(jīng)達到250km/h，廣州至深圳的運行時間僅為45min。佳木斯聯(lián)合收割機廠，通過引進美國約翰迪爾的聯(lián)合收割機技術(shù)，經(jīng)過反求研究，消化吸收，生產(chǎn)出我國自己的大型聯(lián)合收割機，結(jié)束了我國大型聯(lián)合收割機全部依靠進口的歷史。

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反求工程的應(yīng)用領(lǐng)域

新零件的設(shè)計，主要用于產(chǎn)品的改型或仿形設(shè)計。已有零件的復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計意圖，損壞或磨損零件的還原。數(shù)字化模型的檢測，例如零部件形狀變形檢測、形狀測量、工業(yè)在線檢測。模具樣品開發(fā)，如汽車、通訊產(chǎn)品、消費性電子產(chǎn)品及相關(guān)零組件、運動器材、玩具、陶瓷、鞋模等。醫(yī)學(xué)仿生、醫(yī)學(xué)測量與模擬、整形美容及正畸的模擬與評價等。造型設(shè)計，如3D動畫影片的制作、3D游戲建模、多媒體虛擬實境、廣告動畫等。三維彩色數(shù)字化、數(shù)字博物館、有形文物及檔案的管理、鑒定與復(fù)制7汽車造型的掃描和反求鞋楦的掃描和反求復(fù)雜曲面的反求8

反求工程的分類

按產(chǎn)品的制造過程分

設(shè)計反求

建立產(chǎn)品的CAD模型。工藝反求

產(chǎn)品所使用的材料、產(chǎn)品的加工工藝(制造工藝、裝配工藝)。管理反求

產(chǎn)品制造過程管理和質(zhì)量控制。按反求的目標(biāo)分

實物反求

建立產(chǎn)品的CAD模型。技術(shù)資料反求

加工的工藝規(guī)范、技術(shù)文檔、質(zhì)量管理等。影像反求

影視畫面。9

反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

實物(產(chǎn)品)尺寸的三維測量技術(shù)。測量數(shù)據(jù)的前處理技術(shù)，包括：測量數(shù)據(jù)的壞點、測量誤差的去除，多視圖測量數(shù)據(jù)的整體拼接，冗余數(shù)據(jù)的去除，測量數(shù)據(jù)的簡化和優(yōu)化等等。測量數(shù)據(jù)的CAD反向建模技術(shù)，包括：測量數(shù)據(jù)的分割和曲面擬合，被測實物的CAD模型重構(gòu)技術(shù)等。反求工程的接口技術(shù)，包括：測量數(shù)據(jù)與快速成形系統(tǒng)的接口(STL文件)，測量數(shù)據(jù)與CNC設(shè)備的接口(DXF、IGES、點云文件)，測量數(shù)據(jù)與CAD/CAM系統(tǒng)的接口(DXF、IGES、STEP文件)，以實現(xiàn)與現(xiàn)有的制造設(shè)備、CAD/CAE/CAM等軟件的數(shù)據(jù)交換。10

反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

工業(yè)級數(shù)控三坐標(biāo)測量機主要功能三坐標(biāo)測量機是測量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的設(shè)備之一，它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規(guī)，并把復(fù)雜的測量任務(wù)所需時間從小時減到分鐘。三坐標(biāo)測量機能快速準(zhǔn)確地評價尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息。將被測物體置于三坐標(biāo)測量空間，可獲得被測物體上各測點的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計算求出被測物體的幾何尺寸、形狀和位置。

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反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

工業(yè)級數(shù)控三坐標(biāo)測量機特點單邊活動橋式結(jié)構(gòu)，顯著提高運動性能，確保測量精度及穩(wěn)定性。三軸導(dǎo)軌均采用高精密天然花崗巖，具有相同的溫度特性及剛性。三軸導(dǎo)軌均采用自潔式預(yù)載荷高精度空氣軸承，運動更平穩(wěn)，導(dǎo)軌永不受磨損。RENISHAW自粘開放式金屬光柵尺，更接近花崗巖基本的熱膨脹系數(shù)，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。

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反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

工業(yè)級數(shù)控三坐標(biāo)測量機應(yīng)用主要用于機械、汽車、航空、軍工、家具、工具原型、機器等中小型配件、模具等行業(yè)中的箱體、機架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量，還可用于電子、五金、塑膠等行業(yè)中，可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進行精密檢測，從而完成零件檢測、外形測量、過程控制等任務(wù)。13

反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

絕對關(guān)節(jié)臂測量機主要功能對零件進行測量、檢查和驗證逆向工程產(chǎn)品比較/產(chǎn)品分析增材制造設(shè)計：對示例部分或物理模型進行掃描，并轉(zhuǎn)換為CAD模型，如同三維打印機。仿形銑：由掃描點云數(shù)據(jù)直接復(fù)制生產(chǎn)產(chǎn)品。14

反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

絕對關(guān)節(jié)臂測量機應(yīng)用鈑金件、沖壓件、模型配件、模具、結(jié)構(gòu)和裝飾五金、復(fù)合材料、機加工件、管件及其組件、車身和底盤、玻璃纖維結(jié)構(gòu)。

應(yīng)用領(lǐng)域汽車及其零部件制造、汽車內(nèi)飾、航空航天零部件制造、重型設(shè)備及其零部件制造、船舶制造、機械制造、家具制造業(yè)、土木工程、新能源及其零部件制造商、軌道交通。15

反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

三維激光掃描儀特點三維激光掃描技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)，它利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集的點的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速復(fù)建出被測目標(biāo)的三維模型及線、面、體等各種圖形數(shù)據(jù)。由于三維激光掃描系統(tǒng)可以密集地大量獲取目標(biāo)對象的數(shù)據(jù)點，因此相對于傳統(tǒng)的單點測量，三維激光掃描技術(shù)也被稱為從單點測量進化到面測量的革命性技術(shù)突破。16

反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

三維激光掃描儀應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)在文物古跡保護、建筑、規(guī)劃、土木工程、工廠改造、室內(nèi)設(shè)計、建筑監(jiān)測、交通事故處理、法律證據(jù)收集、災(zāi)害評估、船舶設(shè)計、數(shù)字城市、軍事分析等領(lǐng)域也有了很多的嘗試、應(yīng)用和探索。17

反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

照相式掃描儀特點照相式掃描儀是非接觸光學(xué)三維掃描儀，主要由光柵投影設(shè)備及兩個工業(yè)級的CCDCamera所構(gòu)成，由光柵投影在待測物上，并加以粗細變化及位移，配合CCDCamera將所獲取的數(shù)字影像通過計算機運算處理，即可得知待測物的實際3D外形。18

反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

照相式掃描儀特點照相式掃描儀避免了對物體表面的接觸，可以測量各種材料的模型。測量過程中被測物體可以任意翻轉(zhuǎn)和移動，對物件進行多個視角的測量，系統(tǒng)進行全自動拼接，

輕松實現(xiàn)物體360

高精度測量。并且能夠在獲取表面三維數(shù)據(jù)的同時,迅速的獲取紋理信息，得到逼真的物體外形。19

反求工程的關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備

照相式掃描儀應(yīng)用可用于汽車制造業(yè)中的產(chǎn)品開發(fā)、逆向工程、快速成型、質(zhì)量控制，甚至可實現(xiàn)直接加工。20

反求工程軟件

Imageware

主要用于曲面造型。將STL模型作為參考數(shù)據(jù)進行逆向造型設(shè)計。

GeomagicStudio

主要用于點云的前期處理。噪聲去除、平滑、修補、封裝成STL模型等。

CopyCAD

允許從已存在的零件或?qū)嶓w模型中產(chǎn)生三維CAD模型，能夠接受來自坐標(biāo)測量機床的數(shù)據(jù)，同時跟蹤機床和激光掃描器。

RapidForm

RapidForm是韓國INUS公司出品的全球四大逆向工程軟件之一，RapidForm提供了新一代運算模式，可實時將點云數(shù)據(jù)運算出無接縫的多邊形曲面，使它成為3DScan后處理最佳化的接口。RapidForm可以提升工作效率，擴大3D掃描設(shè)備的運用范圍，改善掃描品質(zhì)。21幾何反求工程劃分網(wǎng)格后處理掃描合并調(diào)整點云曲率濾波22

基于引進技術(shù)的反求工程所經(jīng)歷的過程

(1)應(yīng)用過程逐步熟悉產(chǎn)品或設(shè)備的操作、使用與維修，再結(jié)合技術(shù)資料，進一步了解其結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能、技術(shù)特點，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的不足之處。

(2)消化過程對引進產(chǎn)品的設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)、材料、制造工藝、生產(chǎn)管理方法等進行深入研究，用現(xiàn)代的設(shè)計理論、設(shè)計方法及測試手段對其性能進行計算測定，了解其材料的配方、工藝流程、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量控制、安全保護等技術(shù)條件，特別要找出它的關(guān)鍵技術(shù)及不足之處產(chǎn)生的根源。

第一節(jié)技術(shù)引進與反求工程23

(3)創(chuàng)新設(shè)計過程進行原理方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計，關(guān)鍵是要結(jié)合本國國情，博采眾家之長，有所創(chuàng)新，開發(fā)設(shè)計出具有本國特色的新產(chǎn)品，并力爭達到國際先進水平，實現(xiàn)技術(shù)從輸入到輸出的轉(zhuǎn)化。反求設(shè)計方法的基本設(shè)計思想分析已有的產(chǎn)品或設(shè)計方案，明確產(chǎn)品的各個組成部分并作適當(dāng)分解，明確產(chǎn)品不同部件之間的功能聯(lián)系、組裝聯(lián)系；獲取產(chǎn)品模型表示方法；從功能、原理、布局等不同的需求角度對產(chǎn)品模型進行修改和再設(shè)計。第一節(jié)技術(shù)引進與反求工程24

一、反求設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計

傳統(tǒng)設(shè)計是由未知到已知、由想像到現(xiàn)實的過程，是一個主動的創(chuàng)造性活動。

設(shè)計從實現(xiàn)某一功能的概念開始。對產(chǎn)品進行功能分析，在滿足功能要求的前提下選擇合適的結(jié)構(gòu)組合成產(chǎn)品雛形，再根據(jù)約束條件來修正，直至產(chǎn)品定型。難點/關(guān)鍵在于充分了解產(chǎn)品的使用要求，找到合理的物化過程和物化結(jié)構(gòu)。

第二節(jié)反求創(chuàng)新設(shè)計市場需求分析、設(shè)計要求等工程師的一系列創(chuàng)造性設(shè)計活動設(shè)計成果傳統(tǒng)設(shè)計25反求設(shè)計是從已知實物的有關(guān)信息(包括實物、技術(shù)資料文件、照片、廣告、情報等)出發(fā)，在充分消化和吸收的基礎(chǔ)上改進、挖潛進行再創(chuàng)造的過程，是一個高起點、先被動后主動的創(chuàng)造性活動。

幾何實現(xiàn)的設(shè)計過程，產(chǎn)品設(shè)計是從模型數(shù)字化的實現(xiàn)過程開始。對已有產(chǎn)品的仿制或僅做局部修改，對產(chǎn)品的功能不作為主要因素考慮。難點/關(guān)鍵在于模型的重構(gòu)技術(shù)(對已有模型進行合理幾何表達的方法)。

設(shè)計成果已知一個確定的事物(實物、圖片、技術(shù)資料等)一系列消化、吸收、再創(chuàng)造活動反求設(shè)計26

二、反求設(shè)計過程

反求分析階段

通過對原有產(chǎn)品的剖析，尋找原產(chǎn)品的技術(shù)缺陷，吸取其技術(shù)精華、關(guān)鍵技術(shù)，為改進或創(chuàng)新設(shè)計提出方向。

再設(shè)計階段在對原產(chǎn)品進行反求分析的基礎(chǔ)上，開發(fā)出符合市場需求的新產(chǎn)品。27明確設(shè)計任務(wù)技術(shù)設(shè)計原理方案設(shè)計開發(fā)設(shè)計產(chǎn)品生產(chǎn)仿型設(shè)計反求設(shè)計過程實驗試制施工設(shè)計變異設(shè)計反求分析(實物、技術(shù)資料或影像)28成品信息能量控制系統(tǒng)傳動系統(tǒng)(驅(qū)動系統(tǒng))執(zhí)行系統(tǒng)原動機檢測系統(tǒng)機電產(chǎn)品系統(tǒng)組成物料29對反求對象進行分析時的注意事項

(1)系統(tǒng)整體性系統(tǒng)中的各個分系統(tǒng)，都具有其特定的功能和目標(biāo)，只有各系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，才能達到系統(tǒng)的整體目標(biāo)。

(2)針對性針對系統(tǒng)需要完成的特殊任務(wù)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，找出解決特定問題的最優(yōu)方案。

(3)定量性

在許多復(fù)雜情況下，必須以相對可靠的數(shù)字資料為分析依據(jù)，保證結(jié)果的客觀性。

30必須考慮的約束條件(1)生產(chǎn)條件約束生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝、人員技能等。(2)經(jīng)濟條件約束開發(fā)成本、銷售價格等。(3)使用環(huán)境約束工作環(huán)境溫度、濕度、空氣塵埃等。(4)產(chǎn)品系統(tǒng)對環(huán)境的影響機械系統(tǒng)的振動、噪聲、粉塵、污水等。

(5)被加工對象變化對系統(tǒng)的影響如被加工對象化學(xué)成分的細微變化等。31

三、反求設(shè)計的創(chuàng)新內(nèi)容

(一)實物反求在已有實物條件下，通過試驗、測繪和詳細分析，再創(chuàng)造出新產(chǎn)品的過程。實物反求包括功能、性能、方案、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、精度、使用規(guī)范等眾多方面的反求，其對象可以是整機、部件、組件或零件。通常實物反求的對象大多是比較先進的設(shè)備、產(chǎn)品，包括從國外引進的和國內(nèi)的先進產(chǎn)品。

實物反求應(yīng)用于技術(shù)引進的硬件模式中，以擴大生產(chǎn)能力為主要目的，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品。

32特點具有形象直觀的實物。

可對產(chǎn)品的性能、功能、材料等直接進行測試分析，獲得詳細的產(chǎn)品技術(shù)資料。可對產(chǎn)品各組成部分的尺寸直接進行測試分析，獲得產(chǎn)品的尺寸參數(shù)?？s短了產(chǎn)品的開發(fā)周期。實物與新產(chǎn)品之間有可比性，有利于提高新產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量。33準(zhǔn)備階段性能測試反求尺寸與公差設(shè)計思想的反求與創(chuàng)新繪制裝配示意圖繪制零件圖材料、技術(shù)條件的反求與創(chuàng)新校對裝配圖審查標(biāo)準(zhǔn)化審查工藝審查新產(chǎn)品試驗、比較新產(chǎn)品試制審核新產(chǎn)品綜合評價工藝的反求與創(chuàng)新功能、原理分析及分解機械設(shè)備繪制草圖及裝配圖實物反求設(shè)計的一般過程341.設(shè)計思想反求分析與創(chuàng)新

了解產(chǎn)品設(shè)計的指導(dǎo)思想是反求設(shè)計的重要前提。不同時期的產(chǎn)品在設(shè)計指導(dǎo)思想方面是不同的，并與社會的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平密切相關(guān)。

實例冰箱、計算機鍵盤、鼠標(biāo)、汽車座椅、無氟冰箱、低噪聲空調(diào)、低噪聲電機。

綠色設(shè)計從產(chǎn)品的設(shè)計、加工裝配、使用，直至報廢的整個生命周期，充分考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性(可回收性、可拆卸性、可維修性、重復(fù)利用性等)，防止影響環(huán)境的噪聲或廢棄物的產(chǎn)生，使零件或材料在產(chǎn)品達到壽命周期時以最高附加值回收并重復(fù)利用。352.

原理方案反求分析與創(chuàng)新產(chǎn)品是針對其功能要求進行設(shè)計的，實現(xiàn)相同功能的原理方案是多種多樣的。了解現(xiàn)有原理方案的工作原理和機構(gòu)組成，探索其構(gòu)思過程和特點，通過反求，設(shè)計變異出更多能實現(xiàn)同樣功能的新的原理解法，在此基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，以獲得性能更好的產(chǎn)品。36慣性輪小齒輪冠輪慣性玩具汽車37慣性玩具汽車38

3.零部件的反求分析與創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計除了要考慮提高產(chǎn)品性能(提高強度、剛度、精度、壽命，減少磨損，降低噪聲等)，還要考慮工藝、裝配、美觀、成本、安全、環(huán)保等諸多方面的要求和限制。不同的反求對象，零、部件尺寸分析方法有所不同。對于實物或圖樣，可以分析零、部件的形體尺寸；對于照片、圖像，可以通過透視法求得尺寸之間的比例，再按參照物確定各尺寸。對于具有復(fù)雜曲線曲面的零件，則要采用一些先進的測繪手段及測繪儀器(例如三坐標(biāo)測量機)才能實現(xiàn)反求測繪。39精度是衡量反求對象性能的重要指標(biāo)之一，也直接影響產(chǎn)品的成本。零件尺寸易于獲得，但尺寸精度卻難以確定，這是反求設(shè)計中的難點之一。合理分析設(shè)計零件精度及其分配關(guān)系，對提高產(chǎn)品的裝配精度、力學(xué)性能，降低產(chǎn)品成本至關(guān)重要。

例如尺寸和公差反求。在確定基本尺寸時，首先判斷尺寸的配合是基孔制還是基軸制配合。對于基孔制配合，孔的上偏差為正值，下偏差為零；對于基軸制配合，軸的上偏差為零，下偏差為負值。

基本尺寸可以根據(jù)實測尺寸，按照國際數(shù)字修約規(guī)則“四舍六入五單雙”的原則圓整取得。

舉例實測數(shù)據(jù)73.52mm，采用基孔制，基本尺寸為73.5mm；另一組實測數(shù)據(jù)73.55mm，基本尺寸應(yīng)為73.6mm；如果實測數(shù)據(jù)為73.45mm，則基本尺寸為73.4mm。40參照國家標(biāo)準(zhǔn)確定形位公差時，要注意以下原則：確定同一要素上的形位公差時，形狀公差值應(yīng)小于位置公差值，比如要求兩平面平行時，其平面度公差值要小于平行度公差值。圓柱類零件的形狀公差值在一般情況下應(yīng)小于其尺寸公差值。形位公差值與尺寸公差值相適應(yīng)。形位公差值與表面粗糙度相適應(yīng)。在選擇形位公差時，要考慮到加工方法。零件表面粗糙度可以用粗糙度儀較準(zhǔn)確地測量出來，再根據(jù)零件的功能、測量值、加工方法，參照國家標(biāo)準(zhǔn)，選擇合理的表面粗糙度。41

4.零件材料的反求分析與創(chuàng)新機械零件材料及熱處理方法的選擇將直接影響零件的強度、剛度、壽命、可靠性等性能指標(biāo)。在一些產(chǎn)品中材料及熱處理方式的選擇可能成為該產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)。一般采用表面觀測、化學(xué)分析、金相檢驗等方式確定材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和表面處理情況，并通過物理試驗測定材料的各種物理性能和主要的力學(xué)性能，確定材料牌號及熱處理方式，有時需要通過材料分析進行材料代用。材料反求分析包括材料成分反求分析、材料組織結(jié)構(gòu)反求分析和材料硬度反求分析。

材料成分確定方法火花鑒別法、音質(zhì)判別法、原子發(fā)射光譜分析法、紅外光譜分析法、化學(xué)成分分析法、微探針分析法。42

材料組織結(jié)構(gòu)反求分析方法材料的宏觀組織結(jié)構(gòu)分析可以用放大鏡觀察材料的晶粒大小、淬火硬層的分布、縮孔缺陷等；材料的微觀組織結(jié)構(gòu)可以用顯微鏡進行觀察。

材料硬度反求分析方法一般通過硬度計測定材料的表面硬度，然后根據(jù)硬度或表面處理的厚度判別材料的表面處理方法。435.工藝反求分析與創(chuàng)新許多先進設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)是先進的工藝，分析產(chǎn)品的加工過程和關(guān)鍵工藝十分必要。在工藝反求分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合企業(yè)的實際制造工藝水平，改進工藝方案，或選擇合理工藝參數(shù)，確定新的產(chǎn)品制造工藝方法。

6.其他方面內(nèi)容的反求與創(chuàng)新(1)外觀造型反求分析與創(chuàng)新

(2)工作性能反求分析與創(chuàng)新

對產(chǎn)品的管理、使用、維護、包裝技術(shù)等的分析也很重要。管理的好壞直接影響產(chǎn)品的效能發(fā)揮。例如，分析了解重要零部件及易損零部件就有助于產(chǎn)品的維修、改進設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計。44(二)技術(shù)資料的反求依據(jù)產(chǎn)品樣本、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、專利文獻、設(shè)計說明書、使用說明書、產(chǎn)品圖樣、操作與管理規(guī)范和質(zhì)量保證手冊等技術(shù)資料文件設(shè)計新產(chǎn)品的過程。與實物反求相比，技術(shù)資料的反求應(yīng)用于技術(shù)引進的軟件模式中，以增強國家創(chuàng)新能力為目的，具有更高層次。

通過技術(shù)資料的反求，一般可以知道產(chǎn)品的功能、原理方案和結(jié)構(gòu)組成。若有產(chǎn)品圖樣，則還可以詳細了解零件的材料、尺寸和精度。45

特點

(1)抽象性技術(shù)資料只是一些抽象的文字、公式、數(shù)據(jù)、圖樣等，需要發(fā)揮人們的想象力。技術(shù)資料的反求是一個處理抽象信息的過程。

(2)科學(xué)性技術(shù)資料的反求要求人們從各種信息中去偽存真，從低級到高級，逐步探索，反求出技術(shù)奧秘，獲取可為我用的技術(shù)信息。

(3)技術(shù)性技術(shù)資料的反求大部分工作是一個分析、計算的邏輯思維過程，也是一個從抽象思維到形象思維的不斷反復(fù)的過程。技術(shù)資料的反求具有高度的技術(shù)性。

(4)綜合性技術(shù)資料的反求要求綜合運用決策理論、模糊理論、相似理論、計算機技術(shù)等多門學(xué)科知識。(5)創(chuàng)造性技術(shù)資料的反求是一個創(chuàng)造、創(chuàng)新的過程，應(yīng)充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性及集體智慧，大膽創(chuàng)新。46

技術(shù)資料反求的一般過程

(1)必要性論證，包括對引進對象做市場調(diào)研及技術(shù)先進性、可操作性論證；

(2)反求成功的可能性論證，并非所有技術(shù)資料都能反求成功；

(3)原理、方案、技術(shù)條件反求設(shè)計；

(4)零、部件結(jié)構(gòu)、工藝反求設(shè)計；

(5)產(chǎn)品使用、維護、管理反求；

(6)產(chǎn)品綜合性能測定及評價。47

(三)影像反求基于照片、圖片、廣告介紹、參觀印象和影視畫面等信息來構(gòu)思、想像開發(fā)新產(chǎn)品的過程。

考慮要點

(1)可從影像資料獲得一些新產(chǎn)品設(shè)計概念，并進行創(chuàng)新設(shè)計。

(2)結(jié)合影像信息，可根據(jù)產(chǎn)品的工作要求分析其功能和原理方案。

(3)根據(jù)影像信息、外部已知信息、參照功能和工作原理進行推理，分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和材料。

(4)根據(jù)影像信息，采用透視原理求出各尺寸之間的比例，進而求得物體的全部尺寸。

(5)可借助計算機圖像處理技術(shù)來處理影像信息。48第三節(jié)計算機輔助反求創(chuàng)新設(shè)計

一、計算機輔助實物反求設(shè)計

具體過程

(1)對象數(shù)字化利用相關(guān)的測量設(shè)備