5反求工程研究方法李峰尹同耀MATIZ對產品進行結構分析及分解從而反求其制造過程、技術訣竅、設計方法、設計原理和設計思想。反求工程（ReverseEngineering）是指以產品實物為起點，進行的反推性研究。內容5.1反求工程研究方法5.2反求設計方法5.3功能的分析5.4功能的設計方法5.5反求對象材料的分析5.1反求工程研究方法

隨著科學技術的高度發展，科技成果的應用已成為推動生產力發展和社會進步的重要手段。引進技術的應用和開發一般分為三階段：

（1）應用階段“知其然”

（2）消化階段knowhow

（3）創新階段反求求工工程程是是針針對對消消化化吸吸收收先先進進技技術術的的一一系系列列分分析析方方法法和和應應用用技技術術的的組組合合，，反反求求工工程程是是以以先先進進產產品品設設備備的的實實物物、、軟軟件件（（圖圖紙紙、、程程序序、、技技術術文文件件等等））或或影影像像（（圖圖片片、、照照片片等等））作作為為研研究究對對象象，，應應用用現現代代設設計計理理論論方方法法、、生生產產工工程程學學、、材材料料學學和和有有關關專專業業知知識識進進行行系系統統深深入入地地分分析析和和研研究究，，探探索索掌掌握握其其關關鍵鍵技技術術，，進進而而開開發發出出同同類類的的先先進進產產品品。。反反求求工工程程含含義義廣廣泛泛，，包包括括設設計計反反求求、、工工藝藝反反求求、、管管理理反反求求等等各各方方面面。。日本國家經濟濟高速度發展展是與善于引引進先進技術術和進行反求求工程研究分分不開的。“吸收性戰略略”作為堅定定不移的國策策注意反求工程程的研究移植、組合、、改造等方法法開發出許多多創新產品有必要在技術術引進中加強強和推進反求求工程的研究究和應用。在在“知其所以以然”的基礎礎上進行“求求中仿”、““求中變”、、“求中創””，這樣才能能利用引進技技術以取得最最佳技術效益益和經濟效益益，開發出具具有競爭能力力的產品。5.2反反求設計方法法引進技術中包包括產品的研研究與發展、、生產制造工工程、管理和和市場等方面面的問題，它它們組成完整整的系統。反求工程包含含對整個系統統的分析和研研究。反求設計法（（二次設計法法）---從從已有產品或或技術進行分分析研究，掌掌握其功能原原理、參數、、尺寸、材料料和結構，特特別是關鍵技技術，在此基基礎上進行仿仿制或再設計計，開發出先先進產品。一、反求設計計的研究內容容設計反求的目目的是根據設設計的思維規規律，研究反反求對象的設設計思想系統統的組成、特特點和內在聯聯系。1.探索索產品設計的的指導思想2．原理方案案的分析3．結構分析析4．形體尺寸寸5.精度度分配6.材料分分析7.工作性性能分析8.造型設設計分析9.工藝分分析10.使用用維護分析11．包裝技技術二、反求設計計的研究特點點1.反求求工程的理論論與方法基礎礎2.了解解有關產品及及技術的發展展動向3.深入入分析研究，，掌握關鍵技技術knowhow三、反求設計計過程反求分析相對于一般設設計，反求設設計首先應突突出“求”的的環節針對反求對象象的不同形式式—實物、軟軟件或影像，，可采用不同同的手段和方方法2.反求設計計在反求分析的的基礎上可進進行測繪仿制制、變參數設設計、適應型型設計或開發發型設計明確設計要求求反求分析（實實物、軟件或或影響）（測繪仿制））（開發設計））變型設計變參數設計適應性設計原理方案設計計技術設計施工設計試驗試制投產反求過程階段段5.3功功能的分析功能是技術系系統或產品能能完成的任務務的抽象描述述，它是產品品所具有的特特定用途與各各種特性。一、功能分分類從系統工程的的觀點出發，，可將功能系系統分為總功功能和分功能能。功能元是能直直接求解的最最小功能元素素從功能樹上可可看到前級功功能是后級功功能的目的功功能，而后級級功能是完成成前級功能的的手段功能，，末級分功能能即為功能元元，可以直接接求解。功能樹根據功能的性性質及其重要要性，可按以以下方法分類類：1.按功功能的重要程程度分類2．按功能的的用途分類3．按功能的的性質分類4.按用用戶的要求分分類銑床床二、功能分析析在反求設計中中功能分析過過程一般是由由功能載體→→分功能→總總功能功能載體→功功能功能→功能載載體新型割草機5.4功功能的設計方方法功能設計法的的步驟示意圖圖抽象分解一、功能的分分解1.總功功能分析待求系統（黑箱）水泥砂石水甲地混凝土乙地總功能：物料料結合、移位位由功能載體反反求系統總功功能示意圖2．分解總功功能二、功能元求求解1.消化、、吸收、借鑒鑒求解法2.利用設設計目錄求解解3.創新構構思求解飛機發動機的的“沙丘駐波波燃燒器”發電機風車陽光陽光太陽能溫室+風筒+風車車氣流發電三、求系統原原理解一般采用形態態學矩陣法進進行功能元解解的組合。將將系統的功能能元列為縱坐坐標，各功能能元的相應解解法列為橫坐坐標，構成形形狀學矩陣。。組合出的方案案總數功能元的個數數第i種功能元解的的個數四、求系統最最佳原理方案案解在眾多方案中中選取最佳方方案，一般先先進行粗篩選選，把與設計計要求不符或或各功能元解解不相容的方方案去除。在在粗篩選的基基礎上取幾個個較滿意的方方案進行科學學的定量評價價，以便進一一步比較選優優。最常用的有加加權評分法（（有效值法））例對編輯輯文字處理機機掃描系統的的A、B、C三方案進行行評價。解（1）確確定評價目標標：分辨率分辨速度成像質量傳動誤差傳動效率加工制造價格（2）確定加加權系數：根根據設計要求求希望在保證證一定使用性性能下價格較較低。加權系數矩陣陣0.1；0.05；0.2；0.1；0.05；0.1；；0.4（3）按10分制進行評評分，評分結結果列于下表表：

評價目標方案u1u2u3u4u5u6u7A101010101073B7899965C869641010三方案的評分分矩陣表達式式：P=PAPBPC=1010101010737899965869641010（4）求各方方案的有效值值：0.110+0.0510+0.210+0.110+0.0510+0.17+0.43=6.90.17+0.058+0.29+0.19+0.059+0.16+0.45=6.850.18+0.056+0.29+0.16+0.054+0.110+0.45=8.7功能設計法從從系統出發，，緊緊抓住功功能的本質問問題，據化繁繁為簡（將總總功能分解為為功能元），，解法由少變變多（廣泛搜搜索求功能元元解，再組合合求系統原理理解），最佳佳解多中擇優優等特點，是是一種較好的的原理方案設設計方法。5.5反反求對象材料料的分析材料的性能不不僅與材料的的成分有關，，而且與產品品的工藝過程程有關。一、材料選擇擇的原則1.材料的性性能應滿足產產品設計要求求根據產品總的的作用和工作作條件，選擇擇使用性能、、力學性能、、物理性能、、化學性能與與之相適應的的材料，以滿滿足用戶提出出的壽命、尺尺寸及重量限限制的要求。。傳遞力和運動動的零件，一一般采用結構構鋼；而工具具一般采用工工具鋼制成。。2.材料的的工藝性應滿滿足結構設計計的技術要求求所選材料的工工藝性能（成成型工藝、熱熱處理工藝、、切削加工性性能）應與產產品的結構設設計相適應，，以保證產品品毛坯和成品品的質量。金屬制品品的工藝藝路線3.要要求材料料的成本本和產品品制造成成本最低低二、材料料的分析析技術用于機器器、裝備備、工具具、構件件或其它它產品中中的材料料種類繁繁多，通通常將材材料分為為三類：：金屬材材料、陶陶瓷材料料和聚合合物材料料（高分分子材料料）。材料的性性能除由由其成分分確定外外，還與與處理工工藝有關關。每種種材料的的性能與與其內部部組織結結構、成成分、處處理工藝藝之間都都有確定定的聯系系，在材材料分析析工作中中主要對對材料的的成分、、組織、、結構和和性能進進行分析析。對其其加工處處理工藝藝需根據據上述分分析進行行推斷。。（一）、、材料成成分的分分析1．鋼種種的火花花鑒別法法鑄鐵的火火花有明明顯的差差別，火火花鑒別別一般從從三方面面綜合考考慮，即即：（l）火火束中流流線的長長、短、、粗、細細變化：：（2）爆爆花多少少，花粉粉數量的的變化；；（3）流流線與火火花圖的的顏色與與程度區區別。鋼鐵的幾幾種典型型火花中碳鋼（（0.45%C）的火火花鉻鋼的火火花高碳鋼（（1.2%C））的火花花鑄鐵的火火花2.鋼鋼種聽音音鑒別法法利用不同同含碳量量的鋼和和鑄鐵的的滯震性性能不同同，敲擊擊時其聲聲音清脆脆不同。。鑄鐵的的聲音發發“啞””，而鋼鋼的聲音音清脆且且余音長長。3．原子子發射光光譜分析析法4．紅外外光譜分分析法5．化學學分析法法6．微探探針分析析技術顯微成分分分析技技術（二）材材料組組織結構構分析組織分析析由宏觀觀組織分分析和微微觀組織織分析組組成。結構分析析主要是是分析研研究材料料中相的的晶體結結構、晶晶體缺陷陷及相之之間的位位相關系系。1．分析析試樣的的選取（1）不不允許試試樣產生生塑性變變形而使使晶粒變變形和扭扭曲；（2）不不允許試試樣因受受熱而引引起顯微微組織的的變化。。2.粗粗視分析析法曲軸的硫硫線示意意圖a)鍛造造曲軸b)棒料加加工的曲曲軸3．顯微微分析法法4．結構構分析法法（三）性性能檢檢測三、材材料表面面的改性性處理技技術四、反求求對象材材料分析析程序及及案例反求對象象材料分分析，它它不僅涉涉及到材材料科學學和分析析技術，，而且與與產品的的工藝過過程有密密切關系系。1、明明確確分析析的目目的要要求2、材材料料的具具體分分析流流程3、反反求對對象材材料和和工藝藝的確確定4、試試制--國國產化化研究究及案案例分分析例1.某某汽汽車轉轉向節節工藝藝分析析1、制制動鼓鼓2、輪輪轂3、、4、、輪轂轂軸承承5、轉轉向節節6、、油封封7、襯襯套8、、主銷銷9、滾滾子止止椎軸軸承10、前前軸查閱有有關該該類零零件的的資料料可知知，該該類零零件通通常采采用的的材料料為40Cr、、40CrMo、40CrMnMo等等中碳碳合金金鋼，，其一一般加加工過過程為為：模鍛---正火火---粗粗加工工---調調質（（淬火火＋高高溫回回火））處理理---精精加工工---成成品為了提提高該該零件件的疲疲勞抗抗力，，在加加工后后又進進行了了表面面處理理，其其加工工過程程為：：模鍛---正火火---粗粗加工工---調調質---精加加工---軸頸頸根部部表面面淬火火---成成品表面““發藍藍色””是表表面淬淬火時時加熱熱形成成的氧氧化膜膜，這這種顏顏色是是感應