За последние несколько десятилетий обратный инжиниринг стал неотъемлемой частью проектирования продуктов и производственных процессов, используемых производителями по всему миру. От аэрокосмической до автомобильной и повседневных потребительских товаров инженеры-технологи и дизайнеры продукции полагаются на обратный инжиниринг при воспроизведении устаревшей детали без документации или чертежей, анализе и деконструкции конкурентоспособного продукта или модификации и улучшении существующего. По мере совершенствования технологий совершенствуются аппаратное и программное обеспечение, используемые для оцифровки физических деталей или сборок в надежные, точные и надежные модели автоматизированного проектирования (САПР). Новые метрологические датчики, более мощное программное обеспечение, основанное на более быстрых и дешевых вычислениях, и достижения в области искусственного интеллекта формируют будущее обратного проектирования.
Имея все это в виду, давайте посмотрим, какие тенденции повлияют на состояние обратного проектирования в ближайшие годы.
Каковы три основные тенденции обратного проектирования в 2023 году?
Быстрое прототипирование: большинство продуктов, производимых сегодня, проходят несколько итераций, прежде чем сойдут с конвейера. Этот итеративный рабочий процесс называется «быстрым» или «быстрым» прототипированием и относится к методам, используемым для максимально быстрой разработки физических прототипов или моделей продукта или компонента для имитации окончательного дизайна продукта. В последние годы быстрое прототипирование стало для производителей методом тестирования и проверки дизайнерских идей перед запуском в массовое производство, что снижает риск дорогостоящих ошибок и задержек.
Реверс-инжиниринг играет решающую роль в этом рабочем процессе, позволяя компаниям создавать цифровые модели существующих продуктов или деталей, которые можно использовать в качестве основы для быстрого прототипирования. Например, автомобильные компании используют 3D-сканеры для захвата изготовленных деталей, которые вписываются в сборку, и реконструируют их в качестве основы для новых деталей вместо того, чтобы начинать с исходных файлов САПР. Это не только ускоряет процесс разработки продукта, но и повышает качество конечного продукта. То же самое касается дизайн-студий, которые постоянно создают новые дизайны продуктов, будь то что-то такое простое, как новая модель зубной щетки или аппарат МРТ. Начиная со сканирования, а не с нуля, можно сэкономить массу времени.
По мере того, как 3D-сканеры и программное обеспечение для обратного проектирования становятся умнее, дешевле и доступнее для нетехнического персонала, быстрое прототипирование получит еще более широкое распространение в различных областях. Вместо того, чтобы полагаться на традиционные и часто медленные производственные процессы, такие как обработка с ЧПУ или литье под давлением, профессиональные дизайнеры будут выбирать технологии сканирования на основе света или лазера, программное обеспечение САПР и аддитивное производство для разработки точных, многофункциональных прототипов на лету. Используя портативные портативные 3D-сканеры , они могут сканировать любой продукт или деталь прямо в цеху и загружать окончательную 3D-модель в программу САПР для дальнейшего виртуального тестирования и анализа или в программу 3D-печати для быстрого создания высокоточного прототипа.
Аддитивное производство. Вторая тенденция, определяющая обратный инжиниринг, — это более широкое использование аддитивного производства . Также известное как «производство аддитивных слоев» или, в некоторых случаях, как 3D-печать, аддитивное производство представляет собой усовершенствованный процесс изготовления трехмерных деталей путем соединения материала слой за слоем из файла САПР. С 1980-х годов бурно развиваются технологии аддитивного производства. Недавние достижения в области аппаратного обеспечения, материалов и программного обеспечения сделали аддитивное производство доступным для более широкого круга предприятий, позволяя все большему количеству компаний использовать инструменты, ранее ограниченные несколькими высокотехнологичными отраслями.
Все это не могло не сказаться на сфере реверс-инжиниринга. Благодаря гораздо более доступным профессиональным 3D-принтерам, улучшенному соотношению цены за деталь и внедрению новых материалов для печати все больше компаний могут позволить себе аддитивное производство и реконструировать более широкий спектр продуктов с минимальными затратами.
Многие компании уже внедряют аддитивное производство как часть своей процедуры обратного инжиниринга. Например, производители обуви используют портативные технологии 3D-измерений, чтобы фиксировать старые модели, модифицировать их и распечатывать на 3D-принтере, чтобы увидеть, как новая модель будет выглядеть и вести себя в движении, прежде чем переходить к этапу производства. Авторемонтные мастерские внедряют аддитивное производство для прототипирования и создания рабочих деталей для автомобилей взамен отсутствующих. Некоторые больницы, в том числе ветеринарные, интегрируют 3D-принтеры для разработки индивидуальных ортопедических и протезных устройств на основе данных сканирования пациента.
По мере совершенствования технологий 3D-печати и сканирования совершенствуются технологии обратного проектирования и программного обеспечения для печати, и все больше производителей будут использовать эти технологии для оптимизации своих задач обратного проектирования.
виртуализация; Еще один новый подход, который производители широко интегрируют в свои рабочие процессы, наряду с обратным проектированием, — это виртуализация. Иногда эти два термина используются как синонимы для описания процесса создания цифровой модели физического объекта, также называемого цифровым двойником. Однако виртуализация идет дальше и включает в себя анализ и оптимизацию дизайна продукта в виртуальном пространстве без физических прототипов и моделирование того, как продукт будет работать в различных условиях эксплуатации.
Виртуализация полезна для процессов проектирования, проектирования и производства, поскольку позволяет пользователям реалистично взаимодействовать с виртуальными прототипами до того, как они будут запущены в производство. VR и AR также упрощают тестирование эргономики продуктов до их изготовления и внесение изменений в виртуальную среду. Кроме того, виртуальные пространства предоставляют работникам захватывающий опыт обучения, такой как виртуальные туры по фабрикам или виртуальные демонстрации того, как управлять оборудованием. Наконец, разные команды могут совместно использовать и получать доступ к виртуальным моделям из разных мест. Это упрощает совместную работу и общение людей во время разработки продукта.
Последние достижения в области AR и VR, искусственного интеллекта и машинного обучения делают виртуализацию более доступной для более широкого круга производителей и отраслей. Виртуализация в основном используется в высокотехнологичных областях, таких как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение и производство, но она становится все более распространенной в строительстве, архитектуре и развлечениях. Виртуализация используется, например, для имитации того, как здание будет вести себя в различных погодных условиях, или для создания цифровых декораций для фильмов и телепередач.
COVID-19 и общая тенденция к удаленной работе также упростили использование виртуализации для таких задач, как моделирование, управление процессами моделирования в цехе, планирование производства, тестирование и проверка.
Как это повлияет на обратный инжиниринг, спросите вы? Поскольку виртуализация становится все более распространенной, она потребует создания виртуальных моделей продуктов и пространств, более реалистичных, чем традиционные 3D-модели, разработанные с нуля. Это, в свою очередь, потребует высокоточной технологии сканирования и программного обеспечения для обратного проектирования для создания чистых, высококачественных и надежных 3D-моделей CAD, которые впоследствии можно будет использовать в виртуальной установке.
По мере того как виртуализация становится все более популярной, технологии 3D-измерений становятся все более распространенными. Это означает, что не только технический персонал, но и другие сотрудники должны будут научиться их использовать. Поскольку и сканеры, и программное обеспечение становятся все более доступными и удобными для оператора, все больше и больше людей могут использовать их в рабочей среде.
