机械创新设计--第8章-反求设计与创新

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1、Mecca-MedinaHelgadesignToLearn,RespectandUnderstandotherPeopleandBelievesistheSecretofPEACEHelgaphotosfromWeb第八章反求设计与创新反求设计是以先进技术或产品的实物、软件（图纸、程序、技术文件等）、影像（照片、广告等）作为研究对象，应用现代设计理论方法学、生产工程学、材料学等有关专业知识进行系统深入的分析与探索，并掌握其关键技术，进而开发出先进产品。运用反求技术，可以缩短新产品开发的时间，提高新产品开发的成功率，是创新设计的一种有效方法。反求设计（也称逆向设计），是指设计师对产品实物样

2、件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理)，并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的CAD模型(曲面模型重构)，并进一步用CAD/CAE／CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。逆向设计的流程示意：产品样件→数据采集→数据处理CAD/CAE/CAM系统→模型重构→制造系统→新产品。反求设计与创新8.1概述8.2反求设计的内容与过程8.1.1反求问题的提出实际上，任何新产品的问世都蕴含着对已有科学、技术的继承和借鉴。反求思维的方法在工程上的应用已经源远流长。只是作为反求设计或反求工程的术语提出来，以及作为一门学问进行专门研究，则是出现于20世纪中期。当时日本作为第二次

3、世界大战的战败国，在经济上饱受战争影响，急于恢复与发展。他们提出的口号是：“一代引进，二代国产化，三代改进出口，四代占领国际市场”。三洋电机开发洗衣机的过程就是一个很好的实例。1952年夏，三洋电机当时的社长井植岁男看到了洗衣机市场存在巨大的潜力，决定开始研制洗衣机。他们购买了各种不同品牌的洗衣机，并将其送至干部的家中，公司也放满了各式各样的洗衣机。公司让员工们反复研究琢磨、试验、比较和分析，充分总结和剖析各类洗衣机的优缺点、安全性能、方便程度以及价格水平等，找出了一种比较满意的方案，试制了一台样机。正准备投入市场时，他们又发现了英国胡佛公司最新推出的涡轮喷流式洗衣机。这种涡轮喷流式洗衣机

4、的性能比原先的搅拌式洗衣机有了很大的提高。三洋公司的管理者深深懂得，后开发的产品，如果在性能上没有明显优于已经上市的同类产品，那么你不仅应当预计到在今后的竞争中必然遭受失败的后果，甚至一开始就应当考虑是否投产的问题。于是三洋公司果断地放弃了已投入几千万元研制出的即将成批生产的洗衣机，开始对胡佛公司的涡轮喷流式洗衣机进行全面解剖和改进。于1953年春研制出日本第一台喷流式洗衣机。这种性能优异、价格只及传统搅拌式洗衣机一半的新产品，一上市便引起轰动，不仅带来巨大的经济效益，而且使三洋公司在洗衣机行业站稳了脚跟。为实现国产化的改进，并最终占领国际市场，就迫切需要对别国的产品进行消化、吸收、改进和

5、挖潜，这也就形成了反求设计或反求工程的发展机制。成功地运用反求工程，使日本节约了65％的研究时间和90％的研究经费。到上世纪70年代，日本的工业已经达到欧美发达国家水平。因为研究和应用反求设计或反求工程可以有效回避研究开发探索的风险，实现在高起点去创新产品，因此重视和研究反求工程的国家很多。中国——作为一个发展中的国家，科技水平相对落后，投入大量资金去研究工业发达国家已经推向市场的产品是完全没有必要的。这不仅是资金浪费的问题，也会拖延发展经济的时间或机会。因此深入研究反求设计或反求工程，在不断引进新产品或新技术的基础上开发自己的新产品，最终推向国际市场是很有必要的。8.1.2反求设计的含义

6、人们通常所指的设计是正设计，是由未知到已知和由想象到现实的过程。当然这一过程也需要运用类比、移植等创新技法，但产品的概念是新颖的，是独创的。反求设计则不然，虽然为反设计，但绝不是正设计的简单逆过程。因为针对的是别人已知和现实的产品，而不是自己的，所以也不是全知的。是一个虽然知其然，但不知其所以然的问题。因为一个先进成熟的产品凝聚着原创者长时间的思考与实践、研究与探索，要理解、吃透原创者的技术与思想，在某种程度上比自己创造难度还要大。因此反求设计绝不是简单仿造的意思，是需要进行专门分析与研究的问题。其含义可用图8－1所示框图描述。反求设计的过程可表达为：明确设计要求反求分析（实物、软件或影像

7、）开发设计原理方案设计技术设计施工设计实验试制产品生产仿型设计变异设计8.1.3反求设计的研究对象从工程技术角度分析，反求设计的研究对象一般分为三类。它们分别是实物反求、软件反求和图片反求。反求对象应该是比较先进的技术或产品；也可能是自然界的产物，例如反求人体结构进行再植手术等。1．实物反求实物反求是指在已有产品实物的条件下，通过试验、测绘、分析，确定其关键技术，再创造出新产品的过程。反求的产品实物可以是整机、部件或零件