リバース・エンジニアリングとは、製品、デバイス、システムを解析して、その設計、構造、機能を理解するプロセスです。これには、既存のオブジェクトのコンポーネントと構造を分解、精査、調査して、その詳細な表現またはモデルを作成する作業が含まれます。リバース・エンジニアリングの主な目標は、元の設計ドキュメントや仕様にアクセスすることなく、何がどのように機能するのか、どのように構築されているのかについての有用な情報や知識を抽出することです。
- 製品開発: 競合他社の製品を理解したり、既存の設計を改善したりするために使用します。
- 製造: 古い部品やレガシー部品を再作成したり、製造プロセスを改善したり、生産問題のトラブルシューティングを行うために使用します。
- ソフトウェア: ソフトウェア・コードを解析して理解したり、相互運用可能なソフトウェア・コンポーネントを作成したり、セキュリティの脆弱性に対するパッチを開発するために使用します。
- セキュリティ: サイバーセキュリティの目的で、ハードウェア/ソフトウェア・システムの脆弱性や弱点を特定するために使用します。
- 法医学： 機械システムや電子システムが関与する事故、故障、インシデントを解析、再現するために使用します。
リバース・エンジニアリングの主なステップ
- オブジェクトを取得
リバース・エンジニアリングの最初のステップは、解析する必要のあるオブジェクトや製品を取得することです。それは、物理デバイス、機械コンポーネント、電子回路、ソフトウェア・コード、その他の有形/無形アイテムなどです。
- 分解・解体
リバース・エンジニアは、物理的または仮想的にそのオブジェクトを分解して、個々のコンポーネントと内部構造にアクセスします。例えば、機械部品を分解したり、電子機器を開いたり、ソフトウェア・コードを調査します。
- 解析と文書化
リバース・エンジニアは、オブジェクトを分解したら、そのさまざまなコンポーネント、材料、寸法、接続、機能を解析して文書化します。キャリパー、顕微鏡、スキャナー、ソフトウェア・プログラムなどのツールを使用してデータを収集し、詳細なドキュメントを作成することもあります。
- 設計と機能を理解する
リバース・エンジニアは、解析するオブジェクトの設計原理、エンジニアリングの意思決定、機能を理解しようとします。これには、さまざまなコンポーネントがどのように相互作用し、それがシステム全体の動作にどのように寄与するのかを調査する作業が含まれます。
- 再構築・複製
解析段階で収集した情報に基づいて、リバース・エンジニアは、CADソフトウェア、3Dプリント、回路設計ツール、その他の製造技術を使用して、オブジェクトを再構築、複製します。これにより、元のオブジェクトのレプリカまたは変更バージョンを作成できます。
製品設計におけるリバース・エンジニアリングの例
競合他社は、リバース・エンジニアリングを使用して、適応できる製品の強みを見つけたり、改善できる弱点を発見しています。リバース・エンジニアリングは、他の人が行った作業を修正したり、犯罪者の所業を追跡したりするときなど、失われた情報や利用不可の情報を見つけるためにも使用できます。リバース・エンジニアリングはまた、物理モデルやプロトタイプをコンピューター支援設計 (CAD) ファイルへとデジタル化するのにも便利です。最新の設計ソフトウェアには通常、これを実現するためのリバース・エンジニアリング機能が組み込まれています。
3Dスキャンから製品設計をリバース・エンジニアリングする方法
既存の製品や構造を解析して同様の製品を作成することが必要な (または有益な) 場合があります。リバース・エンジニアリングを使えば、問題を解決したり、現行のモデルを改善したり、さらには競合他社のモデルを解析して同様の製品を構築したりすることも可能です。製品設計におけるリバース・エンジニアリングは、完成品から開始し、それを分解して同様の製品をより効果的に設計します。
簡単な3Dスキャンのリバース・エンジニアリング
3DスキャンからCADへのワークフローは、エンジニアがリバース・エンジニアリングの課題 (例えば、設計ドキュメントがない既存のオブジェクトの改善や再作成などの課題) を解決するのに役立ちます。リバース・エンジニアリングのためにオブジェクトを3Dスキャンした後、STLやOBJなどの形式を使用して、ファイルを直接3D CADソフトウェアにインポートできます。
ただし、3Dスキャナーはすぐに製造可能なモデルを出力するのではなく、点群またはポリゴン・メッシュ・データを出力する、という点に注意してください。このため、3Dスキャンしたデータは、CADソフトウェアでさらにモデリングする必要があります。
シーメンスのソフトウェアを使用すると、スキャンしたファセット・データをそのまま使用でき、サーフェスをマッピングしてソリッドを作成したり、手動で形状を作成したりする必要はありません。
スキャンからCADへ
3DスキャンからCADへのワークフローは「ボタンを押すだけ」ではありません。リバース・エンジニアリングには高い技術を持つエンジニアのスキルが必要です。
継続的な技術改善により、従来の製造や3Dプリントに使用する高品質の3D CADモデルを作成するために必要な設計エンジニアの手作業を最小限に抑えます。今日3DスキャンからCADへのワークフローの一環として使用されている3D CADソフトウェアを使うと、スキャンしたデータをファセットでインポートしてそのまま使えます。サーフェスをマッピングしてソリッドを作成したり、手動で形状を作成したりする必要はありません。
3Dメッシュを3Dスキャン
3Dスキャナーは、あらゆる形状やサイズのオブジェクトをスキャンできるように設計されています。特殊なセンサーがオブジェクトを複数の角度からスキャンして、オブジェクトを3Dメッシュへと変換します。
3Dスキャン技術は複数あります。
- ストラクチャード・ライト3Dスキャン
- レーザー三角測量3Dスキャン
- レーザーパルス3Dスキャン
- 接触式3Dスキャン
- 写真測量
設計プロセスの一環としての品質管理
品質管理は、常に設計プロセスの一環であるべきです。高品質の設計やCADモデルをデジタル化する需要が高まるなか、製品をより早く、欠陥なく市場投入するために、3DスキャンからCADへのプロセスが重要になっています。品質要件とプロセスがさらに複雑に進化するにつれて、スキャンした部品をモデリングする作業は難しくなっています。
3Dスキャンは、欠陥を含む現実のオブジェクトを正確に表現します。3Dモデリング・プロセスの一環として、スキャンした部品を検査し、色偏差マップを生成して、反りや欠落のある部品を検出します。
さらに、リバース・エンジニアリング用の3D CADソフトウェアを使用すると、スキャンした異なる部品の寸法が正しいかどうかを比較したり、2つの類似した機械の調整を比較して、修正する調整に違いがあるかどうかを判断したりすることも可能です。
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