リバース・エンジニアリングとは、製品、デバイス、またはシステムを分析して、その設計、構造、または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、調査、および研究して、その詳細な表現またはモデルを作成することが含まれます。リバース・エンジニアリングの主な目的は、元の設計ドキュメントや仕様書にアクセスすることなく、何がどのように機能するか、または構築されるかについて、有用な情報や知識を抽出することです。
- 製品開発: 競合他社製品を理解したり、既存の設計を改善したりできます。
- 製造: 古い部品やレガシーな部品を再作成したり、製造プロセスを改善したり、生産上の問題をトラブルシューティングしたりします。
- ソフトウェア： ソフトウェアコードを分析および理解するには、相互運用可能なソフトウェアコンポーネントを作成するか、セキュリティの脆弱性に対するパッチを開発します。
- セキュリティ: サイバーセキュリティの目的で、ハードウェアまたはソフトウェアシステムの脆弱性または弱点を特定できます。
- 法医学： 機械または電子システムに関連する事故、故障、または事件を分析および再構築することができます。
リバース・エンジニアリングに関連する主なステップ
- オブジェクトの取得
リバース・エンジニアリングの最初のステップは、分析が必要なオブジェクトまたは製品を取得することです。これは、物理的なデバイス、機械部品、電子回路、ソフトウェアコード、またはその他の有形または無形のアイテムである可能性があります。
- 分解
リバースエンジニアは、オブジェクトを物理的または仮想的に分解して、個々のコンポーネントと内部構造にアクセスします。これには、機械部品や電子機器の分解、またはソフトウェアコードの調査が含まれる場合があります。
- 分析と文書化
対象物が分解されると、リバース・エンジニアリングは、そのさまざまなコンポーネント、材料、寸法、接続、および機能を分析し、文書化します。ノギス、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場合があります。
- デザインと機能を理解する
リバースエンジニアは、解析対象物の設計原理、エンジニアリング上の決定事項、および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互いにどのように相互作用し、それらがシステムの全体的な動作にどのように貢献するかを研究することが含まれます。
- 再構築または複製
リバースエンジニアは、解析段階で収集された情報に基づいて、CADソフトウェア、3Dプリント、回路設計ツール、またはその他の製造技術を使用してオブジェクトを再構築または複製できます。これにより、元のオブジェクトのレプリカまたは修正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、多くの場合、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や改善できる弱点を見つけます。リバース・エンジニアリングは、他人の作品を修正したり、犯罪者の作品を追跡したりするときなど、失われた情報や利用できない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、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)ファイルにデジタル化する場合にも役立ちます。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
類似の製品を作成するために、既存の製品または構造を分析することが必要または有益な場合があります。リバース・エンジニアリングは、問題を解決したり、現在のモデルを改善したり、競合他社のモデルを分析して同様の製品を構築したりすることもできます。製品設計におけるリバース・エンジニアリングは、完成品から始まり、それを分解して類似製品をより適切に設計します。
簡単な3Dスキャンリバース・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、設計ドキュメントが利用できない既存のオブジェクトの改善や再作成など、リバース・エンジニアリングの課題を克服するエンジニアをサポートします。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3D CADソフトウェアに直接インポートできます。
ただし、3Dスキャナーは、すぐに製造できるモデルではなく、点群またはポリゴンメッシュデータを出力することに注意することが重要です。そのため、3Dスキャンしたデータを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では、スキャンしたデータをファセットとして取り込むことができるため、サーフェスのマッピング、ソリッドの作成、または手動で形状を作成する必要はありません。
CADにスキャン
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」ではなく、リバース・エンジニアリングには高度な資格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、設計エンジニアが従来の製造や3Dプリンティングに使用される高品質の3D CADモデルを作成するために必要な手作業を最小限に抑えることができます。現在、3DスキャンからCADへのワークフローの一部として使用されている3D CADソフトウェアは、スキャンしたデータをファセットとしてインポートするため、サーフェスのマッピング、ソリッドの作成、その他の手動形状作成を行う必要はありません。
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するために装備されています。特殊なセンサーが対象物を複数の角度からスキャンし、対象物を3Dメッシュに変換します。
3Dスキャン技術にはいくつかのものがあります。
- 構造化光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
- 接触ベース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部であるべきです。高品質の設計とCADモデルをデジタル化する需要の高まりに対応するために、製品を欠陥なく迅速に市場に投入するためには、CADへの3Dスキャンが不可欠です。品質要件とプロセスがより複雑になるにつれて、スキャンされた部品のモデリングはより困難になります。
3Dスキャンは、欠陥を含む実際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、スキャンされた部品が検査され、色偏差マップを生成して、反りや欠落した部分を検出できます。
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つの類似したマシンの調整を比較して、修正するアライメントに違いがあるかどうかを判断したりできます。
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