リバースエンジニアリングとは？活用メリットや主な手法について徹底解説

リバースエンジニアリングは、ソフトやハードの構造を分析することで、その仕組みや製造方法、構成部品などを確認する方法です。開発のアイデアやヒントを知りたいときに市販品のリバースエンジニアリングを行うと、開発がスムーズに進みやすくなります。本記事では、リバースエンジニアリングの意味やメリット、主な手法などについて詳しく解説します。

リバースエンジニアリングとは

リバースエンジニアリングとは、既存製品の分解または解析することで、仕組みや仕様、構成部品、技術、設計などを調査・分析する開発工程の手法のことです。一般的な開発・製造工程と逆に進むため、「リバースエンジニアリング」と呼ばれています。

主にソフトウェアや電子機器の分野で使用されてきた言葉ですが、最近では3Dデジタイジング技術の進歩により、物理的な形状に対する“現物からのCAD化”という意味でも用いられています。

特に3Dデジタイジング技術の進展に伴い、3Dスキャンで取得・生成したメッシュデータをCADで取り扱えるソリッドデータに変換するプロセスをリバースエンジニアリングと呼ぶこともあります。

リバースエンジニアリングのメリットの一つは、元の物体の形状をそのまま取り込むだけでなく、CADの機能を使用して設計を変更できることです。これにより、製品の改良や新しいデザインの開発が容易になります。

次の章でリバースエンジニアリングの活用メリットを細かく紹介していきます。

リバースエンジニアリングの活用メリット

リバースエンジニアリングには、次のメリットがあります。

設計資産がない製品を再設計・開発できる

製品を製造するためには、設計に関する情報が不可欠です。しかし、過去の設計資料が失われたり、手作業での製造で資料が存在しない場合があります。リバースエンジニアリングを用いれば、現物や型をデジタルデータに変換し、それを基に設計資産を再構築できます。

製品の構造や設計手法への理解が深まる

新製品の開発には、基礎的な技術や設計手法に関する深い理解が必要です。リバースエンジニアリングを通じて既存製品を分析し、その構造や設計手法を理解することで、開発における基盤となる知識を蓄積できます。

トライアンドエラーの手法では、技術や設計についての理解を築くまでに多くの時間と予算がかかります。一方、リバースエンジニアリングは既存製品から学び、そのノウハウを利用するため、迅速な理解が可能です。これにより、開発プロセスの効率向上が期待できます。

模型や試作品の形状や構造を設計に取り込める

手作業で制作したり、形状を調整したモックアップを3DCADに取り込むことで、これらの物理的なモデルの形状や構造をデジタルデータとして再現できます。これにより、製品開発の初期段階からデザイン性の高い製品を迅速に構築できます。

また、3DCADで難しいとされる複雑な曲面などをリバースエンジニアリングで取り込むことも可能です。さらに、自然物や異なる用途の製品の意匠を製品に取り込むことで独自性やデザイン性を高め、他の製品との差別化を図ることで市場での競争力を強化できます。

既存製品の強度解析や、設計改善・再設計ができる

リバースエンジニアリングで得られた3Dモデルを利用してCAE（コンピュータ上でのシミュレーション）を行うことで、応力、熱、流量などの解析が可能です。これにより、既存製品の強度や性能を数値的に評価し、市場変化に応じて設計の修正や強化が可能になります。

リバースエンジニアリングに使用する技術

リバースエンジニアリングには、形状や構造を解析するために2つのステップを踏む必要があります。対象物を3Dデータ（点群・メッシュ）としてコンピュータに取り込む「取り込み工程」と、取り込んだ3Dデータを3DCADで編集できるファイルに加工する「変換工程」です。それぞれに使用する技術について詳しく解説します。

取り込み工程：CTスキャン

CTスキャンは、高精度X線を使用して内部構造を撮影する技術です。X線は対象物を透過するため、分解せずに外からは見えない内部構造を確認できます。

X線の透過率は物質によって異なります。樹脂製品に金属部品が含まれている場合、X線が透過しにくくなり、完全なデータの取得が難しい場合があります。また、樹脂同士が接着あるいは締結されている場合、境目までスキャンすることが難しく、仕上がった3Dデータの分解は不可能です。

取り込み工程：CMMマシン

CMM（Coordinate Measuring Machine）は、日本語で「三次元測定器」といい、滑らかで丈夫なルビー球などを先端に取り付けた棒（プローブ）を使用して、測定対象となる物体の形状を自動的に測定する装置です。プローブを物体に近づけ、接触した位置を覚えることで形状を測定します。

極めて高精度で、形状の微細な違いも0.00001mmという驚異的な精度で検出できます。ただし、測定に時間がかかるため、大きな物体や奥行きのある部分は測定が難しい場合があります。

物体全体の点群を取得するよりも局所的な形状や寸法の詳細な検査に向いており、主に加工品の規定寸法検査に使用されます。

取り込み工程：3Dスキャナー

3Dスキャナーは、対象物の外観形状をスキャンしてデジタルデータに変換する装置です。厳密にはCTスキャンもこの一種ですが、ここでは外観形状のみを取り込むためのハンディ型やターンテーブルを使用した固定式の3Dスキャナーについて解説します。

物理的な接触を必要としないため、CMMマシンのようなワークに与える影響が最小限に抑えられます。対象物表面を光やレーザーでスキャンし、その反射パターンや時間差を利用して形状を取得します。同時に数千～数万点の点群を取得でき、測定にかかる時間が比較的短いのが特徴です。これにより、迅速かつ効率的に形状をデジタルデータ化できます。

CMMと比較すると厳密な精度では劣りますが、技術の進歩によって精度向上が進んでいます。特に外観形状の取得において、多くの用途で高い精度が実現可能です。

変換工程：CAD化用リバースエンジニアリングソフト

CAD化用リバースエンジニアリングソフトは、異なる取得手法から得た3Dメッシュモデルを、3DCAD向けに編集可能なデータに変換するためのソフトウェアです。点群やメッシュデータを3DCADが理解しやすい形式に変換する工程を効率的に支援します。点群やメッシュデータは通常、3DCADでの編集が難しいのですが、リバースエンジニアリングソフトを使用することで、これらのデータを3DCAD向けに編集・変換し、書き出せるようになります。

リバースエンジニアリングソフトは、3Dスキャンから得た点群やメッシュデータを、写真から文字やグラフを再編集できるようなOCR技術のように、3DCADが理解できる形に変換する役割があります。

リバースエンジニアリングソフトには、単独で動作するスタンドアロン型と、既存の3DCADソフトと統合して動作するプラグイン型があります。スタンドアロン型は自動認識性能が高く、リバースエンジニアリングに特化しています。また、プラグイン型は機能が限られるものの、導入コストが低く学習コストも抑えられます。

リバースエンジニアリングは違法？

リバースエンジニアリングは自社製品に対しては問題ないとされていますが、他社製品に対するリバースエンジニアリングが違法かどうかは複雑な問題です。一般的に、リバースエンジニアリング手法そのものには違法性は認められません。しかし、他社製品が特許権や意匠権で法的に保護されている場合や、売買契約などの約款で解析やリバースエンジニアリングに類する行為が禁止されている場合があります。

権利の侵害や契約違反は犯罪ではありませんが、裁判所による差し止めや訴訟リスクがあるため、他社製品をリバースエンジニアリングして得たデータを活用する際には権利に対する細心の注意が必要です。

また、リバースエンジニアリング行為が単なるコピーに該当するかどうかは、得たデータの活用方法にかかっています。似通った製品を作る場合は社会的に許容されないリスクが高まります。そのため、法的な問題だけでなく、倫理的な側面も考慮しながら行動することが重要です。

リバースエンジニアリングは注意点などを理解して活用しましょう！

リバースエンジニアリングは、既存の製品を解析し、その仕組みや仕様、構成部品、技術、設計などを明らかにする手法です。特に3D関連では、3Dスキャナーを使用して得た3Dモデルを、専用のソフトウェアを使って3DCAD設計に変換する手法を指します。リバースエンジニアリングの適切な活用には多くのメリットがあります。例えば、開発コストの削減や製品の品質向上が挙げられます。既存製品から得た知識を活かすことで、新しい製品の開発や改良が効率的に行えます。

ただし、リバースエンジニアリングを行う際には法的なコンプライアンスに留意することが重要です。他社製品の特許や意匠権などの権利侵害を避け、契約条件に違反しないようにする必要があります。

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