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。本コラムでは、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。

ハード/ソフトのリバースエンジニアリングの違い

リバースエンジニアリングの対象は、物理的な実体を持つ「ハードウェア」と、デジタルなプログラムである「ソフトウェア」に大別されます。

その手法は対象によって大きく異なり、ハードウェアでは物理的な分解やX線・CTスキャンによる非破壊検査が用いられる一方、ソフトウェアではプログラムのコードを解読する「静的解析」や、実際に動作させて挙動を監視する「動的解析」といった論理的なアプローチが取られます。

本コラムでは3Dスキャナーを用いたハードウェアのリバースエンジニアリングについて深掘りしていきます。

リバースエンジニアリングを行う目的

リバースエンジニアリングは、単なる製品の模倣ではなく、製造業における技術革新や現実的な課題解決を目的として行われます。多岐にわたる活用方法を見ていきましょう。

図面の無い製品・部品のデータ化と再生産

製造現場では、長年の使用で劣化した機械の補修部品や、すでに金型が廃棄されてしまった過去の製品など、設計図（3DCADデータ）が存在しないケースが多々あります。このような状況で部品の交換や製品の再生産が必要になった際、3Dスキャナーを用いたリバースエンジニアリングが活躍します。

現物を高精度に3Dスキャンすることで、その形状や寸法を正確な3DCADデータとして復元できます。このデータをもとに、部品を作成することで、廃番になった部品でも一点から再生産することが可能です。これは事業継続性の確保だけでなく、熟練工の感覚で作られた一点物の形状を「デジタルアーカイブ」として保存する目的でも活用されています。

既存製品の分析と改良・カスタマイズ設計

新製品の開発や既存製品の改良を行う際、ゼロから設計するのではなく、すでにある製品をベースにすることがよくあります。3Dスキャナーで自社や他社の既存製品をスキャンして3Dデータ化すれば、その構造や形状を正確に分析し、改良設計の土台として利用できます。

例えば、手に持つ工具のグリップ部分をスキャンし、人間工学に基づいたより握りやすい形状に修正したり、自動車の車体に取り付けるエアロパーツを、実車の曲面にぴったりフィットするように設計したりすることが可能です。現物をベースにすることで、周辺部品との干渉などを考慮した精度の高い設計を、短期間で行えるようになります。これは、製品の性能向上や、顧客一人ひとりの要望に応えるオーダーメイド品の開発スピードを飛躍的に向上させます。

高精度な品質検査と設計データの比較検証

製造業において、作った部品が設計図通りに正確にできているかを確認する「品質検査」は、信頼性を担保する上で極めて重要です。しかし、ノギスやマイクロメータといった従来の測定器では、複雑な形状全体の誤差を把握することは困難でした。

リバースエンジニアリングの技術は、この品質検査を次のレベルへと引き上げます。3Dスキャナーで製造した部品をスキャンし、取得した3Dデータと元の設計CADデータをソフトウェア上で重ね合わせることで、両者のズレ（誤差）を色分けされたマップで直感的に可視化できます。

これにより、プレス加工による意図しない変形や、金型の摩耗による微細な変化まで、部品全体の形状傾向を瞬時に評価することが可能になります。これは単なる合否判定だけでなく、製造プロセスの改善に繋がる貴重なフィードバックを得るための、戦略的なデータ活用法です。

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を取り入れたワークフローが一体どのようなメリットをもたらすか、多角的な視点で確認してみましょう。

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。

開発時間・コストを削減できる

通常、新製品をゼロから開発する場合、設計段階で多くの試行錯誤が繰り返され、膨大な時間と工数がかかります。しかし、リバースエンジニアリングを活用すれば、既存の製品をいわば「設計の教科書」として、開発のスタートラインを大きく前進させることができます。

ハードウェアのリバースエンジニアリングに使用するツール

ハードウェアのリバースエンジニアリングでは、その目的、すなわち「形状」「内部構造」「電気的動作」の何を解明したいかに応じて、多種多様な専門ツールが戦略的に使い分けられます。

ハードウェアを用いた手法

製品の形状や内部構造を把握するためには、非接触で精密な三次元形状をデータ化する「3Dスキャナー」や、製品を破壊せずに内部を透視できる「X線検査装置（CTスキャナ）」が活躍します。また、肉眼では見えない基板上の微細な回路や部品の刻印は「デジタルマイクロスコープ」で拡大観察します。

また、回路の電気的な動作を解明するためには、電圧信号の波形を観測する「オシロスコープ」や、デジタル信号のやり取りを解析する「ロジックアナライザ」が不可欠です。これらの測定器は、ハードウェアの”言語”とも言える電気信号を可視化し、その挙動を理解する上で中心的な役割を果たします。

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。

よくある質問

よくいただく質問の回答から、ここまでの内容のまとめを振り返ってみましょう。

リバースエンジニアリングとは何ですか？

リバースエンジニアリングとは、完成しているハードウェア製品（電子機器や機械部品など）を分解・測定・解析することによって、その構造や仕様、製造方法といった技術情報を解明する手法のことです。「設計してから作る」という通常の流れとは逆に、完成品から設計を読み解いていくため「逆行工学（ぎゃっこうこうがく）」とも呼ばれます。

リバースエンジニアリングのメリットは？

ハードウェアのリバースエンジニアリングには、主に以下のようなメリットがあります。

• ・開発の時間とコストを削減できる 既存の製品を参考にすることで、ゼロから設計する手間や試行錯誤を大幅に減らし、開発をより迅速かつ低コストに進めることができます。
  
• ・保守部品を製作し、設備を維持できる 図面がなくても、現存する部品から3Dデータを作成して交換部品を再生産できます。これにより、廃番になった部品が必要な古い設備も長く使い続けることが可能になります。
  
• ・製品の品質と競争力を向上できる 競合製品を分析して自社製品の改良点を見つけたり、製造した部品が設計通りか精密に検査したりすることで、製品全体の品質と市場での競争力を高めることに繋がります。

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。

まとめ

リバースエンジニアリングは、単なる製品のコピーではなく、現物をベースに設計情報を再構築し、品質向上や開発効率の向上、製造プロセスの最適化などを実現する高度な技術手法です。特に近年では、3Dスキャナーや専用ソフトウェアの進化により、従来では困難だった複雑な形状のデジタル化・再設計が容易になっています。

本コラムでは、リバースエンジニアリングの定義やメリット、代表的な活用シーン、注意点までを幅広くご紹介しました。
既存の資産を活かした設計や生産の最適化を目指す企業にとって、リバースエンジニアリングは欠かせない戦略的ツールです。

導入をご検討の際は、専門的な知見を持つ当社までお気軽にご相談ください。3Dスキャナーの選定から、実機デモ、運用サポートまでトータルでご提案いたします。導入をご検討中の方は、ぜひお気軽にお問い合わせください。経験豊富なスタッフが、目的やご予算に合わせて最適なソリューションをご提案いたします。以下バナーから、おすすめの3Dスキャナー情報をチェックしていただけます。こちらも合わせてご覧ください。

著者：日本3Dプリンター株式会社 技術部

さまざまな3Dデジタルソリューションを提案する日本3Dプリンター株式会社技術メンバーです。
3Dプリンター/3Dスキャナーのエキスパートとして、皆様に有益な情報を発信していきます。

会社サイトへ