高度な3Dプリントクラウドモデルに基づく3Dプリントクラウドプラットフォーム

高度な3Dプリントクラウドモデルに基づく3Dプリントクラウドプラットフォーム
寄稿者: 王新航、王富 寄稿部署: 西安交通大学機械製造システム工学国家重点研究室


付加製造技術は、インダストリー 4.0 において広く注目を集めています。 3D プリント サービスに対する消費者の需要が増加し続けているため、地理的な場所間での 3D プリント リソースの需要と供給の不均衡を解消することは大きな課題となっています。新しいサービス指向の製造パラダイムとしてのクラウド製造は、3D プリントをクラウド環境に統合することで、この課題に対処する方法を提供します。本稿では、高度な 3D プリンティング クラウド モデルに基づく 3D プリンティング クラウド プラットフォーム システム アーキテクチャ設計について説明します。

図1 高度な3Dプリントクラウドモデル

3D プリンティング クラウド プラットフォーム アーキテクチャは、主にコンシューマー ツールキット レイヤー、印刷サービス管理レイヤー、仮想リソース プール レイヤー、アクセス アダプタ レイヤーの 4 つのレイヤーで構成されています。コンシューマー ツールキット レイヤーは、サービス需要者がクラウド プラットフォームで使用できるカスタマイズされたオンライン ツールを提供します。主に、一般的なツールと 3D プリント関連ツールの 2 つのカテゴリが含まれます。 3D 印刷管理レイヤーは、仮想リソース プール レイヤーを通じてすべての 3D 印刷サービスを管理します。このレイヤーの基盤として、クラウド サービス管理フレームワークは、サービス モデリング テンプレート、サービス登録、サービス公開、サービス検索、サービス呼び出し、サービス構成などを含む共通の機能サービス インターフェイスを提供します。

仮想リソース プール層は、基盤となる物理リソースから抽象化された論理リソースの仮想プールです。物理リソース情報を一元管理します。たとえば、3D プリンターは仮想化モデルに仮想化され、マシン パラメータは構造化情報モデルを使用して記述され、機能インターフェイスはソフトウェア仮想化方式を使用して仮想化されます。このようにして、物理的な 3D プリンターと仮想 3D プリンターの間に仮想ツインが確立されます。接続された 3D プリンターの数が増えると、仮想リソース プールが形成されます。同時に、モデルの最適化やモデルのスライスなどの機能も、一定のサービス仕様に基づいてクラウド サービスに仮想化できます。したがって、この仮想リソース プールはクラウド プラットフォームの中核資産となります。

アクセス アダプタ レイヤーは、さまざまな 3D プリンタへの適応型アクセスを実現し、I/O インターフェイスを統一するために使用されます。クラウド プラットフォームでは、接続されたすべてのデバイスが使用できる標準インターフェイスとして、抽象的な 3D プリンターのデジタル I/O インターフェイスのセットを事前に定義する必要があります。これらの標準インターフェースには、通常、パラメータの取得と設定、状態の監視、デバイスの制御、アクセス制御などの機能が含まれます。
図2 3Dプリントクラウドプラットフォームのアーキテクチャ
インダストリー 4.0 で人気の高い先進製造技術である 3D プリントは、CPS、モノのインターネット、クラウド コンピューティングなどの技術を活用するサイバー フィジカル統合製造環境において、新たな機会と課題に直面しています。クラウド製造は、新興のサービス指向のインテリジェント製造モデルとして、これらの課題に対処する効果的な方法を提供します。
参考文献:

Jin Cui、Ren Lei、Mai Jingeng 他 クラウド製造における3Dプリンティング[J]。ロボティクスとコンピュータ統合製造、2022:102256。


クラウド製造、ロボティクス

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