3D打印云平臺體系架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)研究*

呂文艷

(烏魯木齊職業(yè)大學(xué)，新疆烏魯木齊 830002)

在進行3D打印云平臺體系建立的過程中，需要明確3D打印云平臺體系的含義以及主要的特征，從而為后續(xù)的工作奠定堅實的基礎(chǔ)，與此同時，相關(guān)設(shè)計人員還需要從整體性和宏觀性的角度了解在實際架構(gòu)過程中所存在的問題，運用關(guān)鍵技術(shù)提高實際架構(gòu)的有效性和針對性，從而使得3D打印云平臺體系能夠得到有效的推廣，提高實際工作效果和水平。

1 3D打印云平臺體系架構(gòu)的背景

隨著我國當(dāng)前指導(dǎo)行業(yè)的不斷發(fā)展，個性化服務(wù)已經(jīng)成為各行各業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵思路，為了提高市場享用的速度以及企業(yè)的發(fā)展水平，越來越多先進的制造理念和制造技術(shù)融入其中，在實際工作過程中3D打印技術(shù)得到了廣泛利用，3D打印技術(shù)是制造領(lǐng)域進步的主要表現(xiàn)，3D打印技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中，可以更加準(zhǔn)確和迅速的將模擬文件直接轉(zhuǎn)換為滿足實際工作需求的產(chǎn)品原型，不僅有助于降低和減少產(chǎn)品的研發(fā)時間，還有助于突出個性化的服務(wù)效果，使得相關(guān)企業(yè)的整體效益能夠得到有效的提高，雖然3D打印技術(shù)在我國發(fā)展是比較迅速，但是在消費市場增長速度方面比較緩慢，比如在我國3D打印行業(yè)中缺乏完善的合作意識與信息交流意識，很難形成完整性的3D打印服務(wù)體系[1]。另外大多數(shù)3D打印企業(yè)和科研院并沒有進行良好的合作和交流，使得一些資源出現(xiàn)了閑置，并且在一些企業(yè)中也很少融入先進的3D打印技術(shù)來對原有的工作模式進行事項的調(diào)整以及優(yōu)化，嚴重影響了3D打印技術(shù)良好發(fā)展。其次在實際工作的過程中，一些用戶在獲取3D打印服務(wù)時是比較困難的，這主要是由于一些用戶對于3D打印網(wǎng)絡(luò)平臺的認可度是不高的，另一方面用戶還想要獲取更高服務(wù)的3D打印技術(shù)來進行信息的大量搜集，在對比之下會導(dǎo)致用戶服務(wù)的成本較高，使得3D打印技術(shù)無法得到有序的發(fā)展。

云制造是一種面向服務(wù)和高效、低耗的網(wǎng)絡(luò)化智能制造模式，能夠?qū)⒏鞣N制造資源進行相互的整合，對制造能力進行服務(wù)化和虛擬性的處理，從而更加滿足實際工作需求和工作要求，相關(guān)工作人員要進行統(tǒng)一和集中性的智能處理，提高客戶對于產(chǎn)品的滿意度以及認可度。在實際工作的過程中，云制造技術(shù)應(yīng)用于電火化加工領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)和企業(yè)之間良好互動以及交流，云制造技術(shù)還應(yīng)用于模具制造領(lǐng)域中，從而使得模具企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)橫向性的擴展，并且向產(chǎn)業(yè)下游進行有效的延伸。將這項技術(shù)應(yīng)用于3D打印領(lǐng)域中可以實現(xiàn)資源的自由性銜接保證各個資源的高效配置，通過虛擬化和服務(wù)匹配等關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)?D打印云平臺的一些分散性因素進行多方位的整合，形成完整的虛擬資源池，之后，再利用這些資源進行有效的調(diào)度以及優(yōu)化管理機制，使得閑置資源能夠得到有效的運用，降低整個產(chǎn)品研發(fā)的成本以及時間[2]。

2 3D打印云平臺體系架構(gòu)

在進行3D打印云平臺體系架構(gòu)的過程中，相關(guān)工作人員需要提高自身的工作素質(zhì)以及工作能力，從一個全新的角度來認識3D打印云平臺體系中的一些細節(jié)性問題，并且結(jié)合實際工作需求和要求，突出人性化的工作效果，從而提高3D打印云平臺體系的應(yīng)用效果和應(yīng)用質(zhì)量，從整體上看到3D打印云平臺體系架構(gòu)主要分為以下幾個方面：

首先相關(guān)設(shè)計人員需要進行的是打印資源層的構(gòu)建，這一層是整個云平臺的主要基礎(chǔ)，也是保證各項工作有序進行的重要條件，為了使云平臺服務(wù)效果和水平能夠得到有效提高，相關(guān)工作人員要進行3D打印制造資源和其他資源的有效融入。工作人員要充分的發(fā)揮計算機網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢來對相關(guān)信息進行多方位的整合以及分類，不僅有助于提高實際設(shè)計的效果，還有助于保證3D打印云平臺體系服務(wù)水平的有效提高，從而為后續(xù)的設(shè)計工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

在下一層中主要是利用3D打印資源來進行虛擬化的管理以及封裝，利用虛擬化技術(shù)，通過物理資源的映射轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M資源，從而提高虛擬制造的能力，使得這一層次的資源能夠得到有效的利用，虛擬資源的管理，主要是對一些虛擬資源進行有效的儲存以及更新，對于一些特殊行業(yè)來說，需要對數(shù)據(jù)進行有效的維護以及安全性的防護，保證數(shù)據(jù)的私密性，所以相關(guān)設(shè)計人員可以結(jié)合實際工作需求和要求，突出人性化的效果，融入安全防護技術(shù)來對數(shù)據(jù)進行虛擬性的管理。

在下一層中主要包含的是服務(wù)資源層，是整個云平臺的主要核心以及重要的部分，需要進行虛擬資源的融入，并且還要提高制造能力實現(xiàn)良好的服務(wù)效果，相關(guān)工作人員可以在實際工作中融入服務(wù)化的封裝技術(shù)，將虛擬資源進行多方位的整合，并且對一些復(fù)雜性的資源進行異構(gòu)性的重建，實現(xiàn)對外統(tǒng)一的服務(wù)模式，從而使得云平臺的應(yīng)用效果能夠得到有效的提高[3]。在這一層次中，要提高云服務(wù)的管理水平以及管理效果，對云服務(wù)的儲存功能和更新功能進行定期的維護，使得實際工作效果和質(zhì)量能夠得到有效的改善和提高。

在應(yīng)用接口層主要是給用戶提供訪問接口的功能，使得用戶可以根據(jù)自身的工作需求和工作要求，靈活性的調(diào)用一些云服務(wù)和資料，在平臺中所提供的應(yīng)用接口包含用戶的平臺管理和資源的注冊以及發(fā)布，將服務(wù)功能進行組合性的調(diào)度，從而使得運行管理水平和服務(wù)效果能夠得到有效的提高，在進行這一階段架構(gòu)時需要結(jié)合實際工作需求和工作要求，對用戶的標(biāo)準(zhǔn)進行信息的有效整合，從而提高實際架構(gòu)的效果和質(zhì)量。

在最后一層中是用戶層和用戶進行交互的主要平臺，用戶可以通過移動平板電腦或者是移動終端來和云服務(wù)進行有效的訪問，調(diào)用自身所需要的資源，用戶也可以根據(jù)自身的需求來設(shè)置一些指令，從而提高3D打印云平臺體系的服務(wù)效果。

以上就是3D打印云平臺體系架構(gòu)的主要思路，值得注意的是，在進行架構(gòu)的過程中，這一架構(gòu)模式并不是固定的，相關(guān)工作人員需要結(jié)合實際工作要求和客戶的需求，突出人性化的效果，根據(jù)用戶的要求動態(tài)化的組合平臺中的資源構(gòu)成完整的云服務(wù)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持來對服務(wù)資源進行有效的監(jiān)控以及管理，對很容易出錯的節(jié)點進行有效的調(diào)用，從而使得云平臺的兼容性能夠得到有效的提高。另外在實際工作的過程中，還需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對整個平臺運行過程進行全面的監(jiān)督，及時的發(fā)現(xiàn)在運行過程中所存在的問題，在這一平臺中還可以融入有關(guān)糾錯機制，將服務(wù)過程中的一些錯誤信息反饋給核心平臺中，并且也可以廣泛的搜集用戶對這一平臺的建議以及意見，從而使得服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平能夠得到有效的提高。

3 關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 虛擬技術(shù)

在進行3D云平臺體系架構(gòu)的過程中，虛擬技術(shù)的應(yīng)用是非常重要的，相關(guān)工作人員需要針對云制造環(huán)境下的背景來對制造資源進行描述性的虛擬處理，根據(jù)本體制造的需求和要求，選擇正確的虛擬化方法，比如可以基于本體的知識來進行建模，在此基礎(chǔ)上進行擴展模型的構(gòu)建，也可以運用靜態(tài)網(wǎng)頁來構(gòu)建電火花加工資源的描述模板，從而對資源進行虛擬性的封裝，更加滿足實際工作需求以及工作要求。在當(dāng)前時代下，對于3D打印資源虛擬化技術(shù)來說還正處于研發(fā)階段，相關(guān)工作人員需要結(jié)合3D打印資源多樣性和易購性的特點，進行資源模板的有效描述，從而實現(xiàn)3D打印資源的虛擬化處理。在針對不同3D打印資源時，要構(gòu)建不同資源的描述模板，最大程度滿足用戶的需求和要求，也方便用戶根據(jù)自身的標(biāo)準(zhǔn)來進行資源的虛擬處理和信息的調(diào)取。

在實際工作的過程中，首先需要對3D打印資源進行有效的分類，由于3D打印資源所涵蓋的范圍是比較寬泛的，包含3D打印生命周期中的一切資源，因此為了對3D打印資源進行有效的管理，需要將3D打印資源分為3D打印硬制造資源和軟制造資源，硬制造資源中主要包含了有關(guān)設(shè)備資源和物料資源方面的內(nèi)容，在軟制造資源中包含了人力資源和知識資源的范疇。設(shè)備資源包含3D打印設(shè)備和掃描設(shè)備等物料資源，包含了打印材料和包裝材料。在人力資源中包含有關(guān)設(shè)計人員和行業(yè)專家方面的信息，在知識資源中要融入有關(guān)打印的實際例子和三維模型構(gòu)建的主要思路，從而使得實際平臺能夠更加平穩(wěn)和高效率的運行，相關(guān)工作人員要從這一思路入手來進行平臺的有效構(gòu)建，突出人性化和智能化的工作效果。

其次，在實際工作的過程中要進行3D打印資源描述模板的建立，由于3D打印資源種類是比較多的，不同種類信息的形態(tài)存在著較大的差異性，也具備不同的屬性信息，所以在建立描述模板時，需要對各類資源的特征進行的分析，提取公共的屬性信息，然后再對屬性信息進行全面的分析以及研究，形成描述模型3D打印云平臺中的各類資源要的特征進行擴展性的研究，從而形成相對應(yīng)的資源描述模型。比如在實際工作的過程中，可以描述打印設(shè)備的打印尺寸以及打印精準(zhǔn)度方面的功能信息，另外還可以描述有關(guān)打印設(shè)備繁忙狀態(tài)和作業(yè)狀態(tài)方面的信息，當(dāng)用戶請求將自身閑置的打印資源進入到云平臺中，需要進行動態(tài)頁面的有效渲染，之后，再將數(shù)據(jù)全面的展示給用戶，用戶在填寫相對應(yīng)的內(nèi)容之后要交給系統(tǒng)進行審核，審核完成之后就可以創(chuàng)建資源虛擬化的平臺。

3.2 服務(wù)智能匹配

服務(wù)智能匹配主要是以成本和時間最小化為主，提高服務(wù)的質(zhì)量，實現(xiàn)多目標(biāo)的服務(wù)效果，在實際工作的過程中要進行兩層算法的有效構(gòu)建，根據(jù)打印服務(wù)的狀態(tài)和功能屬性進行初期的匹配，之后，再根據(jù)打印服務(wù)的成本和時間來提高服務(wù)的質(zhì)量，用戶需要提交自身的需求信息，當(dāng)各個服務(wù)狀態(tài)保持正常時，那么就可以在信息庫中篩選相關(guān)的信息，完成任務(wù)的打印服務(wù)，與此同時在完成這一操作之后，還可以對成本以及時間進行指標(biāo)上的評估，制定最優(yōu)的方案返還給用戶，提高實際工作效果和工作水平。

4 結(jié)語

為了使3D打印云平臺體系能夠在實際中發(fā)揮其應(yīng)有的價值和效果，相關(guān)工作人員需要明確3D打印云平臺體系的構(gòu)建思路，并且結(jié)合實際工作需求和要求，運用關(guān)鍵性的技術(shù)進行有效的輔助。在實際設(shè)計的過程中，需要結(jié)合3D打印資源多樣性的特征來對資源進行虛擬性的處理，對成本和時間指標(biāo)進行有效的參考，從而實現(xiàn)3D打印平臺服務(wù)水平的提高。