基于物联网技术的3D打印物联监控平台设计开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

制造业在物联网、大数据等新一代技术浪潮的推动下,智能化已经成为制造业未来的发展重点方向,其中基于新技术和新材料的3D打印技术已被“中国制造 2025”列为重点。与传统加工手段相比,3D打印作为一种增量制造技术,具有提高生产效率、易于加工复杂结构、满足大量个性化需求、应用领域广等优点,与智能机器人、人工智能并列为当前推动数字化制造进步的三大关键技术之一。将3D打印机接入互联网可以方便操作人员通过网络控制3D打印机,进而借助移动终端设备完成对3D打印机的的操作和维护,大大提高工作效率,还可以加速其研发周期以及实现云端化平台下的3D打印、任务管理、远程监控等功能。通过采集3D打印资源状态数据,利用物联网、大数据分析、人工智能等技术,实现智能协同的个性化定制3D自助打印,为构建全球范围的分布式3D打印云工厂提供基础。

互联网 3D打印,云创时代的到来,云创时代的到来可谓是人类所有科技创新的集成,它将所有的加工制造工艺简化在一台打印机上,并以傻瓜式操作实现生产制造。3D打印技术与Internet的结合具有个性化和网络定制的特点,符合现代制造业的发展趋势。物联网促进3D打印技术的发展,而3D打印则能制造出更多更高效连接设备。将3D打印机接入到物联网后,便能实现远程控制。通过云技术、传感器技术,能够更高效地控制打印过程,提升打印品质。不仅如此,3D打印技术的不断进步,也使得硬件研发速度加快。然而,3D打印仍然在打印周期、打印材料和打印精度方面存在不足,这阻碍了一些应用的进一步发展,例如批量生产,金属加工等。专家指出,结合大数据技术实现分布式制造是3D打印有效发展的趋势,提升到更高水平,以适应更多应用的需求。学术界对3D打印物联系统也做了大量研究,但是目前的研究往往局限于小范围内的物联,大数据来源于较少的节点,对其进行统计分析缺乏普遍性。对于3D打印,其监控过程十分重要,设备运行需要通过监控系统发现并处理打印过程中由于各项工艺参数波动产生的突发状况以提高整体打印质量。

因此,本文为了满足运营模式下大规模3D打印机的互联网接入和远程管理监控的要求,开发了基于物联网技术的3D打印物联监控平台。有助于打印机和3D打印知识挖掘状态分析的数据。数据从打印机收集,然后使用设计的硬件模块以定义和统一的形式传输到开发平台。平台基于MQTT协议和分布式存储构建,支持大数据分析和统计。通过模拟设备访问实验,证明该平台满足性能要求。

2.研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

研究(设计)的基本内容:

(1)3D打印设备物联平台的性能和功能的需求分析。对3D打印设备多节点物联接入以及分布式存储和处理两个关键技术进行研究。明确和划分3D打印物联监控平台的功能需求。

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