征求意见稿-增材制造装备远程运维参考模型.docx

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增材制造装备远程运维参考模型

1范围

本文件给出了增材制造装备远程运维参考模型的层级划分以及设备层、运维支撑层、应用层、安全层的功能描述。

本文件适用于增材制造装备的在线运营管控以及智能运维管理。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本文件的引用而成为本文件的条款。下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本文件，然而，鼓励根据本文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的必威体育精装版版本。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本适用于本文件。

GB/T40218—2021工业通信网络网络和系统安全工业自动化和控制系统信息安全技术

3术语与定义

下列术语与定义适用于本文件。

3.1

增材制造additivemanufacturing;AM

以三维模型数据为基础,通过材料堆积的方式制造零件或实物的工艺。

[GB/T37461-2019,定义3.1]3.2

远程运维remotemaintenance

远程实现对运维对象状态监测、故障诊断、故障预警、故障告警、运维管理、设备管理、远程维护、预测性维护等功能。

4缩略语

DED:定向能量沉积（DirectedEnergyDeposition）

EBM:电子束熔化（ElectronBeamMelting）

ERP：企业资源计划(EnterpriseResourcePlanning)

FDM:熔融沉积成型（FusedDepositionModeling）

MES：制造执行系统(ManufacturingExecutionSystem)

PLM：产品全生命周期管理(ProductLifecycleManagement)

SLA:立体光固化（Stereolithography）

SLM：选择性激光熔化（SelectiveLaserMelting）

SLS：选择性激光烧结（SelectiveLaserSintering）

WAAM:电弧增材制造（WireArcAdditiveManufacturing）

5增材制造装备远程运维参考模型

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5.1概述

增材制造装备远程运维参考模型应实现对增材制造加工装备的状态监控、故障诊断、寿命预测，可用性评估等功能，模型可分为设备层、运维支撑层、应用层和安全层，如图1所示。

图1增材制造装备远程运维参考模型架构

5.2设备层

设备层是将制造资源转化为产品的基础层，应包含但不局限于增材制造典型工艺加工装备以及进行数据采集、传输的辅助设备，相关设备应具有数据传输以及网络通信的功能,是实现运维的基础。

5.3运维支撑层

5.3.1概述

运维支撑层为运维活动提供数据支撑、网络支撑以及技术支撑，是远程运维的核心层级。

5.3.2数据层

数据层应具有数据采集、数据传输、数据存储、数据分析的功能，具体描述如下：

a)数据采集：针对增材制造工艺装备的运行状态以及制件加工数据进行采集，并支持数据的边缘预处理,如数据清洗、数据压缩等。

b)数据传输：满足设备通过公共网络、专用网络、无线网络进行数据传输，并支持不同通信协议的适配转换。

c)数据存储：支持多种类型数据的集中式或分布式的存储方式，并具备冗余的数据存储能力。

d)数据分析：具备多种数据分析模型，用于支持设备状态以及制件质量的评估监测。

5.3.3网络层

网络层应具有标准协议、协议转换、智能网关的功能，具体描述如下：

a)标准协议:支持Modbus、PROFIBUS、PROFINET、EtherCAT、RS232/485等标准通讯协议。

b)协议转换：可根据需求进行设备通讯协议的适配。

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c)智能网关：可采集传感器、摄像头、主机等设备数据，兼容多协议（如Zigbee、蓝牙），支持第三方设备接入。

5.3.4功能构件层

功能构件应具有三维模型几何特征识别、工艺特征提取、质量检测、跨尺度数值仿真云端协同、自适应调整等功能，为相关应用提供技术支撑，具体描述如下：

a)几何特征识别：利用边缘特征点检测、轮廓和几何体抽取、机器学习等方式识别制件三维特征。

b)工艺特征提取：通过融合几何分析、统计建模与深度学习等技术实现高效表征与关键工艺参数的精准提取。

c)工艺特征规划：融合智能算法与数字化工具，将提取的工艺特征与工艺知识库匹配，自动生成工艺方案。

d)跨尺度数值仿真：利用热场-力场-流场-成分场耦合的多模块仿真方法，建立包含微观组织-介观形貌-宏观结构的跨尺度数值仿真模型，实现全维度多物理信息的成形仿真。

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