3D打印云平臺體系架構及其關鍵技術研究*

呂文艷

(烏魯木齊職業大學，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，從而為后續的工作奠定堅實的基礎，與此同時，相關設計人員還需要從整體性和宏觀性的角度了解在實際架構過程中所存在的問題，運用關鍵技術提高實際架構的有效性和針對性，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的背景

隨著我國當前指導行業的不斷發展，個性化服務已經成為各行各業發展中的關鍵思路，為了提高市場享用的速度以及企業的發展水平，越來越多先進的制造理念和制造技術融入其中，在實際工作過程中3D打印技術得到了廣泛利用，3D打印技術是制造領域進步的主要表現，3D打印技術在實際應用的過程中，可以更加準確和迅速的將模擬文件直接轉換為滿足實際工作需求的產品原型，不僅有助于降低和減少產品的研發時間，還有助于突出個性化的服務效果，使得相關企業的整體效益能夠得到有效的提高，雖然3D打印技術在我國發展是比較迅速，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打印服務體系[1]。另外大多數3D打印企業和科研院并沒有進行良好的合作和交流，使得一些資源出現了閑置，并且在一些企業中也很少融入先進的3D打印技術來對原有的工作模式進行事項的調整以及優化，嚴重影響了3D打印技術良好發展。其次在實際工作的過程中，一些用戶在獲取3D打印服務時是比較困難的，這主要是由于一些用戶對于3D打印網絡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的3D打印技術來進行信息的大量搜集，在對比之下會導致用戶服務的成本較高，使得3D打印技術無法得到有序的發展。

云制造是一種面向服務和高效、低耗的網絡化智能制造模式，能夠將各種制造資源進行相互的整合，對制造能力進行服務化和虛擬性的處理，從而更加滿足實際工作需求和工作要求，相關工作人員要進行統一和集中性的智能處理，提高客戶對于產品的滿意度以及認可度。在實際工作的過程中，云制造技術應用于電火化加工領域，能夠實現和企業之間良好互動以及交流，云制造技術還應用于模具制造領域中，從而使得模具企業能夠實現橫向性的擴展，并且向產業下游進行有效的延伸。將這項技術應用于3D打印領域中可以實現資源的自由性銜接保證各個資源的高效配置，通過虛擬化和服務匹配等關鍵技術，能夠將3D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度以及優化管理機制，使得閑置資源能夠得到有效的運用，降低整個產品研發的成本以及時間[2]。

2 3D打印云平臺體系架構

在進行3D打印云平臺體系架構的過程中，相關工作人員需要提高自身的工作素質以及工作能力，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性問題，并且結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用效果和應用質量，從整體上看到3D打印云平臺體系架構主要分為以下幾個方面：

首先相關設計人員需要進行的是打印資源層的構建，這一層是整個云平臺的主要基礎，也是保證各項工作有序進行的重要條件，為了使云平臺服務效果和水平能夠得到有效提高，相關工作人員要進行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揮計算機網絡的優勢來對相關信息進行多方位的整合以及分類，不僅有助于提高實際設計的效果，還有助于保證3D打印云平臺體系服務水平的有效提高，從而為后續的設計工作奠定堅實的基礎。

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，通過物理資源的映射轉變為虛擬資源，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，對于一些特殊行業來說，需要對數據進行有效的維護以及安全性的防護，保證數據的私密性，所以相關設計人員可以結合實際工作需求和要求，突出人性化的效果，融入安全防護技術來對數據進行虛擬性的管理。

在下一層中主要包含的是服務資源層，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良好的服務效果，相關工作人員可以在實際工作中融入服務化的封裝技術，將虛擬資源進行多方位的整合，并且對一些復雜性的資源進行異構性的重建，實現對外統一的服務模式，從而使得云平臺的應用效果能夠得到有效的提高[3]。在這一層次中，要提高云服務的管理水平以及管理效果，對云服務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量能夠得到有效的改善和提高。

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

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進行有效的訪問，調用自身所需要的資源，用戶也可以根據自身的需求來設置一些指令，從而提高3D打印云平臺體系的服務效果。

以上就是3D打印云平臺體系架構的主要思路，值得注意的是，在進行架構的過程中，這一架構模式并不是固定的，相關工作人員需要結合實際工作要求和客戶的需求，突出人性化的效果，根據用戶的要求動態化的組合平臺中的資源構成完整的云服務，通過物聯網技術的支持來對服務資源進行有效的監控以及管理，對很容易出錯的節點進行有效的調用，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，還需要利用物聯網技術對整個平臺運行過程進行全面的監督，及時的發現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糾錯機制，將服務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，從而使得服務質量和服務水平能夠得到有效的提高。

3 關鍵技術分析

3.1 虛擬技術

在進行3D云平臺體系架構的過程中，虛擬技術的應用是非常重要的，相關工作人員需要針對云制造環境下的背景來對制造資源進行描述性的虛擬處理，根據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，在此基礎上進行擴展模型的構建，也可以運用靜態網頁來構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。在當前時代下，對于3D打印資源虛擬化技術來說還正處于研發階段，相關工作人員需要結合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3D打印資源的虛擬化處理。在針對不同3D打印資源時，要構建不同資源的描述模板，最大程度滿足用戶的需求和要求，也方便用戶根據自身的標準來進行資源的虛擬處理和信息的調取。

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設備資源和物料資源方面的內容，在軟制造資源中包含了人力資源和知識資源的范疇。設備資源包含3D打印設備和掃描設備等物料資源，包含了打印材料和包裝材料。在人力資源中包含有關設計人員和行業專家方面的信息，在知識資源中要融入有關打印的實際例子和三維模型構建的主要思路，從而使得實際平臺能夠更加平穩和高效率的運行，相關工作人員要從這一思路入手來進行平臺的有效構建，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，可以描述打印設備的打印尺寸以及打印精準度方面的功能信息，另外還可以描述有關打印設備繁忙狀態和作業狀態方面的信息，當用戶請求將自身閑置的打印資源進入到云平臺中，需要進行動態頁面的有效渲染，之后，再將數據全面的展示給用戶，用戶在填寫相對應的內容之后要交給系統進行審核，審核完成之后就可以創建資源虛擬化的平臺。

3.2 服務智能匹配

服務智能匹配主要是以成本和時間最小化為主，提高服務的質量，實現多目標的服務效果，在實際工作的過程中要進行兩層算法的有效構建，根據打印服務的狀態和功能屬性進行初期的匹配，之后，再根據打印服務的成本和時間來提高服務的質量，用戶需要提交自身的需求信息，當各個服務狀態保持正常時，那么就可以在信息庫中篩選相關的信息，完成任務的打印服務，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上的評估，制定最優的方案返還給用戶，提高實際工作效果和工作水平。

4 結語

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