CN112785243A - 一种基于互联网的增材制造协同平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于互联网的增材制造协同平台，其中，所述平台包括：基础设施管理模块、基础信息管理模块、订单管理模块、工艺规程管理模块、资源管理模块、生产执行模块、质量管理模块以及待办中心。本发明公开的基于互联网的增材制造协同平台，能够促进资源配置高效化、生产方式智能化、组织管理灵活化，不断催生个性化定制、网络化协同、服务型制造、精准供应链管理等新模式新业态，以提升增材制造企业的核心竞争力和可持续发展能力。
Description
技术领域
本发明属于智能运营平台技术领域，尤其涉及一种基于互联网的增材制造 协同平台。
背景技术
增材制造又称3D打印是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体 物品的新兴制造技术，是制造业有代表性的颠覆性技术。
增材制造技术具有制造复杂物品不增加成本、产品多样化不增加成本、设 计空间无限、减少废弃副产品、材料无限组合等优点；但是增材制造技术具有 以下缺点：在规模生产方面不具备优势；打印材料受到限制(不同增材制造工 艺所用材料不同、所使用的成型设备不同)；设备相对比较昂贵；对于精度和质 量要求较高的零部件在增材制造设备中完成后，需要通过热处理、线切割、打 磨喷砂等工艺对成型的零部件进行进一步加工处理以达到要求的精度和质量要 求。
为了更好的发挥各地区的增材制造设备的优势，采用新一代信息技术将各 地区的增材制造设备、传统加工设备等有机的结合在一起可以有效的提高增材 制造技术的生产力；也可以更好的应对增材制造产业发展新形势、新机遇、新 需求，推进我国增材制造产业快速健康持续发展，推动增材制造技术与信息网 络技术、新材料技术、新设计理念的加速融合，迫切需要本领域技术人员搭建 一个基于工业互联网的增材制造协同平台。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：搭建一个基于工业互联网的增材制造协同平 台，将物联网、大数据、智能传感和人工智能等信息化技术与3D打印技术— 深度融合，构建3D打印全流程的精准、实时、高效的数据采集、汇聚、分析 的服务体系，打通工艺设计、生产制造等各业务环节的“信息孤岛”，以“云上协 同管理，云下智能制造”的形式，提供“工艺设计、智能生产、品质监控”等服务。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于互联网的增材制造协同平 台，其中所述平台包括：基础设施管理模块、基础信息管理模块、订单管理模 块、工艺规程管理模块、资源管理模块、生产执行模块、质量管理模块以及待 办中心；
所述基础设施管理模块，用于对基础设施的状态信息、维护保养信息进行 存储和分析；
所述基础信息管理模块包括：组织部门管理子模块、人员信息管理子模块、 角色管理子模块以及系统权限管理子模块；
所述订单管理模块包括：客户管理子模块、订单报价子模块、订单审核子 模块以及订单派发子模块；
所述工艺规程管理模块包括：工艺文件管理子模块、工艺文件审核子模块、 模型数据管理子模块以及料单管理子模块；
所述资源管理模块包括：设备管理子模块、制造资源管理子模块和物料管 理子模块；
所述生产执行模块包括：任务排产子模块、加工时间管理子模块、使用设 备管理子模块以及生成过程记录子模块；
所述质量管理模块包括：产品数据包管理子模块和质量报告管理子模块；
所述待办中心，用于通过个人中心建设，将个人待办事项集中显示。
可选的，所述基础设施包括：增材制造设备、增材制造设备配套设备、增 材制造成型零部件后处理设备以及网络设备。
可选的，所述增材制造设备与所述增材制造设备配套设备，用于基于三维 模型零部件制备成型零部件；
所述增加制造成型零部件后处理设备，用于对成型后的零部件的形状、性 能进行处理；
所述网络设备，用于实现各种设备之间数据传输、管理信息的传递和下发 以及以页面的形式显示待显示内容。
可选的，所述订单管理模块用于：依据用户设置的订单类型过滤条件，对 用户发布的订单进行检索。
可选的，所述设备管理子模块用于：对设备编号、名称、类型、图片、IP、 工作时产生的数据以及维护保养信息进行管理，为设备排产、设备监控提供基 础数据源。
可选的，所述制造资源管理子模块用于：对增材制造业务过程中的生产资 源进行管理，所述生产资源包括：刮刀、基板、量具。
可选的，所述物料管理子模块用于：对库存台帐、流水帐以及现场物料配 套进行管理。
可选的，工艺规程包含工艺文件编写和审批，所述工艺文件中包含文档编 号、订单编号、产品名称、投产数量、选用材料、工艺方法、任务类型、设备 信息以及物料信息；
工艺文件审核子模块，用于对工艺规程中设置的工艺文件进行校对和审批；
模型数据管理子模块，用于对增材制造过程中所需的数据流进行创建和审 批。
可选的，所述质量管理模块用于：对原材料复验单、理化报告、产品合格 证以及故障报告进行存储与管理。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本申请实施例提供的基于工业互联网的增材制造协同平台，集成订单管理、 工艺设计、生产管理、设备管理、质量管理、经营管理和用户管理等功能，面 向不同领域和行业、不同场景大量增材制造技术、经验与知识，精准描述和有 效分析，并进行模型化、标准化、软件化和复用化，不断优化研发设计、生产 制造、运营管理等资源配置效率。促进资源配置高效化、生产方式智能化、组 织管理灵活化，不断催生个性化定制、网络化协同、服务型制造、精准供应链 管理等新模式新业态，以提升增材制造企业的核心竞争力和可持续发展能力。
附图说明
图1为本发明提供的基于工业互联网的增材制造协同平台的系统构架图；
图2为本发明提供的基于工业互联网的增材制造协同平台与智能车间的关 系图；
图3为本发明提供的基于工业互联网的增材制造协同平台的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的基于工业互联网的增材制造协同平台的系统构 架图。
如图1所示，基于工业互联网的增材制造协同平台包括：基础设施管理模 块、基础信息管理模块、订单管理模块、工艺规程管理模块、资源管理模块、 生产执行模块、质量管理模块以及待办中心。下面结合图1、图2以及图3， 对基于工业互联网的增材制造协同平台包含的各模块的功能、工作原理进行说 明。
基础设施管理模块，用于对基础设施的状态信息、维护保养信息进行存储 和分析。
基础设施包括：增材制造设备、增材制造设备配套设备、增材制造成型零 部件后处理设备以及网络设备。增材制造设备与增材制造设备配套设备，用于 基于三维模型零部件制备成型零部件；增加制造成型零部件后处理设备，用于 对成型后的零部件的形状、性能进行处理；网络设备，用于实现各种设备之间 数据传输、管理信息的传递和下发以及以页面的形式显示待显示内容。智能输 送设备主要用于完成各工作区域之间物料的转运。
增材制造设备包括但不限于：金属3D打印机、桌面3D打印机等；增材制 造设备配套设备包括但不限于：筛粉机、烘粉机、湿式吸尘器等；增材制造成 型零部件后处理设备包括但不限于：真空热处理炉、线切割设备、数控铣床、 数控车床、加工中心等；网络设备包括但不限于：智能存取立体库、AGV平台 车等智能输送设备，服务器、在线监测装置等网络设备。
基础设施管理模块在实际实现过程中，主要是指对于智能车间中的金属3D 打印机、桌面3D打印机、筛粉机、烘粉机、湿式吸尘器、真空热处理炉、线 切割设备、数控铣床、数控车床、加工中心、智能存取立体库、AGV平台车等 智能设备的状态信息、维护保养信息等进行存储和分析，以便于生产需要时系 统对智能设备的排产，保证工厂有序进行。
基础信息管理模块包括：组织部门管理子模块、人员信息管理子模块、角 色管理子模块以及系统权限管理子模块；根据不同公司的组织架构灵活设置部 门类型，并可以新增或删除部门；对公司的员工可以随时进行新增、删除、禁 用等操作，并可以对人员信息中的项目进行修改、新增或删除等操作，便于管 理者对人员信息等的管理；角色管理是指人员的角色分工，平台具有根据不同 的角色定义不同权限的功能，在有新员工时可以根据角色分工快速配置对应的 权限。
订单管理模块包括但不限于：客户管理子模块、订单报价子模块、订单审 核子模块以及订单派发子模块；此外，订单管理模块还可以包括订单录入子模 块和订单查询子模块，各子模块可提供相应地功能。订单管理模块用于：依据 用户设置的订单类型过滤条件，对用户发布的订单进行检索。用户平台注册账 号信息后可以进行发布需求订单，此时在平台的后台管理系统中可以查看并处 理用户发布的订单需求。管理员将用户的订单进行录入、分类、报价等操作， 将处理完的订单送审至审核员，审核员审核完成后送至审批者进行审批，审批 完成后订单的报价将反馈至用户中心，经用户确认后，订单派发至生产管理者，生产者根据订单要求进行排产。平台系统设置有多种过滤条件，订单管理员可 以通过订单类型的过滤条件对需要进行检索的订单进行过滤，节省查找时间， 方面快速定位。
工艺规程管理模块包括：工艺文件管理子模块、工艺文件审核子模块、模 型数据管理子模块以及料单管理子模块。
工艺规程包含工艺文件编写和审批，工艺文件中包含文档编号、订单编号、 产品名称、投产数量、选用材料、工艺方法、任务类型、设备信息以及物料信 息；
工艺文件审核子模块，用于对工艺规程中设置的工艺文件进行校对和审批；
模型数据管理子模块，用于对增材制造过程中所需的数据流进行创建和审 批。
在实际实现过程中，工艺规程管理模块是实现工艺人员编写的工艺文件的 管理、审核、审批、保存，每个订单对应一份工艺文件，便于产品溯源。在进 行增材制造加工前，工作人员根据任务需求编写工艺规程，工艺规程主要包含 工艺文件编写和审批等内容，工艺文件中具有工艺方法、选用材料及数量等物 料信息、投产数量、文档编号、订单编号、产品名称、任务类型、设备类型以 及设备要求等各类信息，给加工者以明确的加工步骤，便于加工者加工，也便 于保留产品生产过程中的数据；在工艺文件中涉及到物料信息，工作人员在完 成工艺文件编写的同时需要完成材料消耗单的编写与审批流程；数据模型作为 增材制造过程中最重要数据流的创建和审批也是在工艺规程管理中完成。
资源管理模块包括：设备管理子模块、制造资源管理子模块和物料管理子 模块。
设备管理子模块用于：对设备编号、名称、类型、图片、IP、工作时产生 的数据以及维护保养信息进行管理，为设备排产、设备监控提供基础数据源。
制造资源管理子模块用于：对增材制造业务过程中的生产资源进行管理， 生产资源包括：刮刀、基板、量具。
物料管理子模块用于：对库存台帐、流水帐以及现场物料配套进行管理。
资源包括设备管理、制造资源管理、物料管理三个部分。设备管理是指设 备编号、名称、类型、图片、IP、工作时产生的数据、维护保养等信息的统一 管理，为设备排产、设备监控提供基础数据源。制造资源管理主要针对增材制 造业务过程中的生产资源进行管理，资源包括刮刀、基板、量具等。刮刀、基 板等属于增材制造设备的易耗件，在生产过程中需要及时清楚其数量及状态， 以免影响生产进度。物料管理主要指库存台帐管理、流水帐管理、现场物料配 套管理等。在增材制造协同平台上可以随时对库存台账等进行查询，也可以设 置阈值提醒，在平台中检测到某项物料低于设定值时给出提示，方便及时补充。
生产执行模块包括：任务排产子模块、加工时间管理子模块、使用设备管 理子模块以及生成过程记录子模块；
生产执行是指平台将生产任务下达给具体设备和操作工的同时，也将生产 指导文件SOP(图纸、工艺指导书、技术文件等)一并下达给现场操作终端。 操作工在生产准备阶段，通过查阅电子化的工艺文件，完成对生产工艺的消化， 提高对生产加工过程的掌控能力。操作工在执行过程中，按照工序要求在平台 中记录填写测量、检验等数据，上传过程图片照片，实现平台对加工数据的记 录。
质量管理模块包括：产品数据包管理子模块和质量报告管理子模块；质量 管理模块用于：对原材料复验单、理化报告、产品合格证以及故障报告进行存 储与管理。质量管理模块能够实现质量问题审理和质量追溯。
待办中心，用于通过个人中心建设，将个人待办事项集中显示。代办中心 是指通过个人中心建设，将个人待办事项进行集中显示，方便工作人员快速对 个人待办事项进行确认。
本申请实施例提供的基于工业互联网的增材制造协同平台，集成订单管理、 工艺设计、生产管理、设备管理、质量管理、经营管理和用户管理等功能，面 向不同领域和行业、不同场景大量增材制造技术、经验与知识，精准描述和有 效分析，并进行模型化、标准化、软件化和复用化，不断优化研发设计、生产 制造、运营管理等资源配置效率。促进资源配置高效化、生产方式智能化、组 织管理灵活化，不断催生个性化定制、网络化协同、服务型制造、精准供应链 管理等新模式新业态，以提升增材制造企业的核心竞争力和可持续发展能力。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。
Claims (9)
1.一种基于互联网的增材制造协同平台，其特征在于：所述平台包括：基础设施管理模块、基础信息管理模块、订单管理模块、工艺规程管理模块、资源管理模块、生产执行模块、质量管理模块以及待办中心；
所述基础设施管理模块，用于对基础设施的状态信息、维护保养信息进行存储和分析；
所述基础信息管理模块包括：组织部门管理子模块、人员信息管理子模块、角色管理子模块以及系统权限管理子模块；
所述订单管理模块包括：客户管理子模块、订单报价子模块、订单审核子模块以及订单派发子模块；
所述工艺规程管理模块包括：工艺文件管理子模块、工艺文件审核子模块、模型数据管理子模块以及料单管理子模块；
所述资源管理模块包括：设备管理子模块、制造资源管理子模块和物料管理子模块；
所述生产执行模块包括：任务排产子模块、加工时间管理子模块、使用设备管理子模块以及生成过程记录子模块；
所述质量管理模块包括：产品数据包管理子模块和质量报告管理子模块；
所述待办中心，用于通过个人中心建设，将个人待办事项集中显示。
2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述基础设施包括：增材制造设备、增材制造设备配套设备、增材制造成型零部件后处理设备以及网络设备。
3.根据权利要求2所述的平台，其特征在于：
所述增材制造设备与所述增材制造设备配套设备，用于基于三维模型零部件制备成型零部件；
所述增加制造成型零部件后处理设备，用于对成型后的零部件的形状、性能进行处理；
所述网络设备，用于实现各种设备之间数据传输、管理信息的传递和下发以及以页面的形式显示待显示内容。
4.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述订单管理模块用于：依据用户设置的订单类型过滤条件，对用户发布的订单进行检索。
5.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述设备管理子模块用于：
对设备编号、名称、类型、图片、IP、工作时产生的数据以及维护保养信息进行管理，为设备排产、设备监控提供基础数据源。
6.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述制造资源管理子模块用于：
对增材制造业务过程中的生产资源进行管理，所述生产资源包括：刮刀、基板、量具。
7.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述物料管理子模块用于：对库存台帐、流水帐以及现场物料配套进行管理。
8.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，工艺规程包含工艺文件编写和审批，所述工艺文件中包含文档编号、订单编号、产品名称、投产数量、选用材料、工艺方法、任务类型、设备信息以及物料信息；
工艺文件审核子模块，用于对工艺规程中设置的工艺文件进行校对和审批；
模型数据管理子模块，用于对增材制造过程中所需的数据流进行创建和审批。
9.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述质量管理模块用于：对原材料复验单、理化报告、产品合格证以及故障报告进行存储与管理。
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