【CN109703008A】基于大数据人工智能分析的智能增材制造方法及装置【专利】
基于大数据分析的智能制造工艺优化
基于大数据分析的智能制造工艺优化随着生产制造行业向智能化、数字化方向迈进，基于大数据的制造工艺优化技术变得越来越重要。
在今天的制造生产流程中，如果没有采用科学精准的工艺优化技术，不仅会浪费大量成本，还会造成能源的浪费和环境的污染。
而现在，通过大数据分析，可以将制造的每一个环节的数据收集起来，分析这些数据，来实现工艺的优化。
一、制造过程数据收集制造过程中的数据来源包括生产设备状态数据、物料状况数据、工艺参数数据等，这些数据在制造过程中不断产生，可以通过物联网技术实现自动采集，经过收集、处理后，可以得到非常详细的制造数据。
这些数据通过处理和整理后，可以将其用于优化制造过程。
二、数据分析通过对制造的数据进行分析，可以发现所用设备的性能指标、噪声水平、磨损程度、能耗水平等等诸多生产参数，这些数据可以用来设置适度的操作参数范围。
在分析数据时，可以追溯制造过程中的不规则因素，如设备运行时间、装配过程精度、人工操作误差等，来确定工艺优化方法和策略。
三、智能决策根据数据的分析结果，智能化制造系统可以在未来生产过程中给出决策。
在解决设备故障、材料中断、环境影响等问题时，快速作出合理的决策就显得尤为重要。
通过基于大数据的分析技术，可以快速地调整制造资源，使生产连续性得到保证。
而且，通过智能决策，可以自主改变制造工艺的配置，实现制造过程的优化。
采用智能决策可以进一步提升制造效率，降低过载、设备损坏等问题的发生率。
四、工艺优化生产工艺的优化是在数据分析和智能决策的基础上完成的。
通过与设计数据对比，系统可以发现工艺中的问题，如加工时的冲压效果、加工精度、工艺参数的改善等，通过不断地调整，达到最佳优化效果。
五、制造工艺优化技术的应用虽然基于大数据的制造工艺优化技术在制造业中曾经一度被认为是一件很难实现的事情，但随着技术的发展和成熟，这种技术已经开始得到广泛的应用。
它可以用于所有类型的制造，无论是食品、汽车、制衣等都可以通过大数据来获得生产过程中的数据以及信息，以达到更高质量的生产效果。
智能制造数字化增材制造 第2章 增材制造技术架构
图2-7 所示为整体式设计与传统设计的对比，传统工艺用三个零件组装成一个部件，为 了组装方便，每个零件的形状都有特殊的设计，存在一定的加工难度。如果运用增材制 造工艺，可把这三个零件合并成一个零件。设计过程也不复杂，通常使用CAD 软件里的 布尔运算即可完成。
全价值链软件集成
每个环节都需要相应的软件支撑, 以完成相应的任务。图2-9 所示为全价值链软件集成 的各个环节及其相应软件。
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增材制造构型
增材制造构型
质量是通过设计产生的，效率也是通过设计 产生的，为了更好地运用增材制造模式来提高产 品质量和生产率，最终确立市场竞争优势，需掌 握相关的设计环节。
典型工艺
2. 材料挤压成型（FDM） 材料挤压成型又称为熔丝沉积（FFF），它是将丝状的热熔性材料加热熔化，通过带有一 个微细孔的挤压头挤压出来。挤压头可沿着X 轴方向移动，而工作台可沿Y 轴方向移动 。图2-3 所示为材料挤压成型工艺。
典型工艺
3. 粉末喷射（3DP） 粉末喷射工艺类似于喷墨打印，喷头把液态树脂喷射到粉末加工台面，并将其固化。可 以喷射多种液体树脂，以形成不同材料性质的工件。图2-4 所示为粉末喷射工艺。
智能制造数字化增材制造
授课教师：XXXX
01
典型工艺
典型工艺
2.1 典型工艺 增材制造的典型工艺有三种, 分别为激光烧结、材料挤压成型和粉末喷射。下面逐一对 其进行简单介绍, 以便在实际应用中能根据生产任务的特性选择合适的工艺。图2-1 所 示为增材制造的三种典型工艺。
典型工艺
1. 激光烧结 激光烧结法是利用计算机控制快速移动的镜子来控制激光束移动，激光束一层一层地 烧结材料（如陶瓷粉末或金属粉末）成型。当一层烧结完成后，工作台下移，工作台表 面再敷上一层材料，进行下一个平面的烧结过程。图2-2 所示为激光烧结工艺。
智能制造中的增材制造技术发展与应用
智能制造中的增材制造技术发展与应用随着科技的进步和制造业的发展，智能制造成为了当前和未来的发展趋势。
而在智能制造中，增材制造技术作为一项重要的技术手段，已经得到了广泛的应用和推广。
本文将就增材制造技术的发展与应用进行探讨，旨在给读者提供对该领域更深入的了解。
一、什么是增材制造技术增材制造技术，也被称为三维打印技术，是一种在数字模型的指导下，通过逐层堆叠材料来制造物体的方法。
与传统的减材制造技术相比，增材制造技术具有很多优势。
首先，它可以实现高度个性化的制造，满足不同需求的定制化生产。
其次，增材制造技术能够节约材料和能源，减少废料的产生。
此外，由于增材制造是一种数字化的生产方式，可以实现无人化操作，降低劳动力成本。
二、增材制造技术的发展历程1. 早期的增材制造技术早期的增材制造技术起源于20世纪80年代，当初主要应用于快速原型制造。
在这个阶段，增材制造技术主要使用的是激光烧结、光聚合和喷墨等方法。
这些方法能够有效地将材料层层堆叠，并进行精确的打印。
2. 进一步的发展随着行业的发展，增材制造技术逐渐应用于更多的领域。
例如航空航天、医疗器械、汽车制造等。
在这个阶段，增材制造技术的材料种类和打印工艺也得到了不断的创新和完善。
例如，增材制造技术现在可以打印金属、陶瓷、塑料等多种材料，可以实现更加精细的打印效果。
3. 发展的未来未来，增材制造技术将继续得到改进和创新。
随着材料学、光学、机械等多学科的交叉发展，将会有更多的新材料和新技术应用于增材制造中。
此外，随着人工智能和大数据等技术的应用，增材制造技术将呈现出更高的智能化和自动化水平。
三、增材制造技术的应用领域1. 航空航天领域航空航天是增材制造的重要应用领域之一。
通过增材制造技术，可以制造出更轻、更强、更复杂的零部件，提高航空发动机和飞机的性能。
此外，增材制造还可以实现航天器的快速原型制造，节约时间和成本。
2. 医疗器械领域在医疗器械领域，增材制造技术已经取得了令人瞩目的成果。
智能制造下的增材制造技术
智能制造下的增材制造技术增材制造技术（Additive Manufacturing）是一种革命性的制造方式，它通过逐层堆叠材料，将数字模型转化为三维实物。
随着智能制造的快速发展，增材制造技术也得到了全面提升和广泛应用。
本文将结合智能制造的概念，探讨智能制造下的增材制造技术。
一、智能制造简介智能制造是指利用先进的信息技术和智能化的生产装备，实现制造流程和制造服务的自动化和智能化，从而提高生产效率和质量，降低制造成本，增强制造业的核心竞争力。
智能制造由工业互联网、大数据、云计算、人工智能等技术构成，它涵盖了整个制造过程，从产品设计到生产制造，再到售后服务，通过互联网将制造资源、信息、服务等有机连接在一起，形成一整个智能制造生态系统。
二、增材制造技术的发展历程增材制造技术起源于20世纪80年代，最初只能用于快速制作出样件。
随着材料和工艺的不断改进，增材制造技术在制造适量数量的零件方面得到了广泛应用。
随着智能制造的发展，增材制造技术开始进化为更加自动化和智能化的制造方式，这就是智能制造下的增材制造技术。
三、智能制造下的增材制造技术的特点1. 大数据驱动智能制造下的增材制造技术是数据驱动的制造方式。
通过从生产过程中收集大量数据，包括机器状态、材料性能、工艺参数等等，然后使用大数据分析的方法，实现对制造过程的实时监控和管理。
这种制造方式可以实现无人参与的生产过程，提高制造的效率和准确性。
2. 个性化生产在智能制造下的增材制造技术中，数字模型可以被直接转化为实物，无需制造任何模具和工装。
因此，它可以实现高度定制化的生产，生产单个的零件或小批次的产品。
这种制造方式可以大大降低开销和风险，满足个性化需求。
3. 绿色制造智能制造下的增材制造技术也是绿色制造的一种，因为它可以最大程度地减少废料、污染和能量消耗。
这种制造方式还可以使用可重复利用的废料，进行循环利用，从而降低生产成本。
这种制造方式符合可持续发展的要求。
四、智能制造下的增材制造技术的应用智能制造下的增材制造技术已经在各个领域发挥了重要作用。
智能制造中的增材制造技术研究
智能制造中的增材制造技术研究在当今制造业快速发展的时代，智能制造已经成为了引领行业进步的关键力量。
其中，增材制造技术作为一项具有创新性和变革性的工艺，正逐渐展现出其在制造业中的巨大潜力。
增材制造技术，通俗来讲，就是通过逐层添加材料的方式来制造物体，与传统的减材制造（如切削、磨削等）方法截然不同。
这种独特的制造方式为制造业带来了许多新的机遇和挑战。
增材制造技术的工作原理相对简单，但实现过程却充满了科技的魅力。
它首先需要通过计算机辅助设计（CAD）软件创建一个三维模型，然后将这个模型切片成许多薄的横截面。
接下来，增材制造设备根据这些横截面的信息，逐层地沉积或固化材料，最终构建出完整的三维物体。
在材料方面，增材制造技术可以使用多种类型的材料，包括金属、塑料、陶瓷甚至生物材料等。
不同的材料具有不同的特性和应用场景。
例如，金属材料如钛合金、不锈钢等常用于航空航天、汽车等领域的高性能零部件制造；塑料材料则广泛应用于原型制作、消费品等领域；陶瓷材料则适用于制造耐高温、耐腐蚀的零部件。
增材制造技术的优势是显而易见的。
首先，它能够实现复杂形状的制造。
传统制造方法在面对复杂形状的零部件时，往往需要多个步骤和复杂的工艺，而增材制造技术可以直接将复杂的设计转化为实体，大大简化了制造流程。
其次，增材制造技术可以实现个性化定制。
无论是医疗领域中的个性化假肢、牙科修复体，还是消费品领域中的个性化饰品、家具，增材制造技术都能够满足不同用户的独特需求。
此外，增材制造技术还能够减少材料浪费。
由于是逐层添加材料，相较于传统制造方法中大量的切削和废料产生，增材制造能够更有效地利用原材料。
然而，增材制造技术也并非完美无缺。
目前，它在生产效率方面仍然存在一定的局限性。
与大规模的传统制造方法相比，增材制造的速度相对较慢，尤其是在制造大型零部件时。
此外，增材制造技术所使用的材料和设备成本相对较高，这在一定程度上限制了其在一些领域的广泛应用。
同时，增材制造产品的质量控制也是一个需要解决的问题。
(完整版)智能制造-增材制造技术
方法制造实体零件的技术，相对于传统的减材制造（切削加工） 技术，它是一种材料累积的制造方法。融合了计算机辅助设计、 材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控 系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤 压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物 品的制造技术。
一、起源及原理
原理：其工艺流程一般可分为三维建模、数据分割、打印、后
处理四步。三维建模是3D打印的基础，即在打印之前需在三维软件 中对所制作产品进行建模，因此3D打印需计算机辅助设计(CAD)技术 的参与； 在三维建模完成后，打印机将三维数据分割为二维数据； 通过打印设备逐层进行打印； 打印好的三维产品要经过后处理才能 出厂或使用，后处理工艺一般包括剥离、固化、修整、上色等。
四、国外发展现状
1、德国EOS公司 该公司开发的选区激光烧结（SLS）增材制造装备可成形传
统工艺（注塑、挤塑）难加工的耐高温塑料。利用基于粉材的 激光烧结工艺可成形复杂高精度零部件，力学性能较尼龙 等塑料高出1倍（拉伸强度达95MPa，杨氏模量达4400MPa）
SLS增材制造出的复杂结构件
四、国外发展现状
智能制造
-增材制造技术
目录
1
起源及原理
2
主要方法及优势
3
国内发展现状
4
国外发展现状
5
应用与展望
一、起源及原理
起源：增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗称3D打
印（3D printing），该技术诞生于上世纪80年代的美国，又称 “添加制造”技术，是一种快速成型技术，迄今已有30多年的发 展历史。
智能化制造中的增材制造技术应用案例分析
智能化制造中的增材制造技术应用案例分析随着科技的迅速发展，智能化制造也越来越成为了制造业的新潮流。
在智能化制造领域中，增材制造技术因其独特的优势逐渐成为制造业中重要的一部分。
本文将通过对一些成功的增材制造技术应用案例进行分析，探讨增材制造技术在智能化制造中的应用价值和意义。
首先，我们来介绍一下增材制造技术。
增材制造技术是指通过叠加材料，逐层构造所需的工件，其工作原理是将原材料粉末逐层堆积，每堆积一层就进行粘合或者熔合，逐渐构造出所需的工件。
相比传统的制造方式，增材制造技术具有制造出单件复杂零件、可定制性强、节省材料和能源、无需制造模具等优势。
因此，增材制造技术越来越普及。
一、全球制造业巨头成功案例全球制造业巨头Stratasys与Lockheed Martin公司合作开发了一种新型增材制造技术，其应用案例得到了广泛关注。
通过这种增材制造技术，可以制造出更加复杂的工艺设备和工件，而且制造速度更快，工艺要求更高。
Lockheed Martin公司主要生产空中飞行器。
在传统的制造过程中，他们需要大量工时和费用制造出所有细节繁琐且非常复杂的小零件。
应用Stratasys的增材制造技术后，无需制作模具，大大节省了成本和时间，并且工件的精度也得到了显著提高，有效提升了生产效率和制造质量。
二、促进工业制造的定制化现在，许多企业都在积极探索增材制造技术的应用，以提高产品的定制化程度。
Beauty in the Pot是一家从新加坡发起的连锁火锅店，目前在全球范围内都有分店。
它在智能化制造中成功应用了增材制造技术。
其加热器原来是由一个不连续的金属管制成的，由于受传统的制造方式限制，其表面粗糙度较高，经常有水垢和沉积物残留，有时会影响味道，并给清洗和维护带来困难。
通过应用增材制造技术，Beautyin the Pot将首个定制加热器的所需部件分层打印，使各部件之间无需焊接即可紧密连接。
因此，它们的加热器表面非常光滑，容易清洗，耐用性也得到了提升，一定程度上提高了产品的品质和生产效率。
智能制造中的增材制造技术研究
智能制造中的增材制造技术研究随着科技的不断发展，智能制造技术已经成为了现代制造业的重要组成部分，其中增材制造技术（Additive Manufacturing Technology，简称AM）更是备受关注，因为它可以实现精密、高效、成本低廉的制造方式。
本文将重点探讨智能制造中的增材制造技术的研究现状、应用、发展趋势及其对制造业的影响。
一、增材制造技术的概述增材制造技术是利用计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制造（CAM）相结合，通过逐层累加材料而制造出物品的一种现代制造技术。
与传统的机械切割加工技术不同，增材制造技术采用的是“从无到有”的逐层制造方式，可以在底层上叠加多个薄层来制造出一个物品，如此一来可以大大节约原材料，提高生产效率，降低制造成本。
可见，随着生产成本不断上升，增材制造技术已经成为许多行业的制造首选。
二、增材制造技术在智能制造中的应用随着人工智能技术的不断发展，增材制造技术也逐渐应用到智能制造中，并在电子、航空、航天、医疗、建筑等领域产生了广泛的应用。
例如，在电子领域，增材制造技术可以制造各种电路板、扇形筒和导电零部件，以及各种电子组件。
在航空航天领域，增材制造技术可以用于制造空气动力学部件、金属熔丝制品、轨道交通列车等各种复杂零部件，以及一些高稳定性金属细微结构器件。
在医疗领域，增材制造技术可以制造各种头盔、假体和人造器官等医疗器械，并且它们可以根据病人的具体需求进行定制，以达到最佳的治疗效果。
在建筑领域，增材制造技术可以制造出楼梯、墙壁、屋顶和餐厅等各种建筑材料。
增材制造技术可以通过各种方法来实现物品的制造，例如：光固化、粉末熔融、直接能量沉积、激光粘结、喷墨技术等方式。
其中，粉末熔融技术是目前最为广泛使用的一种制造方式，它可以使用多种材料制造出各种形态的零部件。
同时，粉末熔融技术的另一个优点是可以实现多种材料的混合和微调，以满足不同产品对材料强度、硬度、拉伸性和其他方面的要求。
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( 54 )发明 名称 基于大数据人工智能分析的智能增材制造
方法及装置 ( 57 )摘要
本发明公开了一种基于大数据人工智能分 析的 智能 增材 制造方法 ，包括如下步骤 ：由 无线 客户端收集用户对于打印制品的需求；由无线客 户端生成信号传输质量报告；由无线客户端向第 一智能增材控制中心发送信号传输质量报告；由 第一智能增材控制中心基于信号传输质量报告 判断 是否需 要命令无 线客 户端将 用 户对于打印 制品的需求发送给第二智能增材控制中心；如果 判断需 要命令无 线客 户端将 用 户对于打印 制品 的需求发送给第二智能增材控制中心，由第一智 能增材控制中心向第二智能增材控制中心发送 转移请求消息。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910000232 .X
(22)申请日 2019 .01 .03
(71)申请人 山东中颖智超数据科技有限公司 地址 255000 山东省淄博市高新区政通路 135号高科技创业园C座506室
(72)发明人 冯颖超
权利要求书3页 说明书7页 附图1页
CN 109703008 A
CN 109703008 A
权工智能分析的智能增材制造方法，其特征在于：所述基于大数据 人工智能分析的智能增材制造方法包括如下步骤：
由无线客户端收集用户对于打印制品的需求； 由 所述无线客 户端生成 信号传输 质量报告 ，其中 ，所述信号传输 质量报告中至 少包括 所述无线客 户端从 第一智能 增材控制中 心接收 到的 信号的 第一信号接收 功率电 平以 及所 述无线客户端从第二智能增材控制中心接收到的信号的第二信号接收功率电平； 由所述无线客户端向所述第一智能增材控制中心发送所述信号传输质量报告； 由所述第一智能增材控制中心基于所述信号传输质量报告判断是否需要命令所述无 线客 户端将所述 用户对于打印 制品的需求发送给所述第二智能 增材控制中心 ，其中 ，如果 所述第一信号接收功率电平小于所述第二信号接收功率电平，则判断需要命令所述无线客 户端将所述用户对于打印制品的需求发送给所述第二智能增材控制中心； 如果 判断需 要命令所述无线客 户端将所述 用 户对于打印 制品的 需 求发 送给所述 第二 智能增材控制中心，由所述第一智能增材控制中心向所述第二智能增材控制中心发送转移 请求消息； 由所述第一智能增材控制中心接收由所述第二智能增材控制中心发送的转移请求响 应消息； 响应于接收到所述转移请求响应消息，由所述第一智能增材控制中心停止向所述无线 客户端发送新消息，同时所述第一智能增材控制中心仍然能够接收由所述无线客户端发送 的消息； 在停止向所述无线客户端发送新消息之后，由所述第一智能增材控制中心停止向所述 无线客户端发送转移命令； 在接收到所述转移命令之后，由所述无线客户端建立与所述第二智能增材控制中心的 通信； 由所述无线客户端向所述第二智能增材控制中心发送所述用户对于打印制品的需求； 由所述第二智能增材控制中心对于所述用户对于打印制品的需求进行大数据分析，以 推荐客户所需的智能增材制品信息；以及 由 所述 第二 智能 增材控 制中 心将所述客 户所需的 智能 增材 制品 信息发 送给 智能 增材 机。 2 .如权利要求1所述的基于大数据人工智能分析的智能增材制造方法，其特征在于：所 述基于大数据人工智能分析的智能增材制造方法还包括如下步骤： 如果 判断 不需 要命令所述无线客 户端将所述 用 户对于打印 制品的 需 求发 送给所述 第 二智能增材控制中心，则由所述第一智能增材控制中心向所述无线客户端发送需求请求命 令； 响应于接收到所述需求请求命令 ，由所述无线客 户端将所收集的 用户对于打印 制品的 需求发送给所述第一智能增材控制中心； 由所述第一智能增材控制中心对于所述用户对于打印制品的需求进行大数据分析，以 推荐客户所需的智能增材制品信息；以及 由 所述 第一 智能 增材控 制中 心将所述客 户所需的 智能 增材 制品 信息发 送给所述 智能 增材机。
2
CN 109703008 A
权 利 要 求 书
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3 .如权利要求2所述的基于大数据人工智能分析的智能增材制造方法，其特征在于：在 接收到所述转移命令之后，由无线客户端建立与所述第二智能增材控制中心的通信具体包 括如下步骤：
响应于接收到所述转移命令，由无线客户端停止向所述第一智能增材控制中心发送消 息，并将所要发送的消息存储在所述无线客户端的缓存中；
由所述无线客户端与所述第二智能增材控制中心进行同步；以及 在同步之后，由所述无线客户端向所述第二智能增材控制中心发送所缓存的消息。 4 .如权利要求3所述的基于大数据人工智能分析的智能增材制造方法，其特征在于：所 述第一信号接收功率电 平是由如下步骤得到的 ： 由所述无线客户端接收由所述第一智能增材控制中心发送的参考信号； 基于所述参考信号的接收功率，由所述无线客户端的传感器确定所述第一信号接收功 率电平。 5 .如权利要求4所述的基于大数据人工智能分析的智能增材制造方法，其特征在于：所 述第二信号接收功率电 平是由如下步骤得到的 ： 由所述无线客户端接收由所述第二智能增材控制中心发送的参考信号； 基于所述参考信号的接收功率，由所述无线客户端的传感器确定所述第二信号接收功 率电平。 6 .一种基于大数据人工智能分析的智能增材制造装置，其特征在于：所述基于大数据 人工智能分析的智能增材制造装置包括： 用于由无线客户端收集用户对于打印制品的需求的单元； 用于由 无线客 户端生成 信号传输 质量报告的 单元 ，其中 ，所述信号传输 质量报告中至 少包括所述无线客 户端从 第一智能 增材控制中心接收 到的 信号的 第一信号接收 功率电 平 以及所述无线客户端从第二智能增材控制中心接收到的信号的第二信号接收功率电平； 用于由无线客户端向所述第一智能增材控制中心发送所述信号传输质量报告的单元； 用于由所述第一智能增材控制中心基于所述信号传输质量报告判断是否需要命令所 述无线客户端将所述用户对于打印制品的需求发送给所述第二智能增材控制中心的单元， 其中 ，如果所述第一信号接收 功率电 平小于所述第二信号接收 功率电 平 ，则判断需要命令 所述无线客户端将所述用户对于打印制品的需求发送给所述第二智能增材控制中心； 用于如果 判断需 要命令所述无线客 户端将所述 用 户对于打印 制品的 需 求发 送给所述 第二智能增材控制中心，由所述第一智能增材控制中心向所述第二智能增材控制中心发送 转移请求消息的单元； 用于由所述第一智能增材控制中心接收由所述第二智能增材控制中心发送的转移请 求响应消息的单元； 用于响应于接收到所述转移请求响应消息，由所述第一智能增材控制中心停止向所述 无线客户端发送新消息，同时所述第一智能增材控制中心仍然能够接收由所述无线客户端 发送的消息的单元； 用于在停止向所述无线客户端发送新消息之后，由第一智能增材控制中心停止向所述 无线客户端发送转移命令的单元； 用于在接收到所述转移命令之后，由无线客户端建立与所述第二智能增材控制中心的
(51)Int .Cl . B29C 64/10(2017 .01) B29C 64/20(2017 .01) B29C 64/393(2017 .01) H04W 24/10(2009 .01) B33Y 30/00(2015 .01) B33Y 50/02(2015 .01)
(10)申请公布号 CN 109703008 A (43)申请公布日 2019.05.03