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1. 研究目的与意义（文献综述）

1研究目的、意义及研究现状

1.1研究目的和意义

3d打印技术是一种利用材料逐层累加的方法形成最终实体的新兴制造技术^[1]，其涉及电子信息科学、材料科学和工程科学等多个学科。自第一台3d打印设备问世以来，3d打印就因材料多样、易于操作等特点^[2]，在国家安全、航空航天、生物医疗和装备制造等若干领域^[3,4,5]逐渐显示其重要的利用价值和广阔的应用前景，在学术上成为世界先进制造领域技术发展最快的学科之一^[6]。

随着用户个性化定制需求不断升级和离散化制造场景复杂程度提高，智能化制造设备给制造业带来了新的发展前景。数字孪生就是指利用虚拟技术从多层次、多角度对传感器所采集的数据进行分析和计算，从而反映对象的全生命周期过程的技术^[7]。工业4.0制造技术通过这种手段对即将发生的事件做出预测和优化，不仅使其满足硬性生产指标，同时满足灵活性和适应性等新指标。其中，数字互联工厂就是智能制造的四大主题之一，即物联网工厂。

小批量多品种的加工需求的提出导致3d打印逐渐成为应用最为广泛的加工手段之一。而传统3d打印单机工作模式使得设备之间相互独立，无法有效地进行设备之间的信息交流。不仅如此，pradel p等人还指出由于后处理的存在使3d打印策略将发生一些改变，这些改变会对3d打印过程产生影响^[8]。制造物联网基于rfid技术和传感器采集数据，利用无线传输技术将数据发送至云端进行计算和分析，进而为企业加工中的任务变更等问题提供即时解决策略，克服了信息孤岛问题^[9]。现今市面上绝大多数3d打印机缺少wi-fi功能，同时各固件类型打印机所采用的通信协议不同，这使得我们很难使用单一、固定的方式解析不同的通信协议，制约了制造物联网对3d打印产业进行赋能，难以用数字化手段优化制造流程。

2. 研究的基本内容与方案

2设计预期目标和方案

2.1研究主要内容

2.1.1 3d打印设备固件通信适配方法

固件是运行在嵌入式设备中的可执行二进制程序，用于初始化硬件、启动操作系统和管理计算机资源。在本课题中，由于不同3d打印设备所使用的固件具有异构化的特点，即固件解码方案不同，导致通信协议有所区别。本课题拟研究3d打印设备不同类型固件的基本内容及其格式，通过算法和数据结构的设计，达到将3d打印设备通过串口发来的已封装字符串获取，准确匹配固件类型和它所使用的通信协议，进而利用这套通信协议实现运行状态信息提取的目的。

2.1.2通信协议设计

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅有关数字孪生、3d打印的技术基础和中外文献

第3周：完成开题报告研究目的和意义及技术路线撰写

第4周：完成文献翻译

4. 参考文献（12篇以上）

[1]sunpreet singh,seeram ramakrishna,rupindersingh. material issues in additive manufacturing: a review[j]. journal ofmanufacturing processes,2017,25.

[2]黄常翼,冯阳.3d打印技术及应用现状[j].黄冈职业技术学院学报,2019,21(06):126-129.

[3]黄楚红,黄文华,黄国志.3d打印技术在康复医学中的应用与研究进展[j].中国康复医学杂志,2020,35(01):95-99.