打通數(shù)字制造任督二脈,，看APRO如何賦能增材制造行業(yè)？

來源：德迪智能

近年來,，“工業(yè)4.0”,、“中國制造2025”概念逐漸進入人們的視野,，傳統(tǒng)制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型成為備受關(guān)注的焦點,，作為加速制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一,，增材技術(shù)也逐漸在全球大放異彩。

作為增材行業(yè)的新興參與者和技術(shù)主導(dǎo)型公司,，德迪基于對增材技術(shù)的理解,，建立了以增材思維為核心的結(jié)構(gòu)化知識體系，即技術(shù)貨架,，意在助力高效基礎(chǔ)研究和技術(shù)積累,，推動技術(shù)組件高效復(fù)用。

德迪將增材行業(yè)技術(shù)邏輯抽象為材料與控制系統(tǒng)兩個主要體系,。

在建立增材材料體系方面,，德迪自研材料采用了金屬材料、樹脂材料,、陶瓷材料,、建筑材料及其它的分類體系，這種分類體系綜合考慮了素材類別,、常態(tài)性狀以及適用成形方法,；對于合作/外協(xié)材料采用了金屬類、高分子,、生物材料的分類體系,。

在建設(shè)增材控制系統(tǒng)方面，德迪對主要的增材成形原理進行了綜合抽象,，形成了SLX,、FFF、MJET,、PSL四大實體建造體系,，涵蓋SLM、SLS,、SLA,、LCD等多種工藝技術(shù)，并分析了每種建造體系的執(zhí)行,、控制需求,，綜合提出了基于專用執(zhí)行模塊、通用IO模塊,、傳感模塊,，以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)的APRO通用控制平臺。

APRO通用控制平臺采用硬件/算法雙重分布式架構(gòu),，即專用/通用IO與控制算法均在模塊前端實施,，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)架構(gòu)專注于構(gòu)建機器運行邏輯,、人/機控制界面。這種具有快速重構(gòu),、模塊復(fù)用,，以及輕量化主機特性的通用控制平臺，使得德迪可將材料體系與四大實體建造體系充分交叉,，快速推進了一批增材裝備研發(fā)項目,，形成了橫跨多種材料種類、形態(tài),、尺度以及建造體系的增材裝備,。

技術(shù)貨架的建立不僅體現(xiàn)了德迪內(nèi)部的價值需求（結(jié)構(gòu)化知識體系），助力高效基礎(chǔ)研究和技術(shù)積累,，推動技術(shù)組件高效復(fù)用,；更為重要的是深化了對增材制造技術(shù)要素的理解，即材料（實體）→ 成形方法（虛擬知識）→ 控制與機構(gòu)（實體）的路徑,。

相比傳統(tǒng)制造,，增材制造行業(yè)目前仍處于發(fā)展初期，在逐步走向成熟的過程中,，需要先行者勇于承擔(dān)責(zé)任和義務(wù)，將企業(yè)內(nèi)部價值以雙贏的方式向行業(yè)發(fā)布,，助力更多的群體在自己的基礎(chǔ)上工作,，而后來者們的工作又會反哺這種前者的貢獻，甚至先行者和后來者的身份也會發(fā)生周期性輪轉(zhuǎn),，從而形成良性的,、可持續(xù)的、有持久生命力的行業(yè)發(fā)展模式,。

站在這樣的視角上,，APRO通用控制平臺，就是德迪所建立技術(shù)貨架,，其內(nèi)部價值輻射到行業(yè)的外在體現(xiàn)之一,。

立足SLX、FFF,、MJET,、PSL四大體系對建造過程的控制需求，以及增材制造區(qū)別于傳統(tǒng)制造的本質(zhì)特性,，即通過將更高密度的設(shè)計信息賦值到物質(zhì)對象上,，以獲得制品性能的升級，APRO通用控制平臺在設(shè)計之初就瞄準(zhǔn)提供強大,、穩(wěn)定的信息存儲,、運算及輸出能力,；適應(yīng)靈活多變的3D打印形式；兼顧多種形式的高速運動控制任務(wù),；具備種類齊備的傳感系統(tǒng)等核心需求,。為此，APRO控制系統(tǒng)進化出了敏捷-agile,、精密-precise,、魯棒-robust、優(yōu)化-optimized等四個基本基因,。

敏捷-agile基因使得3D打印設(shè)備制造商無需修改設(shè)備操作系統(tǒng)內(nèi)核,，而只需按需選擇網(wǎng)絡(luò)模塊，即可快速實現(xiàn)3D打印控制器的搭建與部署,；敏捷還體現(xiàn)在APRO運動控制模塊優(yōu)異的動態(tài)性能,，以及實時軌跡解壓縮、運動路徑規(guī)劃,、畸變矯正等復(fù)雜處理能力,。

精密-precise基因使得APRO模塊具有強大的邊緣計算與信息處理能力，例如APRO運動控制模塊（運動控制器,、掃描控制器,、微噴控制器等）普遍采用硬件處理機制，即通過專享IP核/硬件處理線程,、去操作系統(tǒng)化的Bare-chip運行機制,、以及雙精度浮點處理器/超高位寬定點處理器，實現(xiàn)3D打印建造過程運動對空間與物質(zhì)的高速選擇控制,。

魯棒-robust基因體現(xiàn)在分布式硬件,、強健的電路設(shè)計、以及分布式運算控制模式上,，實時控制任務(wù)不依托于人/機UI主機,，而通過各網(wǎng)絡(luò)模塊獨立/協(xié)作完成，單一模塊功能異常不會導(dǎo)致APRO系統(tǒng)功能奔潰,。

優(yōu)化-optimized基因體現(xiàn)于高速/靈活的組網(wǎng)形態(tài),，以及可供用戶選擇的豐富網(wǎng)絡(luò)模塊產(chǎn)品庫。APRO硬件模塊提供了ARM單片機,、DSP,、FPGA SoC三種平臺方案，可滿足3D打印設(shè)備制造商對控制系統(tǒng)低成本,、高性能等多元化需求,。

需要特別強調(diào)的是，與APRO系統(tǒng)配套的“APRO_OS”設(shè)備控制軟件，基于通用操作系統(tǒng)規(guī)范,，提供了各網(wǎng)絡(luò)模塊的應(yīng)用開發(fā)函數(shù),，以及自主設(shè)計的高級腳本語言開發(fā)環(huán)境。用戶可開發(fā)自定義功能的APP以重新組織3D打印機硬件資源,。簡而言之,，APRO_OS賦予了3D打印機另一大屬性，即腳本語言支持下的過程與工藝開源,，使得3D打印機完全工具化（既可作為輸出實體制品的生產(chǎn)工具,，也可作為研發(fā)材料/工藝的可編程試驗工具）。