Разработка аппаратно-программного обеспечения для информационной системы ООО Фирма «Дайком»

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
(НПИ) имени М.И. Платова»
Шахтинский автодорожный институт (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего образования
«ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
(НПИ) имени М.И. Платова»
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ
09.02.04 «Информационные системы (по отраслям)»
Разработка аппаратно-программного обеспечения для
информационной системы ООО Фирма «Дайком»
Подготовил к защите:
Крестьян Н.А.
Руководитель:
Матушкина Е.Г.
1

2.

Актуальность темы
Тема моего дипломного проекта -
«Разработка аппаратно-
программного обеспечения для информационной системы ООО
Фирма «Дайком». Если конкретизировать ее, то была проведена
разработка аппаратно-программного студии 3D-печати SMART.
Актуальность
темы
выпускной
квалификационной
работы
является очевидной, так как 3D-печать — это крайне перспективная
технология, которая способна изменить принципы производства
многих вещей.
Помимо
этого,
использование
3D-принтеров
существенно
сократит время производства различных изделий и снизит их
конечную стоимость.
2

3.

В первом разделе рассмотрены:
• Краткая характеристика предприятия.
• Организационная (слайд 4) и
функциональная структура.
• Анализ существующего программнотехнического обеспечения и действующая
схема сети (слайд 5).
3

4.

Организационная структура
ООО Фирмы «Дайком»
Общее собрание
Участников общества
Генеральный директор
Финансовый менеджер
Технический директор
Офис-менеджер
Главный бухгалтер
Бухгалтер-кассир
Бухгалтерия
Начальник технического
отдела
Ведущий
специалист
Инженер-механик
Отдел продаж
Продавец-консультант
Инженерсистемотехник
Продавец-кассир
Технический отдел
Инженер
выездного
сервиса
Менеджер по работе с
клиентами
Специалист по
гарантийному
обслуживанию
Заведующий
магазином
Менеджер по
работе с
клиентами
Кладовщик
Инженер по
3D-печати
3D-дженералист
Студия SMART
Менеджер по
закупкам
Отдел закупок
Начальник отдела
закупок
Экспедитор
Водитель
Мастер чистоты
4

5.

Схема локальной сети
5

6.

Во втором разделе
Были рассмотрены три основные технологии
3D-печати, их достоинства и недостатки
6

7.

Процесс 3D-печати
на FDM принтерах
7

8.

Процесс SLA
3D-печати
8

9.

Процесс SLS
3D-печати
9

10.

Процесс 3D-печати по шагам
Первый шаг – это создание 3D-модели нашей идеи, цифрового двойника объекта, который
мы хотим напечатать (этап цифрового моделирования).
Второй шаг – создание файла правильного формата (обычно «STL»), содержащего всю
геометрическую информацию, необходимую для отображения нашей цифровой модели
(этап экспортирования).
Можно пропустить первые два шага, просто загрузив цифровую модель из интернета
(например, из Thingiverse).
Если модель была спроектирована не особо тщательно, в ней могут быть дефекты. Нужно
попытаться исправить их при помощи программы (этап восстановления полигональной
сетки или "mesh repairing").
Третий шаг – преобразование цифровой модели (технически это трехмерный образ
цельной поверхности (сетки), ячейками которой являются треугольники) в список команд,
которые наш 3D-принтер может понять и выполнить, обычно это называется G-код (этап
нарезки или "slicing").
Четвертый шаг – дать принтеру список инструкций, например, через USB соединение с ПК
или скопировав файл на карту памяти, которая будет прочитана принтером самостоятельно
(этап соединения).
Пятый шаг – запустить 3D-принтер, начать печатать и ждать результата (печать).
Шестой шаг – снять только что созданный объект с рабочей платформы, удалить
вспомогательные части (т.е. поддерживающие опоры и/или подложку – если они есть),
очистить его поверхности (этап конечной обработки).
10

11.

Далее рассмотрены варианты возможного
программного обеспечения для 3D-печати
• Примеры бесплатных программ для
технического 3D-моделирования
• Примеры веб-приложений для 3Dмоделирования
• Получение 3D-моделей из интернета
11

12.

В третьем разделе
были рассмотрены следующие практические шаги
вопросы разработки аппаратно-программного
обеспечения для студии 3D-печати SMART:
• Выбор технологии 3D-печати (слайд 12)
• Выбор 3D-принтера для студии SMART (слайд 13)
• 3D-принтер Picaso 3D-Designer XL (слайд 14)
• Выбор компьютера для 3D-дженералиста (слайд 15)
• Выбор программного обеспечения (слайд 16)
12

13.

Выбор технологии 3D-печати
• Прежде чем выбрать принтер для 3D-печати, нужно
решить какие конкретные задачи он должен будет
решать. В зависимости от этого будет подобран принтер
с соответствующей технологией печати.
• В разделе 2.1 были рассмотрены самые
распространенные на сегодняшний день технологии 3Dпечати и сферы их применения.
• В фирме используются все три принтера технологии
FDM. Эта технология, самая популярная, была выбрана
фирмой как предпочтительная для выполнения текущих
задач. Поэтому далее будут рассматриваться для
приобретения принтеры именно этой технологии.
13

14.

Выбор 3D-принтера для студии SMART
Сравнительные характеристики принтеров для приобретения.
Характе
ристика
3D-принтер
Picaso 3D-Designer XL
3D-принтер
Hercules G3
3D-принтер
Prism PRO Dual
2
3
4
359 000 руб
289 000 руб.
387 000 руб.
1
Стоимость
Описание
Толщина слоя:
Толщина слоя:
Толщина слоя:
10-250 микрон
10-900 микрон
50-800 микрон
Область печати:
Область печати:
Область
360 х 360 х 610
300 х 200 х 300
печати: 400 х
мм;
мм
400 x 800
Кол-во
Кол-во
Кол-во
печатающих
печатающих
печатающих
головок:1
головок: 1
головок: 2
Лидер продаж
да
Размер области
От 300 мм/ От 500 мм
От 300 мм
От 300 мм/ От 500 мм
1
1
2
Есть
Есть
Есть
печати
Количество
экструдеров
Подогреваемы
й стол
14

15.

Выбор 3D-принтера для студии SMART
Продолжение таблицы
1
2
3
4
Точность (мкм)
50/ 90/ 100/ 200/ 300/ 400
100/ 200/ 300/ 400
Скорость печати
100 см3/ч
100 см3/ч
162 см³/ч
Для архитекторов/ Для инженеров/
Для инженеров/ Для образования/
Для архитекторов/
50/ 90/ 100/ 200/
300/ 400
составляет
Применение
Для образования/ Для производства Для производства
Для инженеров/
Для производства
Диаметр
1.75 мм
1.75 мм
1.75 мм
FDM (FFF)
FDM (FFF)
FDM (FFF)
ABS, PLA, HIPS, PVA, ULTRAN 630, ULTRAN
PEEK, PEKK, PA, PLA, PVA, ABS, HIPS, PETG,
6130, ASA, ABS/PC, PET, PC, FRICTION,
PET, NYLON (PA), FLEX, ABS/PC, PC,
CAST, RELAX, ETERNAL, FLEX, RUBBER,
AEROTEX, ASA, POM, Rubber, SANDFILL, SBS,
SEALANT, PETG, AEROTEX, CERAMO, WAX,
SBS PRO, PRO-FLEX, TOTAL PRO,
SBS, SBS PRO, PROTOTYPER SOFT, PRO-
PROTOTYPER SOFT, TPE, FORMAX, Friction,
FLEX, TOTAL PRO, NYLON, PEEK и другие
CAST, TPU, Tough PLA, ULTEM 1010, Ultran,
филамента
Технология
печати
Материал для печати
ABS, PLA, PVA, SBS,
HIPS и Flex.
Ultra X, WAX3D, WOODFILL, RELAX,
ETERNAL, SEALANT, AEROTEX, WAX,
CERAMO, NYLON, TPUD 70, TPUA 85, Total GF30, Titan GF-12, Flex Hard, Flex Medium, Flex Soft,
Flex Spring.и другие
15

16.

Сравнительные характеристики принтера студии Prusa i4 и Picaso3D-Designer XL
Характеристика
Prusa i4
Picaso 3D-Designer XL
Марка
Sunhokey
Picaso 3D
Модель
Prusa i4
Picaso 3D-Designer XL
Страна производитель
Китай
Россия
Материал рамы
Акриловая пластина
Сталь, 3 мм
Платформа плата
Алюминий (основание)
Алюминий, стекло
Диаметр сопла
0,4 мм
0.5 мм / (0.2-0.8 мм)
Температура экструдера
280 °С
410°С
Область построения
210 х 210 мм х 190 мм
360 х 360 х 610 мм;
Толщина слоя
0.1-0.5 мм
0.01 мм
Карта памяти
карта SD
USB флеш карты
ЖК - экран
Да
Да
Производительность
40 см3/ч
Материал для печати
ABS, нейлон ПВА, PLA
до 100 см3/ч
ABS, PLA, HIPS, PVA, ULTRAN 630, ULTRAN 6130, ASA, ABS/PC,
PET, PC, FRICTION, CAST, RELAX, ETERNAL, FLEX, RUBBER,
SEALANT, PETG, AEROTEX, CERAMO, WAX, SBS, SBS PRO,
PROTOTYPER SOFT, PRO-FLEX, TOTAL PRO, NYLON, PEEK и
другие
Формат файла
G-код, *.stl,
Точность позиционирования XY 0,1 мм
*.stl, *.plgx
0,011мм
оси
Электропитание
220 В
220 В
ПО
Repetier-host
PICASO 3D-Polygon X™
Энергопотребление
360Вт
Область применения
Образование/Для дома
300Вт
Для архитекторов/ Для инженеров/ Для образования/ Для
производства
16

17.

Результат подбора принтера и его программного обеспечения
Вывод: был подобран принтер
• с производительностью в два с половиной раза выше, чем
лучший из трех имеющихся в студии;
• с точностью позиционирования в десять раз выше;
• выполняющий слой в 10 раз тоньше;
• позволяющий печатать большим количеством расходных
материалов, в том числе тугоплавкими и композитными
(добавляются порошки металлов), применяемыми для
различных деталей механизмов, стойких к агрессивной химии,
высоким температурам, устойчивых к истиранию и имеющих
высокую прочность.
Это позволит значительно расширить возможности принимаемых
заказов и получить дополнительную прибыль ООО Фирме
«Дайком».
• Выбор программного обеспечения - специальное
программное обеспечение PICASO 3D-Polygon X™.
17

18.

Выбор компьютера для 3D-дженералиста
Дизайнеру нужен монитор с высоким разрешением, адекватной цветопередачей и
большой диагональю. Это потребует больших затрат. Рассмотрев все возможные
варианты было найдено оптимальное решение, купить для работы дизайнера не
десктоп, а ноутбук.
Такое решение стало возможным, когда компания Acer представила линейку
ноутбуков для создателей контента ConceptD. Эти устройства предназначены для
творческой работы и удовлетворяют всем техническим требованиям, какие только
могут предъявить в этой области работы.
Даже младшие модели в линейке
отличаются:
– мощными процессорами Intel®Core™
i7 последнего поколения;
– первокласными видеокартами
NVIDIA® GTX, поддерживающими
работу GPU-движков;
– превосходными экранами с высоким
разрешением, стопроцентным
цветовым охватом sRGB и показателем
высокой точности цветопередачи.
Таких мощностей достаточно для
решения самых сложных
креативных задач – например,
рендера трехмерных
анимационных эффектов.
18

19.

Выбор компьютера для 3D-дженералиста
Технические характеристики Acer Concept D 5
Ноутбук Acer ConceptD 5
Процессор
Intel Core i7-8705G, 3,10 ГГц
Видеокарта
AMD Radeon RX Vega M GL
ОЗУ
16 Гбайт DDR4 SDRAM
Жесткий диск
1 Тбайт SSD
Экран
IPS 15,6", FHD (3840 x 2160), 16:9
Интерфейсы
1 x USB 3.1 Gen 2 Type-C,
3 x USB 3.1 Gen 2 Type-A,
1 x HDMI 2.0, 1 x SD-кардридер,
1 x комбинированный аудиоразъем
Габариты, вес
36 x 24,2 x 17 см
1,5 кг
Батарея
48 Wh (Li-Ion)
19

20.

Выбор программного обеспечения для ноутбука
Сравнительные характеристики программ
Название
OnShape
Blender
Компас
Назначение
Дизайн
Дизайн
САПР
Уровень
Профессионал
Профессионал
Профессионал
Язык
Английский
Английский,
Русский
Русский
Цена
Бесплатно
Бесплатно
Бесплатно
(Образовательная
(Учебная версия)/
лицензия для
26 000 руб. / шт
студентов)/2000$ в год
ОС
Браузер
Windows, Mac,
Microsoft Windows,
Linux
Linux
Поддерживаемые sat, step, igs, iges, sldprt, STL,
OBJ, FBX, PLY,
STEP AP203), AP214
форматы
STL
(*.stp), (*.step), IGES
3dm, dae, dfx, dwg, dwt, pdf,
x_t, x_b, xxm_txt, ssm_bin
(*.igs), (*.iges), STL
(*.stl), VRML (*.wrl).
В итоге было решено выбрать две программы – платную Компас и
бесплатную – Blender.
20

21.

Размещение в локальной сети выбранного оборудования
21

22.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для достижения поставленной цели дипломного проекта выполнены
следующие задачи:
– изучить эволюцию технологии 3D-печати;
– рассмотреть различные технологии 3D-печати и выявить наиболее
подходящую для решения конкретных потребностей фирмы;
– рассмотреть области применение 3D-принтеров;
– проанализировать зарубежный и отечественный опыт в производстве
3D-принтеров;
– изучить последовательность всех действий процесса 3D-печати;
– выбрать оптимальный вариант 3D-принтера для студии SMART ООО
фирмы «Дайком»;
– выбрать программное обеспечение для принтера;
– выбрать компьютер для эффективной работы с 3D-графикой;
– выбрать программное обеспечение для эффективной работы с 3Dграфикой.
Таким в ходе выполнения запланированных действий, была достигнута
цель данной работы. Спасибо за внимание
22