征求意见稿-3D打印生产线控制系统技术规范

1T/UNPXXXX—20253D打印生产线控制系统技术规范本文件规定了3D打印生产线控制系统的架构组成、功能要求、性能要求、数据要求、安全要求、接口要求、运维要求和评价改进。本文件适用于3D打印生产线控制系统的设计、建设及运行维护。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T30270信息技术安全技术信息技术安全性评估方法GB/T35273信息安全技术个人信息安全规范GB/T39786信息安全技术信息系统密码应用基本要求GA/T681信息安全技术网关安全技术要求GA/T1347信息安全技术云存储系统安全技术要求3术语和定义规范性引用文件3.1生产线productionline专用于生产特定数量产品或产品系列的一系列设备。注：生产线是一种工作中心。[来源：GB/T20720.1—2019，3.1.33]4架构组成3D打印生产线控制系统的架构组成见图1，应包括以下内容：a)安全层：实施安全防护，涵盖身份认证、访问控制、数据加密、安全审计等功能，实时监测并防范各类安全威胁；b)应用层：处理核心业务逻辑，包括模型处理、3D打印、模型信息管理、权限管理和远程监控等模块；c)运维层：确保系统稳定运行，包括系统监控、性能管理、故障预警与处理、资源调配等功能；d)支撑层：提供基础支撑环境，包含操作系统、数据库、中间件等；e)网络层：实现数据通信，负责系统内外部数据的传输、交换与网络管理；f)硬件层：提供物理运行基础，包括3D打印机、服务器、存储设备、网络设备等硬件资源，为系统运行提供物理保障。T/UNPXXXX—20252图13D打印生产线控制系统总体架构图5功能要求5.1模型处理5.1.1修复模型支持用户通过视图转换、移动模型、旋转模型以及镜像模型等操作对模型进行修复，操作方式应直观，如通过鼠标拖动或键盘快捷键实现。提供模型修复工具，如自动修复功能，可检测并修复模型中的常见错误，如非流形几何体、自相交面等，修复成功率应不低于90%。应能显示模型修复前后的对比，并突出显示修复部分。5.1.2切割模型支持用户根据当前状态、切割速度、实际速度等参数对模型进行切割。切割速度可在100mm/min～6000mm/min范围内灵活调整，切割精度误差不超过±0.1mm。5.1.3模型编辑支持生成打印路径、设备控制、模型移动、视角调整等操作，操作过程实时响应，操作延迟不超过0.5s。具备模型编辑历史记录功能，用户可随时撤销或重做操作，撤销步数不少于10步，历史记录可查看和导出。具备参数设置、草绘、编辑、约束等优化处理功能，参数设置涵盖多方面，草绘工具支持常见图形绘制，编辑和约束满足工程设计规范。支持参数化编辑模型尺寸、形状等参数，精度达±0.1mm，参数修改后模型实时更新显示。5.1.4恢复模型支持从系统备份或指定存储位置恢复已删除或损坏的模型，恢复操作应简单易懂，可通过选择备份文件或时间点进行恢复。系统应定期自动备份模型数据，备份周期可自定义，默认备份周期不超过24h，备份数据应至少保存1周。恢复模型时应显示恢复进度和状态信息，如已恢复百分比、预计剩余时间等。5.23D打印5.2.1冷却控制T/UNPXXXX—2025应提供冷却控制功能，可设置冷却风扇转速、冷却时间等参数，参数设置精度应达到±1%，风扇转速可设置范围应不低于500rpm～5000rpm；实时监测打印过程中的温度变化，当温度超过预设阈值时，自动调整冷却策略，温度监测精度应达到±1℃,预设阈值可自定义；应记录冷却控制的历史数据，包括温度变化曲线、冷却参数设置等，数据保存时间不少于1个月，历史数据应可查看和分析。5.2.2打印机设置应支持用户对打印机进行设置，如打印速度、打印精度、层高等参数，打印速度可设置范围应不低于10mm/s～200mm/s，打印精度应达到±0.05mm，层厚可设置范围应不低于0.05mm～0.5mm。提供打印机状态监测功能，实时显示打印机的连接状态、喷头温度、热床温度等信息，监测数据更新频率应不低于1Hz，连接状态应实时反馈。应具备打印机校准功能，可自动或手动校准打印机喷头位置、平台平整度等，校准精度应达到±0.02mm，校准过程应简单易用。5.3模型信息管理5.3.1管理3D打印模型修复信息，包括编号、模型修复时间、修复内容以及打印机设置等信息。5.3.2提供信息查询功能，查询响应时间不应超2s，支持按时间范围、模型名称等多样条件查询。5.3.3支持将模型信息导出为Excel、CSV等常见格式，导出文件应包含完整信息，便于用户进行数据分析。5.4权限管理5.4.1应支持对全选、新建、更新、读取、删除、查询、打印、加锁/解锁、创建关联/删除关联等操作设置权限级别，如完全权限、只读权限、部分操作权限等，权限级别不少于3种。5.4.2权限状态应包括允许、拒绝和授权，支持用户进行配置。配置过程应提供操作指引和提示信息，操作指引应说明每个权限设置的作用和影响。5.4.3应具备权限继承和权限组的功能，对具有相似权限需求的用户或角色进行统一管理，权限继承规则应明确，可根据用户职位或部门进行权限组划分。5.4.4对权限的修改应实时生效，并记录权限变更的历史记录，包含修改时间、修改人、修改前权限和修改后权限等信息，保存时间不少于1年。5.5远程监控5.5.1支持通过网络对3D打印生产线的远程监控和管理，操作人员可在远程终端实时查看生产线的运行状态、设备参数、生产进度等信息，并进行远程操作和控制。5.5.2具备远程报警功能，生产线出现故障或异常情况时，应及时向远程终端发送报警信息。6性能要求6.1响应时间3D打印生产线控制系统的响应时间符合以下要求：a)应在用户发起操作请求的1s内给出初步响应，确认收到请求；b)针对模型加载、参数设置等常规操作，应在3s内完成并给出反馈；c)进行3D打印任务提交时，应在5s内完成任务提交并开始打印准备工作；d)对于打印过程中的状态查询，要实时响应，数据更新延迟不超过0.5s。6.2稳定性与可用性3D打印生产线控制系统的稳定性和可用性符合以下要求：a)系统应在99.95%的时间里正常运行；b)当出现部分硬件故障（如打印机喷头堵塞、传感器故障等）或软件小模块异常时，应能在3min内自动检测到故障并完成故障点显示或修复操作，恢复正常服务；T/UNPXXXX—20254c)若遭遇严重故障（如服务器宕机、数据库损坏等），系统应凭借完善的数据备份和恢复机制，在20min恢复到最近一次可用状态，最大程度降低数据丢失和生产停滞带来的损失。6.3负载处理能力3D打印生产线控制系统在负载处理方面符合以下要求：a)应支持5000个以上的并发用户会话；b)应能每秒处理至少800次用户请求，以应对多用户同时进行模型上传、参数调整、任务提交等操作的场景，确保系统在高并发情况下的稳定性和响应速度；c)应在45min内完成常规的数据查询和更新任务，并提供实时反馈。6.4兼容性应兼容市场上主流的3D打印机设备和操作系统（如Windows10、Windows11等），支持常见的3D模型文件格式（如STL、OBJ等）的导入和处理。7数据要求7.1访问控制和身份验证3D打印生产线控制系统的数据访问控制和身份验证符合以下要求：a)应符合GB/T35273的规定；b)应采用多种身份验证方式，仅允许经过授权的人员访问系统。包括但不限于用户名与密码、多因素认证、数字证书、生物识别以及手机短信验证码等；c)应实施账户安全策略，如定期更改密码、设定密码复杂度要求、启用账户锁定机制等，防范未授权访问；d)应依据角色明确用户对系统资源的访问权限，可采用访问控制列表或基于角色的访问控制等方法；e)应自动记录用户的登录时间、操作内容和操作时间等访问活动；f)应根据业务需求和安全级别，调整用户身份验证的强度。7.2数据加密和保护3D打印生产线控制系统的数据加密和保护符合以下要求：a)应使用加密技术保护数据的传输和存储，运用高级加密标准或传输层安全协议/安全套接层等加密技术对用户数据进行加密存储和传输；b)应实施访问控制，只有授权人员能访问数据，限制数据访问和操作范围；c)应为用户提供隐私设置选项，支持自主控制数据的共享范围和使用方式。8安全要求8.1网络安全3D打印生产线控制系统的网络安全应符合以下要求：a)应符合GB/T30270的规定；b)应绘制与当前运行情况相符的网络拓扑结构图，应对网络资源、网络拓扑进行实时更新和集中监控和管理；c)应对网络通信进行实时监控和日志记录，及时发现异常网络活动，如大量异常的数据包、非法的访问请求等，采取相应的应对措施，如阻断连接、报警等；d)应构建合理的网络架构，运用合理拓扑结构划分安全区域，利用防火墙、VPN等技术保障区域间访问控制与数据隔离，网络设备应具备冗余设计并定期巡检维护；e)应基于多维度制定网络访问控制策略，限制外部访问，同时依据用户角色等分配最小权限规则管理内部访问；T/UNPXXXX—20255f)应部署IDS（IntrusionDetectionSystem）/IPS（IntrusionPreventionSystem）实时监测和防御网络攻击，定期更新其规则库和特征库；g)应建立完善网络安全审计机制，记录网络关键信息，定期审查分析审计数据；h)在敏感数据传输及远程管理等场景应采用加密技术保障通信安全。8.2访问安全3D打印生产线控制系统的访问安全符合以下要求：a)应符合GB/T35273的规定；b)应实施登录失败次数限制和登录尝试频率限制，如连续登录失败5次则锁定账号30min，防止暴力破解。8.3数据安全3D打印生产线控制系统的数据泄露和攻击防范符合以下要求：a)应对敏感数据实施加密、匿名化或其他安全措施；b)应部署入侵检测和预防系统，实时监测并阻止潜在攻击；c)应制定并测试应急响应计划，在数据泄露或攻击事件发生时采取行动；d)应对用户进行安全意识教育，提高用户对数据安全的重视程度；e)应符合GB/T22239—2019中关于安全审计、可信验证、数据完整性、数据机密性、数据备份恢复、剩余信息保护、个人信息保护的规定；f)应按照GB/T39786—2021中的应用和数据安全规定执行。8.4接口安全接口安全应符合以下要求：a)通过应用程序编程接口（API，ApplicationProgrammingInterface）密钥或OAuth2.0等方式进行身份验证；b)依据用户角色合理限制接口访问权限，防止越权操作；c)记录接口访问日志，为审计和追溯提供有力依据。9接口要求9.1接口设计接口设计应符合以下要求：a)遵循RESTful风格，确保接口便于跨平台调用，提升系统的通用性和扩展性；b)保持接口设计的稳定性，减少不必要的修改；c)接口命名应具备描述性，其功能易于识别；d)能返回标准化的错误码及详细说明信息。9.2接口通信接口通信应符合以下要求：a)统一使用超文本传输协议（HTTP，HypertextTransferProtocol）进行数据传输；b)接口数据交互统一采用轻量级的数据交换格式JSON；c)通信过程中应具备数据完整性校验机制；d)采用UTF-8字符编码，支持多语言字符。9.3接口更新接口更新应符合以下要求：a)在接口更新前，及时通知相关用户，确保用户提前知晓并做好准备；b)重大更新时，新旧接口应并行运行一段时间，便于用户逐步迁移，保证业务连续性；c)对于重要接口更新，采用版本号管理方式，新版本接口上线时不对旧版本产生负面影响，实现平滑过渡；T/UNPXXXX—20256d)采用灰度发布策略，逐步将接口更新推送给部分用户进行测试。10运维要求10.1运行管理3D打印生产线控制系统的运行管理符合以下要求：a)应符合GA/T1347—2017中5.2.5的要求；b)应建立系统运行监控机制，实时监测系统的运行状态，包括服务器性能、网络连接、数据库状态等。当出现异常情况时，及时发出警报并采取相应的应急措施；c)应采用数据备份和恢复机制，每天定时备份数据，并将备份数据存储在异地的