編者按：

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，增材制造（3D打印技術(shù)）在不斷的應(yīng)用推廣垫弱，這項(xiàng)技術(shù)能夠幫助企業(yè)大幅降低運(yùn)輸成本、提高運(yùn)營效率症杏。但也可能會(huì)使供應(yīng)鏈更容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊和造假的影響装获。與此同時(shí)區(qū)塊鏈技術(shù)的誕生可以在安全性方面提供很大的幫助。

試想一下厉颤，一名工人能夠在建筑工地就可以打印出專門的部件或者一名工程師通過單擊幾個(gè)按鈕就可以替換有故障的發(fā)動(dòng)機(jī)部件穴豫。這聽起來像科幻小說，但目前增材制造（AM）正在將這個(gè)設(shè)想變成現(xiàn)實(shí)逼友。

增材技術(shù)（Additive Manufacturing 簡寫AM）

AM是一項(xiàng)通過添加一層又一層的材料來構(gòu)建3D物體的技術(shù)精肃，不管這種材料是塑料、金屬帜乞、混凝土甚至是人體組織司抱。它正在從根本上改變企業(yè)生產(chǎn)、分銷和產(chǎn)品管理的方式黎烈。由于AM允許零部件在需要的時(shí)間和地點(diǎn)來進(jìn)行生產(chǎn)习柠，越來越多的企業(yè)正在向分散式生產(chǎn)模式進(jìn)行改變，從而希望擺脫傳統(tǒng)的地理限制照棋。

這種模式極大地改變了供應(yīng)鏈的性質(zhì)资溃，由潛在制造商和分包商組成的巨大生態(tài)系統(tǒng)取代了由少數(shù)原始設(shè)備制造商（OEM）和供應(yīng)商組成的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)它還使供應(yīng)鏈日益動(dòng)態(tài)化并為請求者/客戶提供了方便的供應(yīng)來源。產(chǎn)品生命周期明顯縮短走柠，而上升和下降周期則更為劇烈督巍。

雖然增材制造能夠帶來很大的便利性甚至是突破性的作用，但是同時(shí)也會(huì)有很多額外的風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生括者。增材制造供應(yīng)鏈的數(shù)字化特征使其更加容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊单旺、偽造和篡改的影響。這些問題可能在另一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)：區(qū)塊鏈上找到答案脂挥。

風(fēng)險(xiǎn)無處不在鸳咐！

即使是在傳統(tǒng)的模式下，制造業(yè)同樣也是網(wǎng)絡(luò)攻擊最具針對性的行業(yè)之一静熊。LNS Research 最近做了一項(xiàng)研究泥觉，參與調(diào)查的制造企業(yè)中，有超過一半以上在過去一年中都經(jīng)歷過網(wǎng)絡(luò)安全漏洞的困擾亩咪。（標(biāo)注1）這些攻擊通常集中在制造現(xiàn)場和機(jī)器設(shè)備上的工業(yè)控制系統(tǒng)中紊捉。

增材制造的誕生為網(wǎng)絡(luò)犯罪分子又提供了一個(gè)新的潛在目標(biāo)：零件本身或者更確切的說是他們的“數(shù)字孿生兄弟”，一個(gè)包含零件規(guī)格和制造說明的數(shù)字文件纲缠。這是因?yàn)樵霾闹圃斓挠行詭缀跬耆蕾囉跀?shù)字文件的完整性來告訴3D打印機(jī)該做什么溯剑。打印出來的物品最終的狀態(tài)只能跟打印機(jī)收到的指令是一致的。因此蚜枢，這些數(shù)字文件的交付和安全性是至關(guān)重要的缸逃。

增材制造技術(shù)不僅要求數(shù)字文件的重要性，而且還增加了對接收高度敏感的產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織數(shù)量厂抽。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模型中需频，創(chuàng)建設(shè)計(jì)文件的企業(yè)還需要處理最終產(chǎn)品的生產(chǎn)和運(yùn)輸。然而筷凤，在增材制造供應(yīng)鏈中昭殉，情況已經(jīng)發(fā)生了改變。在增材制造系統(tǒng)中藐守，許多產(chǎn)品的變體是通過多個(gè)方面?zhèn)鬏數(shù)呐捕瑫r(shí)這些方面又都是相互協(xié)作互通的。所有的這些傳輸都可能被泄露或破解卢厂，例如設(shè)計(jì)文件可能落入未經(jīng)授權(quán)的人之手乾蓬，并/或被用于創(chuàng)建偽造、惡意修改或未經(jīng)認(rèn)證的組件慎恒。

區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用和潛力

為了確保數(shù)字文件的完整性和可跟蹤性任内，同時(shí)確保它們在供應(yīng)鏈的每個(gè)節(jié)點(diǎn)（從文件開發(fā)人員到最終用戶）的安全交付，越來越多的企業(yè)都在應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)赃织。區(qū)塊鏈的功能類似于一個(gè)分布式的數(shù)據(jù)庫炒垫，它在維護(hù)一個(gè)不斷增長的有序記錄列表（“塊”）。由于區(qū)塊鏈對每個(gè)記錄都進(jìn)行了時(shí)間戳氨筑，并將其與之前的區(qū)塊連接到一起够煮，因此它們具有天生抗拒數(shù)據(jù)修改的特性。

區(qū)塊鏈通過參與節(jié)點(diǎn)上存儲(chǔ)數(shù)字供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)瑰齐、分發(fā)弟茸、制造和現(xiàn)場管理等每個(gè)階段的信息（例如設(shè)計(jì)文件）來進(jìn)行工作。節(jié)點(diǎn)可以是連接到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的任何電子設(shè)備仔醒，它自動(dòng)下載和儲(chǔ)存區(qū)塊鏈的副本版叁。數(shù)據(jù)塊內(nèi)的所有事務(wù)（例如文件從一個(gè)實(shí)體到另外一個(gè)實(shí)體的傳輸或?qū)υO(shè)計(jì)文件的修改）都與前一個(gè)塊一起進(jìn)行哈希（或給定一個(gè)唯一的數(shù)字指紋），以形成當(dāng)前塊序评。因此敲侧，任何數(shù)據(jù)修改都將產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)字指紋，而且由于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是由共識(shí)管理的辽廊，因此任何交易的真實(shí)性都可能被視為評判真假的條件僻匿。

雖然區(qū)塊鏈技術(shù)有許多不同的形式和不同的應(yīng)用，但所有基于區(qū)塊鏈的系統(tǒng)基本概念是相似的酿傍。盡管區(qū)塊鏈沒有直接保持其傳輸數(shù)據(jù)的安全性烙懦，但是它能夠確保顯示制定的文件何時(shí)被篡改以及何時(shí)文件被損壞。

因此赤炒，如果一個(gè)增材制造供應(yīng)鏈的事務(wù)節(jié)點(diǎn)級(jí)別實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊鏈氯析，那么它將確保所有資產(chǎn)都是可跟蹤的，同時(shí)它們的來源都是透明的莺褒，用戶可以看到部件的完整生命周期掩缓。沒有區(qū)塊鏈，安全性僅僅依賴于加密遵岩，而且無法真正確定數(shù)字文件是否已被損壞拾因。如果文件已被損壞或修改，區(qū)塊鏈可以通過公開來授予其應(yīng)有的真實(shí)性旷余。

然而绢记，為了有效，在增材制造數(shù)字供應(yīng)鏈的每個(gè)階段正卧，是否確保供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的安全是至關(guān)重要的蠢熄。從設(shè)計(jì)階段開始，零件的最終設(shè)計(jì)和所有相關(guān)的工程數(shù)據(jù)都需要被認(rèn)為是需要保護(hù)的高價(jià)值資產(chǎn)茅早。保護(hù)供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)可能需要文件加密敞冤、數(shù)字許可證和智能契約、數(shù)字引用以及區(qū)塊鏈的應(yīng)用肘论。

通過加密設(shè)計(jì)文件崭甩，部件設(shè)計(jì)人員確保只有經(jīng)過授權(quán)的用戶才能訪問其所包含的信息抵思。這樣做能夠監(jiān)管對設(shè)計(jì)文件的訪問，直到它被制定的AM機(jī)器解密為止有愚。職能合同作為一種許可機(jī)制焙句，允許知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有者定義誰可以訪問這些數(shù)據(jù)，訪問的時(shí)間是多長以及這些數(shù)據(jù)將如何以及在哪里用于制造零件叔抡。

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)模型中港摘，創(chuàng)建設(shè)計(jì)文件的企業(yè)還將處理生產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)。然而躬源，在AM供應(yīng)鏈中脖嗽，情況已不再如此。部件設(shè)計(jì)人員通過電子郵件拆座、脫機(jī)系統(tǒng)或從一個(gè)系統(tǒng)到另外一個(gè)系統(tǒng)的直接訪問（取決于所需安全措施的級(jí)別）將加密的設(shè)計(jì)文件（以及附帶的數(shù)字許可證）傳輸給下游企業(yè)主巍，這些企業(yè)同樣是供應(yīng)鏈的一部分。

考慮到這些措施都可能受到損害挪凑，在這使用智能契約的區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘钟斜匾拿呵荨＿@樣做允許區(qū)塊鏈?zhǔn)聞?wù)對數(shù)字分發(fā)許可證進(jìn)行身份驗(yàn)證、傳輸和記錄岖赋。它還允許區(qū)塊鏈中所有成員參與并證實(shí)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的來源檬果，同時(shí)執(zhí)行smart契約設(shè)置的分發(fā)和資產(chǎn)管理規(guī)則。

工程師還可以運(yùn)用區(qū)塊鏈將業(yè)務(wù)和生產(chǎn)規(guī)則應(yīng)用于加密的設(shè)計(jì)文件唐断，這些文件將制定允許執(zhí)行設(shè)計(jì)的機(jī)器的制造和模型选脊，允許構(gòu)建材料類型以及各種其他構(gòu)建參數(shù)。制造商只要在滿足這些規(guī)范之后才能解密設(shè)計(jì)文件脸甘。此外生產(chǎn)規(guī)則還將控制每個(gè)制造商獲準(zhǔn)打印的數(shù)量恳啥。這確保質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)能夠得到滿足，并防止在授權(quán)設(shè)備上制造假冒產(chǎn)品丹诀。同時(shí)區(qū)塊鏈分類賬將跟蹤和儲(chǔ)存與部件設(shè)計(jì)的生命周期相關(guān)的所有時(shí)間钝的，這樣就可以驗(yàn)證每個(gè)部件的出處，并可以跟蹤最終產(chǎn)品中檢測的任何錯(cuò)誤铆遭。

最后港揉，當(dāng)一個(gè)實(shí)體部件被制造出來時(shí)，它應(yīng)該被標(biāo)記在數(shù)字參考并記錄在區(qū)塊鏈分類賬中哮霹。例如宰孙，部件可以用化學(xué)跟蹤器、射頻識(shí)別標(biāo)簽或序列號(hào)進(jìn)行編碼墅轩，然后這些序列號(hào)可以與儲(chǔ)存的數(shù)字分類賬中的信息相匹配坚哲。這樣做在數(shù)字和物理線程之間提供了一個(gè)連接「睹粒可以使用該連接跟蹤任何部件的制造商御欢、創(chuàng)建該部件的機(jī)器找肤、創(chuàng)建該部件的條件以及原始設(shè)計(jì)創(chuàng)建者。區(qū)塊鏈分類賬還可以用于性能建模升碱、故障模擬和特定部件的整體性能的改進(jìn)踩林。

一個(gè)優(yōu)雅的解決方案

隨著越來越多的行業(yè)認(rèn)識(shí)到增材制造的好處，企業(yè)認(rèn)識(shí)到AM的產(chǎn)品只有在創(chuàng)建他們的數(shù)字文件和打印機(jī)的完整性方面才是可行的拄讨，這一點(diǎn)將變得十分重要。顯然蹦漠，用區(qū)塊鏈技術(shù)確保數(shù)字供應(yīng)鏈安全是至關(guān)重要的椭员。區(qū)塊鏈可以對沖知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）盜竊造成的收入損失。

在政府和軍用領(lǐng)域中的制造商來說笛园，區(qū)塊鏈的優(yōu)勢甚至超出了防止知識(shí)產(chǎn)權(quán)盜竊隘击，因?yàn)榧倜安考赡芡{到國家安全。美國國防部（DoD）在其2017年國防工業(yè)能力年度報(bào)告中將供應(yīng)鏈完整性和假冒零部件列為電子行業(yè)最關(guān)注的兩大問題研铆。

根據(jù)美國國防部的報(bào)告顯示埋同，假冒零部件進(jìn)入到供應(yīng)鏈的一個(gè)關(guān)鍵因素就是技術(shù)陳舊，設(shè)備不再由OEM生產(chǎn)棵红，必須從第三方購買凶赁。根據(jù)國防部的報(bào)告，這個(gè)問題在被發(fā)現(xiàn)的時(shí)候逆甜，有50%-80%的可疑偽造部件是由過時(shí)的設(shè)備制造的虱肄。

增材制造在國防領(lǐng)域的優(yōu)勢之一是，它允許供應(yīng)商儲(chǔ)存OEM已經(jīng)停止生產(chǎn)的替換部件的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)交煞，并在現(xiàn)場進(jìn)行生產(chǎn)咏窿。同時(shí)區(qū)款連可以驗(yàn)證供應(yīng)商是否使用了正確的設(shè)計(jì)文件。

基于這些原因熬鸟，美國國防部對區(qū)塊鏈在增材制造供應(yīng)鏈領(lǐng)域上的應(yīng)用潛力十分重視虫喝。“區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)優(yōu)雅的解決方案”美國海軍技術(shù)和創(chuàng)新主任Steven Dobesh指揮官在J4參謀長聯(lián)席會(huì)議上說到“這將解決增材制造的數(shù)字線程的安全問題秸铣，我認(rèn)為這是對可溯性和來源這一重要問題的最佳解決方案俊揣。”“當(dāng)我們從打印機(jī)上取下一個(gè)部件時(shí)朱泞，我們必須具有與當(dāng)前從貨架上取下一個(gè)物理部件時(shí)具有同樣的信心云拔。區(qū)塊鏈將幫助我們通過一個(gè)只追加的不可變的交易分類賬來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)〉啵”

任何新的技術(shù)都可能對文化足曹、思維和供應(yīng)鏈帶來創(chuàng)新。與區(qū)塊鏈技術(shù)配套的增材制造正是這種顛覆杀佑。雖然這些都還需要通過確定通過支持區(qū)塊鏈的安全解決方案來保護(hù)和驗(yàn)證數(shù)據(jù)并最終改進(jìn)數(shù)字供應(yīng)鏈的最佳實(shí)踐江刚。但區(qū)塊鏈技術(shù)無疑掌握了減少假冒朋凰、數(shù)據(jù)完整性、遵從性權(quán)利和反饋監(jiān)視的關(guān)鍵驴荡。

最終情组，將區(qū)塊鏈納入制造周期，通過加快上市時(shí)間和減少物理儲(chǔ)存需要來加快生產(chǎn)箩祥。這將使增材制造充分發(fā)揮其潛力院崇。

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