虚拟库存和 3D 打印：安全需求

增材制造正在推动向分布式数字制造的转变。从数字文件生产零件的能力为敏捷制造开辟了新的令人兴奋的机会，从虚拟库存到按需本地化生产。

AM 推动的敏捷、精益制造方法具有吸引力，这是可以理解的。在传统制造中，存储和维护备件和更换零件的实物库存可能非常昂贵。这也可能是不切实际的 - 例如，对于停产或已经过时的零件，公司剩余的库存无法再使用。

例如，一家汽车公司将拥有种类繁多的车型，可能需要数千个备件和更换零件。在这种情况下管理完整的实物库存会导致高成本和复杂的物流计划。

增材制造或 3D 打印通过使公司能够维护虚拟库存，即在数字库存中保存数字资产，从而在需要时按需生产零件，提供了理想的数字解决方案。

在理想的世界中，虚拟库存将使制造商能够将数字文件发送到他们在世界任何地方的生产设施，以进行按需生产，从而降低成本并节省大量资源。

因此，增材制造的潜力不仅在于它能够创造新的、复杂的几何形状和加速产品开发。该技术还可以破坏生产流程和供应链管理。数字库存的创建提供了一种灵活的方法，使公司能够降低库存成本并确保在更短的时间内交付零件。

安全问题

然而，与许多事情一样，情况并非如此明确。虽然虚拟库存提供了明显且令人信服的好处，但向数字制造的转变也引发了对安全和知识产权保护的主要担忧。

根据 EEF 进行的网络安全调查，虽然 91% 的制造商正在投资数字技术，但超过三分之一 (35%) 认为安全风险正在阻止他们充分这样做。

对包括 3D 打印在内的数字技术安全性的担忧是有充分根据的。数字文件包含与产品规格和零件生产方式相关的数据。未经授权访问此类数据可能对企业产生严重影响，例如数据被盗或篡改，对公司知识产权的完整性构成关键威胁。

在传统制造业中，一件物品的失窃通常不会转化为可观的收入损失。对于增材制造，后果可能要严重得多。一旦设计文件遭到破坏，未经授权的人就可以访问零件的专有设计特征，只要他们拥有合适的设备，就可以根据需要随时复制对象的蓝图。

此外，未经授权的第三方生产假冒产品的能力不仅会带来利润损失的风险，而且有可能以公司的品牌名称生产劣质产品，从而损害公司的品牌完整性。

不仅数字文件容易出现安全漏洞——3D 打印机也可能面临被篡改的风险。例如，当连接到 Internet 时，不安全的 3D 打印机很容易受到黑客远程访问机器的攻击，并将缺陷引入运行打印机的软件代码中。这可能会导致打印过程中断，甚至损坏机器本身。

好消息

由于分布式制造模型需要数据交换，理论上任何有权访问 3D 文件数据的人都可以制造相关零件或产品。因此，公司必须确保正确的安全系统到位，以确保所有数据得到适当使用，并且未经授权的用户无法访问。随着越来越多的公司开始采用增材制造进行生产，保护增材制造工作流程的需求可能比以往任何时候都更加重要。好消息是，许多公司和研究机构一直在研究在增材制造工作流程的每个阶段确保增材制造所需的技术。

文件加密

在设计阶段，加密设计文件是一种确保只有授权用户才能访问所附数据的做法。通常，加密涉及为每个设计文件创建一个加密的数字容器，以便在 AM 机器解密之前无法访问设计。

LEO 巷 是一家提供基于云的安全解决方案的公司。当在各方之间传输时，它的“限量版对象”（LEO）文件取代了完整的数字文件。 LEO 包括 STL 格式 (LSTL) 的一种修改形式，它可以控制设计的生成方式。 IP 所有者可以将指令构建到 LSTL 文件中，指定要打印的机器类型、材料类型和允许的打印数量 - 从而确保制造商不会多次打印该项目想。

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验证真实性

其他公司已经开发出方法来确保 3D 打印部件的真实性。

美国InfraTrac 已开发出一种基于光的防伪技术，可帮助验证基于聚合物的产品。该技术为 AM 聚合物注入了化学“标签”，而不会改变材料的化学成分。独特的化学标签在聚合物部件生产时被打印在其次表面层上，然后可以用手持式光谱仪检测，使操作员能够识别部件是真品还是赝品。

纽约大学研究人员最近提出的另一种解决方案是使用二维码来防止 3D 打印中的伪造和知识产权盗窃。该系统指示 3D 打印机在打印组件时在组件的各个层中包含数百个微小元素。打印完成后，完成的部分包含一个三维“二维码云”，可以通过微型 CT 扫描仪检测到以确认真实性。这种方法已经在热塑性塑料、光聚合物和金属合金上进行了试验，据报道不会损害零件的结构完整性。

然而，这种方法的缺点是需要找到正确的角度和方向才能正确读取代码。这会使识别过程显着复杂化。

区块链

虽然在加密货币和金融科技领域广为人知，但区块链用于增材制造的可能性仍在探索中。区块链可以松散地定义为数字分类账，它使网络的所有成员能够以去中心化的方式处理交易（例如访问和交换数据），不受篡改。

对于增材制造，区块链可以通过支持许可协议来帮助保护知识产权。例如，假设一家公司授权承包商在区块链内 3D 打印一定数量的零件。智能合约——存储在区块链中的计算机程序——在区块链中发布许可信息，并仅授权该承包商根据许可限制生产一组零件（例如某台机器和多个零件）。然后承包商的打印机在打印前验证许可证并接收加密的设计文件，然后由 3D 打印机解密。

从许可证验证到文件解密的所有交易细节都被跟踪并记录在区块链中。由于区块链上发生的一切都是加密的，因此可以证明数据没有被更改，从而确保 AM 数据工作流的安全性、可追溯性和完整性。

用于增材制造的区块链解决方案才刚刚开始出现。例如，2018 年，国家制造科学中心 (NCMS) 与包括穆格公司和西门子在内的多家合作伙伴发起了一项计划，旨在将区块链技术应用于政府供应链的增材制造。

同年，GE 申请了一项专利，使用分布式账本来跟踪和验证其供应链中的 3D 打印部件。 GE 相信，通过使用区块链技术，他们可以确保不会出售假冒零件。该系统将为 GE 的所有增材制造零件提供历史数据记录，使它们可以从设计到生产进行追溯，并验证所使用的材料、机器和工艺。

制造商必须保持积极主动

增材制造使公司能够增强其运营并转变其供应链。但是，作为更大数字网络的一部分，AM 工作流程需要端到端的解决方案，以确保跨多个利益相关者的安全和 IP 保护。

公司需要保护连接从概念到生产的数据流的数字线程。

好消息是，有一些软件解决方案可以让组织避免这些风险，同时将对内部流程和工作流程的干扰降到最低。

对于希望确保增材制造业务安全的公司，最好研究市场上的软件解决方案。

除了提供必要的安全性外，这些解决方案还有望为 AM 工作流程带来更高的透明度和可扩展性，为通往智能分布式制造的未来开辟道路。

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