區(qū)塊鏈，或許是打開3D打印進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化空間的密碼匙
魔猴君 行業(yè)資訊 2410天前
增材制造的數(shù)字屬性決定了這種制造方式容易被分享和轉(zhuǎn)移，這使得區(qū)塊鏈與增材制造的結(jié)合有著某種契合的屬性，然而增材制造的數(shù)字屬性也帶來了很多頭疼的因素，包括設(shè)計IP的保護、制造中質(zhì)量的可追溯性等等。
德勤在<3D opportunity for blockchain>中提到增材制造數(shù)字線程DTAM（digital thread for additive manufacturing)的概念，并指出數(shù)字線程沒有被大量引入到增材制造中，所以限制了增材制造進入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段。
德勤在報告中指出，區(qū)塊鏈有潛力為增材制造提供關(guān)鍵技術(shù)和安全屏障。
“The blockchain for additive manufacturing has the potential to serve as a backbone and security layer for the DTAM.”
3D打印邁向產(chǎn)業(yè)化的過程中遇到了一系列的難題，其中包括：通過信息管理系統(tǒng)來管理增材制造數(shù)據(jù)流；工藝可重復(fù)性、零件到零件的可重復(fù)性；成熟的認證和質(zhì)量檢測方法。
增材制造數(shù)字線程包括設(shè)計信息、材料、工藝、加工以及測試信息。根據(jù)數(shù)字線程所記錄的信息，科學(xué)家們希望利用這些大數(shù)據(jù)來建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，以或許有效的相關(guān)性分析，從而提高對零件質(zhì)量和加工穩(wěn)定性的控制。
德勤所提到的區(qū)塊鏈在其中扮演了重要的作用。區(qū)塊鏈(Blockchain)是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)的新型應(yīng)用模式。所謂共識機制是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實現(xiàn)不同節(jié)點之間建立信任、獲取權(quán)益的數(shù)學(xué)算法。
很多人知道區(qū)塊鏈是因為這是比特幣的底層技術(shù)，像一個數(shù)據(jù)庫賬本，記載所有的交易記錄。這項技術(shù)也因其安全、便捷的特性逐漸得到了銀行與金融業(yè)的關(guān)注。
美國國家標準與技術(shù)研究所（NIST）與田納西理工大學(xué)（TTU）提出了從A1到A6的數(shù)據(jù)線程：
A1:設(shè)計：在這個過程中，根據(jù)設(shè)想和零件所需要實現(xiàn)的性能要求，從而獲得了幾何模型的建模結(jié)果，這個結(jié)果運用了多種設(shè)計技巧，包括拓撲優(yōu)化，內(nèi)部晶格點陣結(jié)構(gòu)，以及預(yù)留了組裝和加工余量等等。
A2：計劃過程-獨立于設(shè)備：這個過程決定了零件的構(gòu)建方向，支撐結(jié)構(gòu)等。這些計劃需要考慮所需要達到的零件表面質(zhì)量，材料性能，構(gòu)建實踐以及是否需要支撐結(jié)構(gòu)等。在這個過程中，同樣的運用到了新的技術(shù)，包括拓撲優(yōu)化的支撐結(jié)構(gòu)等。
A3:計劃過程-與設(shè)備相關(guān)：這個過程考慮各種加工策略，包括切片、能量輸入、掃描速度、掃描路徑等等。由于很多要實現(xiàn)的結(jié)果之間是此消彼長的，例如質(zhì)量（表面粗糙度）與加工速度通常是個矛盾體（考慮到加工時間和加工成本），這其中的加工策略對加工結(jié)果達到最優(yōu)化起到了關(guān)鍵的作用，并且與所使用的設(shè)備息息相關(guān)。
A4:零件構(gòu)建：在通過激光或其他能量源層層加工金屬粉末的過程中，可以通過熔池監(jiān)測手段來獲取加工中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，從而為實現(xiàn)微觀晶體層面上的控制，并檢測到缺陷的發(fā)生，從而與其他的數(shù)據(jù)建立相關(guān)性分析，以提高避免缺陷發(fā)生的能力。
A5:零件的后處理：這個過程是為了使得零件達到所需要的性能結(jié)果，包括去支撐，通過熱處理技術(shù)來提升零件的性能（去火、熱等靜壓-HIP，精加工-機加工以及表面紋理處理技術(shù)-噴丸與磨削）
A6：零件質(zhì)量：這個過程包括多種檢測手段，包括機械檢測與無損探傷(NDE)技術(shù)，在這個過程中，所有的數(shù)據(jù)被記錄下來以與前面過程中所記錄下來的數(shù)據(jù)建立相關(guān)性研究，提高零件的可靠性和一致性。
具有去中心化、無須中心信任、不可篡改和加密安全特點的區(qū)塊鏈技術(shù)可以使得A1到A6的數(shù)據(jù)線程具備高度的安全性。而區(qū)塊鏈將在部分新興行業(yè)內(nèi)開始出現(xiàn)顛覆現(xiàn)象，例如眾籌、共享經(jīng)濟、電動汽車、分布式光伏、儲能等，在這個階段內(nèi)，大批應(yīng)用型區(qū)塊鏈獨角獸將出現(xiàn)，而增材制造的發(fā)展與區(qū)塊鏈將密不可分。
根據(jù)搜狐網(wǎng)的一篇《區(qū)塊鏈如何改變3D打印行業(yè)現(xiàn)有痛點》，文中指出隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的成熟，完全可以應(yīng)用到3D打印領(lǐng)域中?；趨^(qū)塊鏈分布式區(qū)塊的特點，可快速實現(xiàn)點對點之間的信息交互、資源共享。使3D打印廠家實現(xiàn)按需生產(chǎn)、即時生產(chǎn)、就近生產(chǎn)，最大程度的減少各項成本。有效避免因中間環(huán)節(jié)增加的成本轉(zhuǎn)移到最終產(chǎn)品上，使消費者無法認可最終產(chǎn)物的售價而放棄產(chǎn)品。
文中指出，區(qū)塊鏈結(jié)合3D打印技術(shù)，將會給未來增材制造業(yè)帶來決定性的改變。
區(qū)塊鏈技術(shù)特點1：智能合約訂單，供方根據(jù)訂單驗證結(jié)果進入產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、物流等環(huán)節(jié)，最終供方完成訂單并且符合智能合約規(guī)定的內(nèi)容，則需求方的資金會自動付款給供方，能有效避免了因單方面違約造成的產(chǎn)品無法交付等情況。
區(qū)塊鏈技術(shù)特點2：產(chǎn)品標識溯源，利用零部件的唯一標識對該產(chǎn)品的全生命周期進行溯源追查。一方面，終端用戶可避免買到假冒偽劣商品，保護自身利益;另一方面，保護了品牌商的利益，也維護了產(chǎn)品設(shè)計者的版權(quán)，有效打擊了市場上的假冒偽劣商品。
區(qū)塊鏈技術(shù)特點3：智能支付機制，交易雙方直接進行點對點的交易，避免了高昂的手續(xù)費、繁瑣的中心化支付問題，提高交易效率。在供應(yīng)鏈信息透明化后，企業(yè)的采購成本和庫存成本就可隨之降低，財賬審計也更加簡潔。
區(qū)塊鏈技術(shù)特點4：數(shù)據(jù)信息資產(chǎn)，基于區(qū)塊鏈技術(shù)通過加密算法，有效保護供應(yīng)鏈各企業(yè)的數(shù)據(jù)信息。經(jīng)供需雙方同意后，合格產(chǎn)品可作為行業(yè)內(nèi)成功案例選擇性分享。
而根據(jù)德勤的研究報告，區(qū)塊鏈與增材制造結(jié)合的幾大契合點包括：分布式自動化組織特點，接近實時（near real time),防數(shù)字侵權(quán)，不可磨滅和可追溯性。
那么，在魔猴網(wǎng)看來，今天的3D打印企業(yè)，在面向?qū)?D打印用于產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)應(yīng)用的時候，數(shù)字線程和區(qū)塊鏈將是必備功課。一個行業(yè)共識是區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展使得平臺企業(yè)的角色慢慢從生產(chǎn)資料的管理者、生產(chǎn)過程的組織者，生產(chǎn)產(chǎn)品的分銷者，以及生產(chǎn)收益的分配者，退到了價值網(wǎng)絡(luò)的后面。企業(yè)角色變成定義價值，設(shè)計協(xié)議的機構(gòu)，但是又獲得超額的收益，這個收益在于價值網(wǎng)絡(luò)的定義權(quán)。
