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区块链或许是打开3D打印进入大规模产业化空间的密码匙

发布时间:2018-03-16 08:50:50

       增材制造的数字属性决定了这种制造方式容易被分享和转移,这使得区块链与增材制造的结合有着某种契合的属性,然而增材制造的数字属性也带来了很多头疼的因素,包括设计IP的保护、制造中质量的可追溯性等等。德勤在<3Dopportunityforblockchain>中提到增材制造数字线程DTAM(digitalthreadforadditivemanufacturing)的概念,并指出数字线程没有被大量引入到增材制造中,所以限制了增材制造进入产业化生产阶段。    

        德勤在报告中指出,区块链有潜力为增材制造提供关键技术和安全屏障。  

       “TheblockchainforadditivemanufacturinghasthepotentialtoserveasabackboneandsecuritylayerfortheDTAM.”  

        3D打印迈向产业化的过程中遇到了一系列的难题,其中包括:通过信息管理系统来管理增材制造数据流;工艺可重复性、零件到零件的可重复性;成熟的认证和质量检测方法。增材制造数字线程包括设计信息、材料、工艺、加工以及测试信息。根据数字线程所记录的信息,科学家们希翼利用这些大数据来建立相关的数学模型,以或许有效的相关性分析,从而提高对零件质量和加工稳定性的控制。  

        德勤所提到的区块链在其中扮演了重要的作用。区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。  

        很多人知道区块链是因为这是比特币的底层技术,像一个数据库账本,记载所有的交易记录。这项技术也因其安全、便捷的特性逐渐得到了银行与金融业的关注。  

       美国国家标准与技术研究所(NIST)与田纳西理工大学(TTU)提出了从A1到A6的数据线程:  

       A1:设计:在这个过程中,根据设想和零件所需要实现的性能要求,从而获得了几何模型的建模结果,这个结果运用了多种设计技巧,包括拓扑优化,内部晶格点阵结构,以及预留了组装和加工余量等等。  

       A2:计划过程-独立于设备:这个过程决定了零件的构建方向,支撑结构等。这些计划需要考虑所需要达到的零件表面质量,材料性能,构建实践以及是否需要支撑结构等。在这个过程中,同样的运用到了新的技术,包括拓扑优化的支撑结构等。      

       A3:计划过程-与设备相关:这个过程考虑各种加工策略,包括切片、能量输入、扫描速度、扫描路径等等。由于很多要实现的结果之间是此消彼长的,例如质量(表面粗糙度)与加工速度通常是个矛盾体(考虑到加工时间和加工成本),这其中的加工策略对加工结果达到最优化起到了关键的作用,并且与所使用的设备息息相关。  

      A4:零件构建:在通过激光或其他能量源层层加工金属粉末的过程中,可以通过熔池监测手段来获取加工中的状态数据,从而为实现微观晶体层面上的控制,并检测到缺陷的发生,从而与其他的数据建立相关性分析,以提高避免缺陷发生的能力。      

       A5:零件的后处理:这个过程是为了使得零件达到所需要的性能结果,包括去支撑,通过热处理技术来提升零件的性能(去火、热等静压-HIP,精加工-机加工以及表面纹理处理技术-喷丸与磨削)  

        A6:零件质量:这个过程包括多种检测手段,包括机械检测与无损探伤(NDE)技术,在这个过程中,所有的数据被记录下来以与前面过程中所记录下来的数据建立相关性研究,提高零件的可靠性和一致性。  

        具有去中心化、无须中心信任、不可篡改和加密安全特点的区块链技术可以使得A1到A6的数据线程具备高度的安全性。而区块链将在部分新兴行业内开始出现颠覆现象,例如众筹、共享经济、电动汽车、分布式光伏、储能等,在这个阶段内,大批应用型区块链独角兽将出现,而增材制造的发展与区块链将密不可分。  

        根据搜狐网的一篇《区块链如何改变3D打印行业现有痛点》,文中指出随着区块链技术的成熟,完全可以应用到3D打印领域中。基于区块链分布式区块的特点,可快速实现点对点之间的信息交互、资源共享。使3D打印厂家实现按需生产、即时生产、就近生产,最大程度的减少各项成本。有效避免因中间环节增加的成本转移到最终产品上,使消费者无法认可最终产物的售价而放弃产品。    

       文中指出,区块链结合3D打印技术,将会给未来增材制造业带来决定性的改变。  

        区块链技术特点1:智能合约订单,供方根据订单验证结果进入产品设计、生产、物流等环节,最终供方完成订单并且符合智能合约规定的内容,则需求方的资金会自动付款给供方,能有效避免了因单方面违约造成的产品无法交付等情况。  

   区块链技术特点2:产品标识溯源,利用零部件的唯一标识对该产品的全生命周期进行溯源追查。一方面,终端用户可避免买到假冒伪劣商品,保护自身利益;另一方面,保护了品牌商的利益,也维护了产品设计者的版权,有效打击了市场上的假冒伪劣商品。  

   区块链技术特点3:智能支付机制,交易双方直接进行点对点的交易,避免了高昂的手续费、繁琐的中心化支付问题,提高交易效率。在供应链信息透明化后,企业的采购成本和库存成本就可随之降低,财账审计也更加简洁。      

   区块链技术特点4:数据信息资产,基于区块链技术通过加密算法,有效保护供应链各企业的数据信息。经供需双方同意后,合格产品可作为行业内成功案例选择性分享。  

   而根据德勤的研究报告,区块链与增材制造结合的几大契合点包括:分布式自动化组织特点,接近实时(nearrealtime),防数字侵权,不可磨灭和可追溯性。    

   那么,今天的3D打印企业,在面向将3D打印用于产业化的生产应用的时候,数字线程和区块链将是必备功课。一个行业共识是区块链技术的发展使得平台企业的角色慢慢从生产资料的管理者、生产过程的组织者,生产产品的分销者,以及生产收益的分配者,退到了价值网络的后面。企业角色变成定义价值,设计协议的机构,但是又获得超额的收益,这个收益在于价值网络的定义权。