【解析】區(qū)塊鏈技術在增材制造中的應用研究

2016年12月，經濟合作與發(fā)展組織（OECD）發(fā)布的《2016年科學、技術與創(chuàng)新展望報告》，其中將“增材制造”與“區(qū)塊鏈”列入未來十大科技趨勢。兩種技術分別屬于先進制造和信息技術領域，如何將區(qū)塊鏈應用到增材制造中，加快區(qū)塊鏈與先進制造業(yè)的融合，本文將探討這一問題。

增材制造是以數字模型為基礎，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術，體現(xiàn)了信息網絡技術與先進材料技術、數字制造技術的密切結合，是先進制造業(yè)的重要組成部分。我國高度重視增材制造產業(yè)，將其列為“中國制造2025”的發(fā)展重點方向。在系列規(guī)劃政策的引導和推動下，增材制造產業(yè)快速發(fā)展，技術和產品取得一系列進步，生態(tài)體系逐步完善。但是，發(fā)展中也面臨一系列問題，例如產業(yè)規(guī)�；�程度低、行業(yè)標準體系不健全、協(xié)同推進機制尚需完善。從產業(yè)生態(tài)角度看，服務于上游的材料商、零件商、輔助設備生產商、軟件商，到中游的增材制造設備商，以及下游的增材制造工廠、應用服務商、集成商等產業(yè)相關方，信息技術在協(xié)同設計、數據安全、產權保護、制造控制等領域都有著廣闊的應用空間。  

區(qū)塊鏈應用在增材制造中的應用業(yè)務分析
區(qū)塊鏈（blockchain）作為一種新興的信息技術，可以看作是一種在對等網絡下的分布式數據庫技術。在增材制造領域，區(qū)塊鏈技術可以在身份認證、數字資產管理、版權交易與支付、供應鏈管理、數據安全、行業(yè)監(jiān)管等方面提供信息服務（見圖1）。

在數據協(xié)同共享方面，可以通過區(qū)塊鏈技術對3D設計文件進行加密處理，同時在共識機制下，保證數據的協(xié)同性和安全性。例如2017年美國海軍已經在增材制造中應用區(qū)塊鏈技術，保證制造過程的協(xié)同，實現(xiàn)增材制造過程中（從設計、原型、試驗、生產到最終處理）數據的安全。
另外，在一些需要對設計文件進行受控管理的特殊領域，例如，3D搶支、航空件、軍事設備、嵌入式醫(yī)療設備等特殊產品的制造過程中，對于相關設計資質、數據版權、產品許可等要求較為嚴格。區(qū)塊鏈技術具有防偽造、防篡改、高可靠性、隱私保護等特征，可以幫助增材制造的數據交易實現(xiàn)受控監(jiān)管。

在產業(yè)鏈協(xié)同方面，在現(xiàn)有的增材供應體系中，相關方之間存在數據和信息協(xié)同問題，一旦出現(xiàn)糾紛，追責和處理的成本高，難度大。應用區(qū)塊鏈技術，可以建立一個透明、可追溯、安全的分布式架構，可以實時查看在整個供應體系中從設計到打印的全鏈條業(yè)務，從而提高供應鏈管理的效率。當發(fā)生糾紛時，舉證和追查也變得更加清晰和容易。

在增材制造的生產智能化方面，設備與設備的交互、設備與軟件的交互、數據與設備的交互，都需要身份認證和業(yè)務協(xié)同。區(qū)塊鏈可以應用在設備的可配置和受控、軟件的柔性組態(tài)、人機交互等方面。利用區(qū)塊鏈技術完成相關資產的身份認證，以及對數字資產的受控操作，實現(xiàn)整個業(yè)務流程的自動化交易、自動化審計監(jiān)管。

區(qū)塊鏈應用在增材制造中的應用行業(yè)分析
區(qū)塊鏈在航空航天、軍事裝備、醫(yī)療、打印服務等行業(yè)的增材制造中都有著廣闊的應用前景（見圖2）。在航空航天領域，可以結合區(qū)塊鏈提升設計管理、協(xié)同共享、供應鏈協(xié)同、數據追溯等方面的能力，提高設計數據的一致性和可靠性，縮短研制周期。在軍事領域，可以通過區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)安全受控地下載打印數據，使得可以在戰(zhàn)場中實時打印武器。在醫(yī)療領域，區(qū)塊鏈技術可以應用在相關的醫(yī)療模型、手術導板、金屬植入物等醫(yī)療產品的行業(yè)許可和準入等方面。在打印服務領域，可以通過基于區(qū)塊鏈技術的產權保護，實現(xiàn)數字版權交易、版稅自動支付，構建可信、安全的知識產權交易平臺。

來源：中國區(qū)塊鏈技術和產業(yè)發(fā)展論壇