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

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(biāo)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,。基于區(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(biāo)識溯源，利用零部件的唯一標(biāo)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，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)。

參考資料：
- 3D opportunity for blockchain – additive manufacturing links the digital thread / by Deloitte
-《區(qū)塊鏈如何改變3D打印行業(yè)現(xiàn)有痛點》 / 搜狐網(wǎng)

來源：3D科學(xué)谷