Inventaire virtuel et impression 3D :le besoin de sécurité

La fabrication additive alimente la transition vers la fabrication numérique distribuée. La possibilité de produire des pièces à partir de fichiers numériques ouvre de nouvelles opportunités passionnantes pour la fabrication agile, des inventaires virtuels à la production localisée à la demande.

L'approche agile et au plus juste de fabrication facilitée par la FA est naturellement attrayante. Avec la fabrication traditionnelle, le stockage et le maintien des stocks physiques de pièces de rechange et de remplacement peuvent être incroyablement coûteux. Cela peut également être peu pratique - pour les pièces qui ne sont plus produites ou sont devenues obsolètes, par exemple, les entreprises se retrouvent avec des stocks qui ne peuvent plus être utilisés.

Une entreprise automobile, par exemple, disposera d'une vaste gamme de modèles de véhicules nécessitant potentiellement des milliers de pièces de rechange et de remplacement. La gestion d'un inventaire physique complet dans ce scénario est une recette pour des coûts élevés et une planification logistique complexe.

La fabrication additive, ou impression 3D, offre une solution numérique idéale en permettant aux entreprises de maintenir des inventaires virtuels, c'est-à-dire de conserver les actifs numériques dans un inventaire numérique, ce qui permet de produire des pièces à la demande, au point de besoin.

Dans un monde idéal, les inventaires virtuels permettront aux fabricants d'envoyer des fichiers numériques à leurs installations de production partout dans le monde pour une production à la demande, réduisant les coûts et économisant une quantité considérable de ressources.

Le potentiel de la fabrication additive ne réside donc pas seulement dans sa capacité à créer de nouvelles géométries complexes et à accélérer le développement de produits. La technologie peut également perturber les processus de production et la gestion de la chaîne d'approvisionnement. La création d'inventaires numériques offre une approche agile qui permet aux entreprises de réduire les coûts d'inventaire et de garantir que les pièces sont livrées dans un délai plus court.

Le problème de la sécurité

Comme pour beaucoup de choses, cependant, le cas n'est pas si clair. Alors que les inventaires virtuels offrent des avantages clairs et convaincants, le passage à la fabrication numérique soulève également des préoccupations majeures concernant la sécurité et la protection IP.

Selon une enquête sur la cybersécurité menée par EEF, alors que 91 % des fabricants investissent dans les technologies numériques, plus d'un tiers (35 %) pensent que les risques de sécurité les empêchent de le faire pleinement.

Les inquiétudes autour de la sécurité des technologies numériques, qui englobent l'impression 3D, sont fondées. Les fichiers numériques contiennent des données relatives aux spécifications du produit et à la manière dont une pièce doit être produite. L'accès non autorisé à ces données peut avoir de graves conséquences pour les entreprises, telles que le vol ou la falsification de données, constituant une menace majeure pour l'intégrité de la propriété intellectuelle d'une entreprise.

Avec la fabrication traditionnelle, le vol d'un article ne se traduira généralement pas par une perte de revenus considérable. Avec la fabrication additive, les conséquences pourraient être bien plus graves. Une fois qu'un fichier de conception est compromis, une personne non autorisée peut avoir accès aux caractéristiques de conception exclusives d'une pièce, ce qui lui permet de reproduire un objet aussi souvent qu'elle le souhaite, à condition de disposer du bon équipement.

De plus, la possibilité pour des tiers non autorisés de produire des produits contrefaits pose non seulement un risque de perte de profit, mais également la possibilité que des produits de qualité inférieure soient fabriqués sous la marque d'une entreprise, compromettant l'intégrité de la marque d'une entreprise.

Et ce ne sont pas seulement les fichiers numériques qui sont sujets à des failles de sécurité – les imprimantes 3D pourraient également être falsifiées. Par exemple, lorsqu'elle est connectée à Internet, une imprimante 3D non sécurisée peut être vulnérable aux pirates informatiques qui accèdent à la machine à distance et introduisent des failles dans le code logiciel qui exécute l'imprimante. Cela peut potentiellement perturber le processus d'impression ou même endommager la machine elle-même.

La bonne nouvelle

Étant donné que le modèle de fabrication distribuée nécessite l'échange de données, théoriquement, toute personne ayant accès aux données du fichier 3D pourrait fabriquer la pièce ou le produit en question. Les entreprises doivent donc s'assurer que les bons systèmes de sécurité sont en place pour garantir que toutes les données sont utilisées de manière appropriée et que les utilisateurs non autorisés n'y ont pas accès. Alors que de plus en plus d'entreprises commencent à adopter la fabrication additive pour la production, la nécessité de protéger les flux de travail de FA est peut-être plus importante que jamais. La bonne nouvelle est qu'un certain nombre d'entreprises et d'instituts de recherche ont travaillé sur les technologies nécessaires pour sécuriser la fabrication additive à chaque étape du flux de travail de fabrication additive.

Cryptage de fichiers

Au stade de la conception, le cryptage des fichiers de conception est une pratique qui garantit que seuls les utilisateurs autorisés ont accès aux données jointes. En règle générale, le chiffrement implique la création d'un conteneur numérique chiffré pour chaque fichier de conception, de sorte que les conceptions ne soient pas accessibles tant qu'elles ne sont pas déchiffrées par une machine AM.

Rue LEO est une entreprise qui fournit des solutions de sécurité basées sur le cloud. Ses fichiers « objets en édition limitée » (LEO) remplacent le fichier numérique complet lors du transfert entre les parties. Le LEO comprend une forme modifiée du format STL (LSTL) qui peut contrôler la manière dont un dessin est produit. Un propriétaire de propriété intellectuelle peut créer des instructions dans un fichier LSTL, en spécifiant le type de machine sur laquelle il doit être imprimé, le type de matériaux et le nombre d'impressions autorisé, garantissant ainsi que le fabricant n'imprimera pas l'article autant de fois qu'il le souhaite. vouloir.

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Vérification de l'authenticité

D'autres entreprises ont développé des méthodes pour garantir l'authenticité des pièces imprimées en 3D.

InfraTrac basé aux États-Unis a développé une technologie anti-contrefaçon basée sur la lumière qui aide à authentifier les produits à base de polymère. La technologie imprègne les polymères AM d'une « étiquette » chimique sans altérer la composition chimique du matériau. L'étiquette chimique unique est imprimée sur les couches inférieures d'une pièce en polymère au fur et à mesure de sa production, puis peut être détectée avec un spectromètre portable, permettant à un opérateur d'identifier si une pièce est authentique ou contrefaite.

Une autre solution récemment proposée par des chercheurs de l'Université de New York utilise des codes QR pour empêcher la contrefaçon et le vol de propriété intellectuelle dans l'impression 3D. Le système demande aux imprimantes 3D d'inclure des centaines de minuscules éléments dans différentes couches d'un composant au fur et à mesure de son impression. Une fois imprimée, la pièce terminée contient un « QR Cloud » tridimensionnel qui peut être détecté par un scanner micro-CT pour confirmer l'authenticité. Cette méthode a été testée sur des thermoplastiques, des photopolymères et des alliages métalliques, et ne compromettrait apparemment pas l'intégrité structurelle d'une pièce.

L'inconvénient de cette approche, cependant, est qu'il est nécessaire de trouver le bon angle et la bonne orientation pour pouvoir lire le code correctement. Cela peut compliquer considérablement le processus d'identification.

Blockchain

Bien que bien connues dans le monde des crypto-monnaies et des FinTech, les possibilités de la Blockchain pour la fabrication additive sont toujours à l'étude. La blockchain peut être vaguement définie comme un grand livre numérique qui permet à tous les membres d'un réseau de traiter les transactions (par exemple, l'accès et l'échange de données) de manière décentralisée, sans falsification.

Pour la fabrication additive, la blockchain pourrait aider à protéger la propriété intellectuelle en soutenant les accords de licence. Par exemple, supposons qu'une entreprise autorise un entrepreneur à imprimer en 3D un certain nombre de pièces au sein de la blockchain. Un contrat intelligent - un programme informatique stocké dans une blockchain - délivre les informations de licence dans la blockchain et autorise uniquement cet entrepreneur à produire un ensemble de pièces conformément aux restrictions de licence (par exemple, une certaine machine et un certain nombre de pièces). L'imprimeur de l'entrepreneur vérifie ensuite la licence avant l'impression et reçoit un fichier de conception crypté, qui est ensuite décrypté par une imprimante 3D.

Tous les détails de la transaction, de la vérification de la licence au décryptage du fichier, sont suivis et enregistrés dans la blockchain. Et puisque tout ce qui se passe sur la blockchain est crypté, il est possible de prouver que les données n'ont pas été altérées, assurant ainsi la sécurité, la traçabilité et l'intégrité du workflow des données AM.

Les solutions blockchain pour la fabrication additive commencent seulement à émerger. En 2018, par exemple, le National Center for Manufacturing Sciences (NCMS) a lancé une initiative avec un certain nombre de partenaires, dont Moog Inc et Siemens, pour adapter la technologie blockchain à la fabrication additive pour les chaînes d'approvisionnement gouvernementales.

La même année, GE a déposé un brevet pour utiliser un registre distribué pour tracer et valider des pièces imprimées en 3D dans sa chaîne d'approvisionnement. GE pense qu'en utilisant la technologie blockchain, ils peuvent garantir que les pièces contrefaites ne sont pas vendues. Le système donnerait à toutes les pièces fabriquées de manière additive de GE un enregistrement de données historiques, leur permettant d'être tracées de la conception à la production, ainsi que de certifier les matériaux, les machines et les processus utilisés.

Les fabricants doivent rester proactifs

La fabrication additive permet aux entreprises d'améliorer leurs opérations et de transformer leurs chaînes d'approvisionnement. Cependant, le flux de travail AM, faisant partie d'un réseau numérique plus vaste, nécessitera une solution de bout en bout pour assurer la sécurité et la protection IP entre plusieurs parties prenantes.

Les entreprises devront sécuriser le fil numérique qui relie le flux de données de la conception à la production.

La bonne nouvelle est qu'il existe des solutions logicielles qui permettront aux organisations d'éviter ces risques avec une interruption minimale des processus et des flux de travail internes.

Pour les entreprises qui cherchent à sécuriser leurs opérations de fabrication additive, la recherche de solutions logicielles sur le marché est bien conseillée.

En plus de fournir la sécurité nécessaire, ces solutions promettent également d'apporter une plus grande transparence et une plus grande évolutivité dans les flux de travail de FA, ouvrant la voie à un avenir de fabrication intelligente et distribuée.

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