蘭德公司發布報告分析 增材制造發展趨勢、破壞性威脅及應多舉措
時間：2018-05-22 09:33 來源：蘭德公司網站 作者：中國3D打印網 閱讀：次
5月9日，蘭德公司發布《2040年增材制造：強大的使能技術與破壞性威脅》報告，分析了增材制造（AM）技術對2040年環境安全的重要影響。報告指出，在AM技術成熟發展并與人工智能（AI）技術進行整合后，AM可能會降低雇傭率、改變發達國家和發展中國家的力量平衡并重塑全球貿易。AM在對社會經濟帶來挑戰的同時，也會造成新型安全威脅。
1未來發展趨勢
目前，AM已應用于傳統行業，改變了部分生產慣例并形成了新的業務模式。全球范圍內的許多國家和地區包括美國、德國、中國、印度、南非 與伊朗等已經采用AM技術。
①同時打印多種材料。未來，新型打印機能夠同時打印多種材料，實現各種復雜、復合材料物體的快速打印。科學家還將進一步研究人體組織器官的打印。
②自我復制能力。相關機構已研制出能自我復制幾乎全部部件的打印機。目前，雖然并非所有的零件都能通過AM生產，但是在電子部件和發動機的國產化方面已經取得顯著進步。自我復制能力將極大增強AM的可用性，擴展其打印的產品種類，不僅可在叢林中打印用于救命的醫療設備，還能打印出不受國家或其他監管機構監控的武器。
③打印大型物體及縮放打印能力。AM機器或將打印其自身部件的縮小版本，從而可使更小型打印機具有更精確地打印能力，打印分辨率可達0.01毫米。
④材料本地化生產趨勢。研究人員正在研究如何利用當地原料或可循環使用的原料來大幅降低打印成本。隨著越來越多的物體可利用本地采辦的材料進行制造，未來的打印模式對當前供應鏈的依賴程度會更低。
⑤對各個行業的影響程度。雖然最近幾年AM在各個領域的應用已經明顯擴大，但是各行業受影響的程度不完全相同，其中傳統制造/汽車/材料行業、健康醫療、運輸業以及航空航天等領域受到的影響較大。
2未來安全威脅
①極大地增加物理攻擊威脅。隨著武器打印的門檻降低，物理攻擊威脅將極大增長。
②可能遭受廣泛的網絡攻擊。2017年發生的小規模、非國家行為體網絡攻擊行動是典型的非動能事件。通過訪問打印機，黑客能夠復制自主研制干擾技術并破壞監視活動，從而進一步加劇網絡破壞威脅。如果黑客通過入侵打印機和破壞數字設計給關鍵零件造成損害，這種攻擊造成的后果就會超出數字空間并更加模糊動能威脅和非動能威脅之間的界限。
③破壞經濟和國際秩序。通過制造高度定制的復雜產品，AM有可能顛覆傳統規模經濟。盡管目前尚不清楚未來將通過增材制造生產產品的數量及類型，但是AM機器的增加、原材料快速獲取能力、數字計劃的自由流動，再加上自動化和AI技術的發展，可能會從根本上改變全球經濟、國際安全以及社會組織結構。
3應對措施
①采取措施預防威脅。硬件層面，國內監管部門應通過背景核實和其他限制性舉措來限制打印機的采購。零售層面，管控舉措包括防止AM向暴力極端組織的擴散。報告認為，預防威脅最有效的方式是以高度針對性的方式進行原料管控。此外，警方和情報機構還必須加強監管網上殺傷性物品交易行為。
②減少對抗威脅的成本。軟件方面，可要求對新型或更先進的設備進行打印機網上注冊。執法機構可利用AM軟件等網絡手段來積極破壞潛在攻擊或限制其破壞性影響。至于AM未來可能引發的經濟混亂，報告認為應制定新型培訓和教育戰略，為各個行業未來的技能需求做準備。
③開發歸因和追責技術。在發生與AM相關的攻擊后，執法機構需要找到責任人，追究其責任。因此需要研發歸因和追責技術，如監管標準可要求打印機對其產品進行ID編碼，這樣可使歸因更為容易。
1未來發展趨勢
目前，AM已應用于傳統行業，改變了部分生產慣例并形成了新的業務模式。全球范圍內的許多國家和地區包括美國、德國、中國、印度、南非 與伊朗等已經采用AM技術。
①同時打印多種材料。未來，新型打印機能夠同時打印多種材料，實現各種復雜、復合材料物體的快速打印。科學家還將進一步研究人體組織器官的打印。
②自我復制能力。相關機構已研制出能自我復制幾乎全部部件的打印機。目前，雖然并非所有的零件都能通過AM生產，但是在電子部件和發動機的國產化方面已經取得顯著進步。自我復制能力將極大增強AM的可用性，擴展其打印的產品種類，不僅可在叢林中打印用于救命的醫療設備，還能打印出不受國家或其他監管機構監控的武器。
③打印大型物體及縮放打印能力。AM機器或將打印其自身部件的縮小版本，從而可使更小型打印機具有更精確地打印能力，打印分辨率可達0.01毫米。
④材料本地化生產趨勢。研究人員正在研究如何利用當地原料或可循環使用的原料來大幅降低打印成本。隨著越來越多的物體可利用本地采辦的材料進行制造，未來的打印模式對當前供應鏈的依賴程度會更低。
⑤對各個行業的影響程度。雖然最近幾年AM在各個領域的應用已經明顯擴大，但是各行業受影響的程度不完全相同，其中傳統制造/汽車/材料行業、健康醫療、運輸業以及航空航天等領域受到的影響較大。
2未來安全威脅
①極大地增加物理攻擊威脅。隨著武器打印的門檻降低，物理攻擊威脅將極大增長。
②可能遭受廣泛的網絡攻擊。2017年發生的小規模、非國家行為體網絡攻擊行動是典型的非動能事件。通過訪問打印機，黑客能夠復制自主研制干擾技術并破壞監視活動，從而進一步加劇網絡破壞威脅。如果黑客通過入侵打印機和破壞數字設計給關鍵零件造成損害，這種攻擊造成的后果就會超出數字空間并更加模糊動能威脅和非動能威脅之間的界限。
③破壞經濟和國際秩序。通過制造高度定制的復雜產品，AM有可能顛覆傳統規模經濟。盡管目前尚不清楚未來將通過增材制造生產產品的數量及類型，但是AM機器的增加、原材料快速獲取能力、數字計劃的自由流動，再加上自動化和AI技術的發展，可能會從根本上改變全球經濟、國際安全以及社會組織結構。
3應對措施
①采取措施預防威脅。硬件層面，國內監管部門應通過背景核實和其他限制性舉措來限制打印機的采購。零售層面，管控舉措包括防止AM向暴力極端組織的擴散。報告認為，預防威脅最有效的方式是以高度針對性的方式進行原料管控。此外，警方和情報機構還必須加強監管網上殺傷性物品交易行為。
②減少對抗威脅的成本。軟件方面，可要求對新型或更先進的設備進行打印機網上注冊。執法機構可利用AM軟件等網絡手段來積極破壞潛在攻擊或限制其破壞性影響。至于AM未來可能引發的經濟混亂，報告認為應制定新型培訓和教育戰略，為各個行業未來的技能需求做準備。
③開發歸因和追責技術。在發生與AM相關的攻擊后，執法機構需要找到責任人，追究其責任。因此需要研發歸因和追責技術，如監管標準可要求打印機對其產品進行ID編碼，這樣可使歸因更為容易。
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