DE102017011782A1 - Product and quality traceability for Additive Manufacturing and Documentation to safeguard intellectual property - Google Patents

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DE102017011782A1
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Michael Kochs
Andreas Rennet
Alexander Krüger
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Fortech Solutions GmbH
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Fortech Solutions GmbH
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    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System, mit es möglich ist, Informationen, Daten und Dokumente, die im Rahmen der Herstellung additiver Bauteil entstehen in einer Art zu dokumentieren, dass diese mit dem Bauteil oder den Bauteilversionen untrennbar und fälschungssicher verbunden sind.Das Verfahren kombiniert drei unterschiedliche Elemente zu einem System das alle bekannten Anforderungen für die Produkt- und Qualitäts-Verfolgbarkeit für die additive Fertigung und Dokumentation zur Absicherung des geistigen Eigentums erfüllt.Das erste Element umfasst ein kryptografisches System zur Vergabe und Verfolgung einer eineindeutigen, fälschungssicheren Identifikation sowie Erzeugung von Vererbungselementen zur Abbildung der Lebenszyklushistorie von der Fertigung bis zum Ende der Bauteillebensdauer.Das zweite Element beinhaltet das Konzept der Datenaufbereitung und Speicherung aller relevanten Daten die im Rahmen der Lebensdauer entstehen. Die Daten werden dabei auf der Basis von Dateisystemen oder Datenbanken derart gespeichert, dass ein prozessualer Zusammenhang abgebildet wird und ein Zugriff auf beschreibende Metadaten für weitere Anwendungen möglich ist.Das dritte Element umfasst eine Softwareapplikation die eigenständig oder als „Plug-In“ arbeitsfähig ist und den Zugriff auf die Bauteilinformationen, Historie, Daten und Dokumente für berechtigte Anwender erlaubt.The invention relates to a system with which it is possible to document information, data and documents that arise in the context of manufacturing additive component in a way that they are inseparable and tamper-proof with the component or component versions. The method combines three different Elements of a system that meets all known requirements for product and quality traceability for additive manufacturing and intellectual property protection documentation. The first element is a cryptographic system for the allocation and prosecution of one-to-one, forgery-proof identification and generation of inheritance elements Illustration of the life cycle history from the production to the end of the component lifetime. The second element contains the concept of the data preparation and storage of all relevant data that arises within the lifespan. The data is stored on the basis of file systems or databases in such a way that a process-related relationship is mapped and access to descriptive metadata for further applications is possible. The third element comprises a software application that is self-contained or "plug-in" capable and allows access to the component information, history, data and documents for authorized users.

Description

Das Verfahren kombiniert drei unterschiedliche Elemente zu einem System das alle bekannten Anforderungen für die Produkt- und Qualitäts-Verfolgbarkeit für die additive Fertigung und Dokumentation zur Absicherung des geistigen Eigentums erfüllt.
Das erste Element umfasst ein kryptografisches System zur Vergabe und Verfolgung einer eineindeutigen, fälschungssicheren Identifikation sowie Erzeugung von Vererbungselementen zur Abbildung der Lebenszyklushistorie von der Fertigung bis zum Ende der Bauteillebensdauer. Hierfür kommen Lösungsansätze wie die Blockchain-Technologie oder artverwandte verteilte oder zentrale Ansätze in Frage die auf einer Vererbung und Verschlüsselung basieren.
Das zweite Element beinhaltet das Konzept der Datenaufbereitung und Speicherung aller relevanten Daten die im Rahmen der Lebensdauer von der Herstellung bis zum Ende des Einsatzes entstehen. Die Daten werden dabei auf der Basis von Dateisystemen oder Datenbanken derart gespeichert, dass ein prozessualer Zusammenhang abgebildet wird und ein Zugriff auf beschreibende Metadaten für weitere Anwendungen möglich ist.
Das dritte Element umfasst eine Softwareapplikation die eigenständig oder als „Plug-In“ arbeitsfähig ist und den Zugriff auf die Bauteilinformationen, Historie, Daten und Dokumente für berechtigte Anwender erlaubt. Der Zugang zu den Daten wird hierbei über ein Rechtesystem sowie ein Anwender und Rollenkonzept geregelt.The process combines three distinct elements into one system that meets all known requirements for product and quality traceability for additive manufacturing and intellectual property protection documentation.
The first element comprises a cryptographic system for assigning and tracking a one-to-one, tamper-proof identification and generation of inheritance elements for mapping the lifecycle history from manufacturing to the end of the component life. Possible solutions include blockchain technology or related distributed or centralized approaches based on inheritance and encryption.
The second element is the concept of data preparation and storage of all relevant data that arises during the lifespan from the production to the end of the mission. The data is stored on the basis of file systems or databases in such a way that a process-related relationship is mapped and access to descriptive metadata for further applications is possible.
The third element is a software application that is self-contained or "plug-in" capable of accessing the component information, history, data and documents for authorized users. Access to the data is regulated by a rights system as well as a user and role concept.

Das Verfahren verknüpft die drei beschriebenen Elemente dabei wie folgt zu einem System. Element 1 vergibt mit der Freigabe des Fertigungsauftrages eine kryptografische Kennung, die auf der Basis der vorhandenen Informationen (CAD Daten, Fertigungsdaten etc.) als Hash berechnet und in der Folge das verteilte verschlüsselte Informationsregister (distributed / cental ledger) bilden wird.
Das Bauteil wird sichtbar und unsichtbar mit dem Ursprungs-Hash gekennzeichnet. Die Kennung ist dabei aufgrund der Art der Erzeug eindeutig und fälschungssicher.
Jede Änderung, die nun entlang des Fertigungsprozesses, innerhalb des Logistikprozesses oder während des Einsatzes des Bauteils generiert wird erzeugt eine Vererbung des Ursprungs-Hashs in einen neuen Hash unter Bezug des vorangegangenen Hashs. Diese sich ergebende Kette verhindert jegliche Art der Manipulation oder der Datenveränderung und kann auch die erneute Fertigung des Teiles mit gleichen Fertigungsdaten verhindern.
Alle Dokumente, die im Element 2 gespeichert oder abgelegt werden, erhalten aus Element 1 ebenfalls eine eindeutige Kennung und werden als nicht veränderbares verschlüsseltes Datenpaket abgelegt. Zugang zu den Daten ist nur mit ebenfalls verschlüsselten Kennungen, die direkten Bezug zum Ursprungs-Hash haben, möglich.
Die Daten werden entweder zentral auf einem Server/Knoten oder bevorzugt auf verteilte Server/Knoten abgelegt. Das verteilte System hat dabei den Vorteil, dass z.B. die Vorzüge der Blockchain Technologie voll ausgeschöpft werden können.
Über Element 3 wiederum sind die so abgelegten Daten entweder an unterschiedlichen Standorten (verteilter Ansatz) oder zentral an einem Standort zu jeder Zeit abrufbar.
Als systemische Lösung erlaubt der Ansatz die Verfolgung aller relevanten Daten des Bauteils und erlaubt gleichzeitig die Nutzung der im Rahmen der unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ definierten Merkmale oder Funktionen.The method combines the three described elements into a system as follows. With the release of the production order, element 1 assigns a cryptographic identifier which is calculated as a hash on the basis of the available information (CAD data, production data, etc.) and will subsequently form the distributed encrypted information register (distributed / cental ledger).
The part is visible and invisible with the source hash. The identifier is unique and forgery-proof due to the nature of the product.
Any change that is now generated along the manufacturing process, within the logistics process, or during the use of the part creates an inheritance of the source hash into a new hash by reference to the previous hash. This resulting chain prevents any kind of manipulation or data modification and can also prevent the re-fabrication of the part with the same manufacturing data.
All documents that are stored or stored in element 2 also receive a unique identifier from element 1 and are stored as an unchangeable encrypted data packet. Access to the data is only possible with encrypted identifiers that are directly related to the source hash.
The data is stored either centrally on a server / node or preferably on distributed servers / nodes. The distributed system has the advantage that, for example, the advantages of blockchain technology can be fully exploited.
By means of element 3, the data stored in this way can be retrieved either at different locations (distributed approach) or centrally at one location at any time.
As a systemic solution, the approach allows the tracking of all relevant data of the component and at the same time permits the use of the features or functions defined under the keyword "Industry 4.0".

Claims (2)

Verfahren für die additive Fertigung zur eindeutigen Kennzeichnung von Bauteilen und/oder Produkten sowie deren gesamte produktbegleitende Dokumentation. Dadurch gekennzeichnet, dass: • das Verfahren auf einer eindeutigen und fälschungssicheren kryptografischen Identifikation beruht, die die gesamte Lebensdauer des Produktes oder Bauteils dokumentiert. Hierzu zählt insbesondere das Blockchain Verfahren. • jedes Bauteil eine unzerstörbare oder festverbundene, fälschungssichere Markierung erhält, mit der die Identifikation ausgelesen werden kann • jegliche im Rahmen der Fertigungsvorbereitung, Fertigung, Qualitätssicherung, Transport, Nutzung, Instandhaltung und aus dem Verkehr bringen erzeugten Information in Form von Daten, Nutzungs- und Positionsdaten oder elektronischen oder gescannten Dokumenten mit der Historie des eindeutigen Identifikation unlöschbar verbunden werden. • die Historie des Bauteils oder Produkts durch die Vererbung der eindeutigen Identifikation innerhalb einer kryptografischen Kette unveränderbar abgelegt und dokumentiert wird • die Dokumentation und Identifikation nebst der Historie über definierte Rechnernetze verteilt werden können und dabei der Zugang durch kryptografische Mittel geregelt wirdProcesses for additive manufacturing for the clear identification of components and / or products as well as their entire product-accompanying documentation. Characterized in that: • the method is based on a clear and tamper-proof cryptographic identification that documents the entire life of the product or component. This includes in particular the blockchain method. • Each component receives an indestructible or fixed, counterfeit-proof marking that can be used to read out the identification • Any information generated in the course of manufacturing preparation, production, quality assurance, transport, use, maintenance and marketing in the form of data, use and data Position data or electronic or scanned documents are indelibly connected to the history of the unique identification. • the history of the component or product is immutable stored and documented by the inheritance of the unique identification within a cryptographic chain • the documentation and identification along with the history can be distributed over defined computer networks and the access is regulated by cryptographic means Verfahren gemäß Anspruch 1 die auf nicht generative Fertigungsverfahren angewendet werden.Method according to Claim 1 which are applied to non-generative manufacturing processes.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4307280A1 (en) 2022-07-13 2024-01-17 Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch den Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz Method for generating a digital object identifier (doi) of an additively manufactured component by analyzing natural microstructure variation

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US20160098723A1 (en) * 2014-10-01 2016-04-07 The Filing Cabinet, LLC System and method for block-chain verification of goods

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