隨著縮短材料訂購過程中的交付周期的趨勢，以及灰色市場的材料緊急訂單的頻率，假冒材料進入的機會增加。當供應鏈中的材料真正短缺時，情況會變得更糟。在許多情況下，市場對材料供應問題的反應通過對受影響材料的過度訂購來解決，以便盡可能長時間地確保供應，這通常會使整個行業的問題變得更加嚴重，將嚴重短缺升級到關鍵水平。
在這些時候，裝配制造商迫切需要材料供應，材料經銷商也會感受到合同到位以確保供應。尋找合格材料以滿足不穩定的需求變得越來越廣泛，創造了使用不符合標準或質量的材料來履行材料訂單的動力和機會。由于大多數裝配制造商已經簽訂了可信賴的供應商協議，因此不再全面執行工廠收貨時對材料的檢查。
在組裝過程結束時，可能不會檢測到任何偽造的材料，因為產品已經過測試; 而且經常，甚至不是。已經發現造假者利用專門破壞進入檢查程序的技術并產生足夠的混淆以使裝配公司無法對偽造材料進入負責。一個例子被發現，一卷材料上的前100個零件是真品，然后每七個零件被發現是偽造的。即將進行的檢查是否適用于無源設備，通常只能查看卷軸中的第一種材料。如果在組裝和測試期間發現任何缺陷，則使每個第七部分偽造產生足夠隨機的圖案以引起最大的混淆。由于這些是本例中便宜的無源元件，預計在工廠內管理它們的工作量很小。然而，具有無源元件的偽造材料的實例數量迅速增加。盡管與例如高價值IC相比，無源材料本身可能是微不足道的，但是僅僅一個的短缺或缺陷將阻止產品以及可能的整個工作訂單被運輸。由于許多假冒材料具有相同的功能，但規格低于真正材料的規格，因此偽造材料很容易通過組裝和測試過程檢測不到 – 并成為安全關鍵產品的一部分。雖然可以通過使用檢查，測試甚至X射線過程來檢測偽造品，對每天普通工廠放置的所有數百萬材料組件進行測試是不切實際的。在當今競爭激烈的世界中，制造業永遠無法承擔成本。
另一方面，電子產品的使用已成為人類社會幾乎所有方面的關鍵，成為每個家電和通信設備，運輸方式，防御系統等的關鍵部分。無法消除風險的后果進入市場的缺陷對個人和公司品牌形象都是災難性的，更不用說相關的復蘇成本了。除非發生重大變化，否則這只是時間問題。
智能工廠
在大多數對話中，作為智能工廠一部分的可追溯性討論并未列入議事日程。智能工廠的重點是實現提供靈活制造，無遺留約束的目標，即使是小批量產品的高度混合，也可以提供高度優化的資產使用。然而，智能工廠的一個關鍵方面是能夠完全控制生產依賴性，包括物料流。工業4.0代表了所有運營流程的數字化，無縫共享數據。工業物聯網（IIoT）標準，如IPC 的Connected Factory Exchange（CFX）是實現這一目標的最有效方式。
圖1.智能工廠，工業4.0。
在智能工廠內，數據在自動化機器過程之間交換，以及手動組裝和測試過程，以便提供工廠操作的清晰可見性。數據在執行級別進行交換，允許基于機器或行的軟件自我優化其操作。數據也在執行層和工廠層之間交換，為機器提供特定的材料和工單信息，并提供相反方向的精確材料使用和腐敗信息。許多MES功能在工廠層內協同工作，以提供整體工廠優化，隨著客戶需求的變化實時工作。然后，數據也與高級業務系統（可能包括ERP和MRP）進行交換，以確保他們掌握最新信息，說明哪些產品已經制造，將在短期內制造，以及哪些材料已經生產。在每次操作中使用和物理分配。
對于本文的范圍，重點僅在于屬于智能工廠的許多關鍵元素中的四個：
智能工廠中的工藝工程方法與傳統方法完全相反。不是通過過程工程預先設置組件配置，而是預先創建一個通用的數字產品模型，然后可以根據需要將其輕松導出到數據中，以便進行任何有能力的線路配置。該過程從消除以前用于將設計和物料清單（BOM）信息轉移到制造中的所有不同文檔開始。
智能工廠中推薦的方法是使用包含設計數據所有方面的單個文件，例如IPC-2581格式。它包含單個文件中電氣和機械設計，材料規格以及設計BOM信息所需的所有元素。使用IPC-2581完全消除了手動創建產品模型，交叉引用信息和解決沖突的需要。然而，對裝配工程過程的影響是將大約八天的工作時間和交付時間縮短到幾分鐘。借助功能強大的數字流程制造工程工具，數字產品模型可用于按需輸出任何選定機器或線路配置的多種不同格式，這被視為滿足客戶直接需求的最佳方式。雖然工程實踐中的這種逐步改進將與那些尋求縮短產品引入時間以及數據準備成本的人產生共鳴，但對于工業4.0而言，這也提供了引入工程靈活性的關鍵能力。制造過程，允許產品在短時間內在線路配置之間移動，以滿足客戶要求的不斷變化的交付率。除了操作靈活性之外，工作量和交付周期的減少還允許更廣泛地接受所使用的材料，例如，在托盤而不是卷軸上交付IC。容納更廣泛的物質資格，可以很容易地納入操作，
適應性規劃是最近與智能工廠相關聯的術語，但實際上它代表了多年來在大多數車間使用的實際實際規劃方法的演變。選擇的傳統自適應規劃工具就是Excel。其他規劃工具，無論是基于無限，有限還是APS模型，都有各種各樣的規劃工具，專注于中期或長期規劃任務，滿足客戶提前達成的最后期限，幾乎沒有實際考慮執行操作的級別優化。生產工程師可以根據他們對過程的了解，借助Excel幫助計劃實際優化的工作順序。在工業4.0中，這種模式被推向了極致，因為工作分配的連續評估需要根據客戶的日常需求變化來進行。Excel是一個很好的工具，但是根本無法理解和表示避免執行風險或按時交付失敗所需的所有實時計劃約束，例如考慮實際可用的材料。智能自適應規劃解決方案建立在那些長期依賴Excel的人的經驗基礎之上，將約束的可見性和理解引入焦點，使規劃工程師能夠在保持最大可能的運營效率的同時快速準確地進行分配和排序決策。這是通過在完成的產品和消耗的材料方面實時共享自動和手動操作的信息來實現的，
擁有關于材料消耗的可靠數據，包括使用和腐敗，是智能工廠的另一個關鍵要素。可以根據實際材料消耗率生成材料的精益“拉動”信號，以及后續預定工作訂單的詳細信息，然后可以使用這些信號創建用于從倉庫運輸物料的實時物流計劃，或者本地使用點僅在需要時存儲到機器，換句話說，就在時間（JIT）。裝配過程中的實時數據采集可確保每種材料都得到考慮，創建近乎完美的庫存記錄，隨后可與ERP和MRP共享。可以完全避免創建推動套件的需要。通過使用自適應規劃，準確確定在可預??見的將來執行工作訂單的材料庫存的準確可見性，從而在車間和倉庫中建立不必要的物理材料緩沖庫存，可以完全避免，沒有任何意外的內部材料短缺的風險。MRP現在能夠確切地知道工廠中的材料，可以提供準確且不太緊急的材料訂單系列，具有更大的靈活性。
當一個專為IIoT環境設計的現代智能數字MES系統，為智能工廠車間的制造執行精益供應鏈管理提供支持時 – 完全可追溯性作為一種自然結果發生，基本上是“免費”的。運營成本視角。使用精益材料，所有材料載體以及單獨標記的關鍵部件和子組件都可以從其原始包裝中進行獨特標記和跟蹤。由于材料的每個實例都用于生產，因此無論是昂貴的IC還是明顯無關緊要的無源元件，都可以追溯所用材料的確切來源。如果發生任何材料質量錯誤，例如檢測到偽造材料，可以識別確切的進料包裝，
可追溯性 假冒價值精確可追溯性數據的可用性對假冒入侵的潛在后果產生深遠影響。下面舉例說明了造成市場問題的假冒材料的真實案例，但細節已經改變以保護有關人員的身份。
在一個示例中，存在汽車制造商的情況，其發現在一批氣囊展開傳感器的壽命測試期間，一些未正確部署。工程團隊進行了調查，發現每個部件控制器內部組件發生故障，導致部件控制器中的組件出現故障，該組件被立即懷疑是來自有缺陷的批次，甚至是偽造的。如果沒有可追溯性數據，則必須召回大約400,000輛汽車以檢查它們是否受到影響，或者為了以防萬一而更換控制器。這個數字是根據制造故障單元的時間范圍，當時的材料以及材料可以繼續使用的時間（這些日期的任何一方）決定的。憑借基本的可追溯性以及有關使用哪種材料的可用知識以及他們分配給其他批次的產品，受召回的汽車數量減少到15,000輛。然而，在這兩起案件中，此次召回都是全國公開宣布，對受影響汽車的標識造成了極大的損害。在可獲得精確可追溯性數據的情況下，可以使用它來發現數據中指示缺陷原因的模式。這可能不一定是材料本身。在此示例中，通過使用精確跟蹤數據，故障被追溯到特定的操作過程，而不是實際上是特定材料。所有有缺陷的裝置都是在報告有故障的接地帶之前的某個時刻經過了一個特定的過程，并進行了更換，但是沒有采取任何行動來檢查在沒有正確連接帶子的時間段內制造的產品。結果，修改了處理這種類型的接地帶故障的糾正措施程序，并且已知具有特定影響的882輛汽車的確切數量被“離散地”“維修”以替換可疑控制器。
在第二個例子中，智能家用中央供暖控制器的隨機故障在市場中經歷，隨著時間的推移顯著增加。在維修中心，發現常用的IC有不規則的標記，有證據表明以前的標記已被刪除。該IC被確定為偽造的。不幸的是，相同的IC在許多類型的關鍵和非關鍵產品中非常常見。總之，如果沒有可追溯性數據，市場上已有大約一百萬種產品由于可能使用假冒材料而面臨失敗的風險。通過基本的可追溯性數據，確定了來自同一來源的適用批次材料，從而將問題的潛在范圍縮小至50,000種產品。具有精確的可追溯性，
在這兩個例子中，作為智能工廠運營的一部分收集的精確可追溯性數據能夠將潛在的公司/品牌威脅問題轉變為不幸但可管理的情況。這種能力是向前邁出的重要一步，許多人認為這應該是當今行業的強制性要求。就其本身而言，它并非完全解決假冒材料進入的威脅，因為畢竟仍然存在假冒材料的實際情況。采取的行動對消除此類事件再次發生的風險沒有影響。
智能安全的供應鏈
為了徹底消除假冒材料的進入，有必要對來源進行反擊，對責任人進行問責甚至起訴。在裝配制造中使用精確的可追溯性是發現的任何偽造材料之間的非常低成本但確定的連接，回到原始包裝，其中材料到達裝配制造現場。這種能力是創建有效的端到端安全供應鏈的關鍵推動因素，利用最新的安全技術（如區塊鏈）安全地跟蹤從裝配到供應鏈的偽造進入，并通過這樣做，發現入口點。
圖2：安全供應鏈概述。
任何此類技術都需要作為全球標準提供; 為了實現可持續發展，需要為所涉及的每個公司或實體提供福利。
安全的供應鏈理念始于原始材料制造商，他們為每個發送的材料包裝單元創建一個獨特的區塊鏈分類帳。標準單位數量很可能被包裝成標準尺寸的包裝，即防篡改，具有獨特的標簽或其他形式的標識，也是防篡改和不可操作的。為此目的存在若干技術。標準與程序和審計跟蹤更相關，而不是技術本身的選擇。區塊鏈將記錄材料包裝信息，其中應包括所包含材料的所有機械和電氣規格 – 實際上，它是一個電子數據表。經過數字化設計，
發貨后，分銷事件將記錄到區塊鏈中。就其性質而言，沒有添加到區塊鏈的數據可以被更改或篡改。記錄對安全包裝或標簽的任何損壞，使材料內容不安全。當包裝損壞或包裝內容需要分開時，經銷商可以重新包裝材料，但是在分銷商中執行此操作的特定實體承擔新包裝內容的責任。
在裝配工廠，確認包裝和識別的安全性，并檢索區塊鏈數據。除了能夠檢查材料分布的路徑之外，裝配制造商還獲得有關材料本身的數字信息，這是智能材料管理的重要組成部分。
裝配制造商的好處是，如果存在任何質量或可疑的假冒問題，可以快速準確地識別真實的實體。有了這項技術，對那些試圖替換不適當材料的人有強烈的威懾作用，因為毫無疑問，在發現時，他們將被追蹤并承擔責任。此外，裝配制造商獲得了材料的數字規格，這些材料以前必須從數據表中手工獲得，是引入新材料的新產品推遲的延遲的另一個原因，或者，在不同的材料被批準的情況下作為替代或替代。對于經銷商而言，與客戶一起返回可信任狀態，
對于組裝制造商和分銷商而言，由于最終消除了偽造材料進入，因此降低了成本和測試需求。對于原始材料制造商而言，還有與其品牌保護和客戶信任相關的好處。雖然其他人可能不會對材料制造商負責制造其材料的假冒產品，但客戶仍傾向于將它們聯系起來并開始避免使用這些材料，因為出現假冒問題的風險會出現更大。雖然這很難量化，但毫無疑問，隨著時間的推移，這種影響會變得非常顯著，對打擊假冒入侵無可奈何。
安全供應鏈的建立取決于行業標準的制定以及行業內眾多公司的合作，包括材料制造商，分銷商，裝配制造商，區塊鏈數字安全基礎設施供應商，包裝和標簽專家，以及智能工廠的數字制造執行系統提供商。
結論
電子組裝行業正在醞釀一場“完美風暴”。MRP和ERP等傳統工具無法解決行業中的材料短缺問題，這在很大程度上是由于工廠靈活性的提高，這有效地縮短了材料訂購的交付周期。根據工廠原材料庫存或成品的累積和費用，整個行業無法靈活變通。通過對軟件高混合生產的自動化優化控制，智能工業4.0運營代表了西方國家制造業的長期生存和增長計劃。作為一種協同效應，安全的供應鏈概念誕生了，因為偽造材料的直接責任現在可以追溯到源頭。
現代數字智能工廠中的安全供應鏈不僅限于原材料，而且同樣適用于內部或外部的子組件 – 所有這些組合起來為每個生產的產品創建完整的數字構建記錄。生活在一個電子設備和電路幾乎與我們今天所做的一切互動的世界中，以一種經濟高效的方式保持對我們設備的信任至關重要。安全的供應鏈潛力由智能工廠運營驅動，是IIoT，區塊鏈和工業4.0等新技術協同作用的一個很好的例子，支持可持續，可靠的本地制造的業務目標。
