美国罗格斯大学（Rutgers University）研究人员开发出一套基于数字孪生的框架，旨在让增材制造（3D打印）在遭受网络攻击时能够持续运行，而非像传统做法那样先停产再修复安全漏洞。该研究由罗格斯大学工程学院机械与航空航天工程系副教授Rajiv Malhotra领导，团队成员包括该校学生及外部合作者。

现代制造业对数字化和互联性的依赖带来了新的安全风险，生产系统容易受到恶意软件攻击。攻击者可通过篡改几何形状或植入微小、难以检测的局部缺陷，破坏增材制造零部件的完整性。此类攻击若发生在电子、航天、生物医疗设备或汽车制造领域，可能对经济稳定和国家安全造成广泛影响。

“传统应对网络攻击威胁的方式依赖于问题报告、检测和停产，在修复网络层漏洞后才能恢复生产，这个过程可能耗时数周，且无法保证下一次攻击不会利用网络层的其他漏洞，”Malhotra解释道。新提出的系统部署了几何数字孪生与工艺数字孪生——即物理制造过程的虚拟副本——在制造数字链的关键脆弱点协同工作，涵盖零件模型、机器固件和工艺规划软件等环节。

该框架能够快速修复受攻击的数字几何模型，无需反复经历“制造-打印-修正”的循环，并且即使在攻击性质未知的情况下，也能阻止局部缺陷的形成。“这种对未知攻击的扩展能力至关重要，”Malhotra强调。研究还解决了此前制约该领域防御能力的材料、成本和供应链相关的可扩展性限制。

商业化与更广应用

Malhotra及团队目前正与行业合作伙伴合作，将该框架商业化并部署到制造工厂。未来的研究将扩展至针对传感器信号的攻击、机器与人员安全，以及混合制造系统。“我们还在将这一方法拓展至国防和航天领域的远征制造，并非常乐意与当前范围之外的其他行业伙伴开展合作，”Malhotra补充道。该研究成果已发表于《制造系统期刊》（Journal of Manufacturing Systems）。