كيف تستخدم (بلوكشاين) التكنولوجيا لتحسين القابلية للتعقب الاختبارات الهندسية

أزمة نزاهة البيانات في الاختبارات الهندسية الحديثة

والاختبارات الهندسية هي العمود الفقري لضمان الجودة في الصناعات التي تتراوح من الفضاء الجوي والآلية إلى الأجهزة الطبية والبناء، إذ أن كل حزمة ودائرة ومواد مركبة يجب التحقق منها في ضوء المواصفات الصارمة قبل أن يثق بها الناس في منتج يعتمد عليه، وتولد عملية الاختبار كميات هائلة من البيانات التي تُقيّم بعد ذلك، وتُحدّد الثغرات في البيانات التي يمكن أن تُقيّد في مجال السلامة.

ما يجعل (بلوكشاين) مؤمناً بملاك البيانات

وفي جوهرها، فإن هذا الهيكل هو دفتر موزع يحتفظ بقائمة متزايدة باستمرار من السجلات، تسمى كتل، وكل منها مرتبط بالمبنى السابق باستخدام التردي البكائي، وهذا الهيكل يجعل من غير قابل للحساب لتغيير أي سجل تاريخي دون تغيير جميع القطع اللاحقة ودون توافق آراء المشتركين في الشبكة، وهذا يعني أنه بمجرد أن يتم إجراء اختبار أو إجراء عملية تحديد للاختبار أو تعديل لشهادة التفتيش على أساس الاختبار.

مشكلة التعقّب التي تؤذي فريق الهندسة

وعلى الرغم من وجود عقود من نظم إدارة الجودة، لا تزال منظمات الاختبار الهندسي تواجه ثغرات مستمرة في مجال التتبع، إذ يمكن أن تخزن نظم إدارة المعلومات التقليدية في قواعد البيانات ذات الصلة حيث يمكن لمدير واحد أو حساب مُعرض للاختلال أن يغير السجلات دون كشف، وكثيرا ما يتم التعامل مع مراقبة بروتوكولات الاختبار من خلال الوصلات المشتركة أو الاختبار الإلكتروني، مما يؤدي إلى الخلط الذي استخدم بالفعل التنقيح، وعندما يطلب مراجع الحسابات أن يرى التاريخ الكامل لمنتج محدد من خلال حظر على استخدام الورق(100).

كيف تتحول شركة Blockchain هندسية إلى تدفقات عمل اختبارية

ضمان سلامة البيانات

وكل مجموعة بيانات اختبارية - سواء كانت تأتي من آلة اختبار متشابكة أو حجرة حرارية أو قائمة مرجعية يدوية للتفتيش - يمكن أن تُسحب وأن نبذة من ذلك تخزن على سلسلة الاختراع، وقد تظل البيانات الأولية الفعلية في قاعدة بيانات تقليدية )خزن خارج السلسلة( للأداء والخصوصية، ولكن العجلة تستخدم كبصمة فريدة من البصمات ويمكن لأي شخص أن يعيد صياغة وثيقة السحب التي تستخدمها في وقت لاحق ويقارنها بسجلات المجمدة.

مسار مراجعة الحسابات الذي يستغرق وقتا طويلا

وكل دخول إلى هذه المنطقة يحمل مصباحاً مبطناً يستحيل اختلاقه، وهذا يعني في سياق هندسي أن اللحظة التي وضعت فيها عينة اختبار في غرفة بيئية، ولحظة تسجيل القياس، ولحظة استعراض النتيجة كلها ترتبط ارتباطاً دائماً، وهذا المستوى من الرعي هو أمر حاسم بالنسبة للتحقيقات في حالات الفشل في الجودة، مثلاً إذا كانت ظروف التصنيع متطابقة مع خمسة أعوام في الميدان،

مؤسسة موزعة بدون سلطة مركزية

وفي اختبارات هندسة سلسلة الإمداد، يمكن إشراك كيانات متعددة: مورد المواد، ومختبر الاختبار، ومجمع البيانات، والجهاز النهائي للتكامل، ويحتفظ كل طرف عادة بقاعدة بياناته الخاصة، ويحتاج التوفيق بين أوجه التباين إلى فحص يدوي مكثف، ويسمح لمراجعي الحسابات الذين تم الترخيص لهم باستخدامه (مثل شركة هايبردغر فابرك) لكل منظمة بإدارة سجلات موثوق بها، ومع ذلك لا يوجد لدى جميع المشاركين سجل واحد ثابت من السجلات.

الفوائد الموسعة لبلوكشاين في الاختبارات الهندسية

تعزيز أمن البيانات

ويتجاوز التشفير البلوك تشين حماية كلمة السر البسيطة، ولكل مشترك مفتاح خاص فريد للتوقيع على المعاملات، ويمكن تشفير البيانات بحيث لا يمكن إلا للأطراف المأذون لها أن تنظر إلى المحتويات، وحتى إذا استطاع المهاجم أن ينتقل إلى عقد من الموعود، فإنه لا يستطيع إعادة كتابة التاريخ دون السيطرة على أغلبية السيناريو غير المرجح في بيئة مرخصة لها على نحو جيد.

تحسين الشفافية

وفي حين أن الاختبارات الهندسية العامة توفر الشفافية الكاملة، فإن الاختبارات الهندسية تستخدم عادة سلاسل من القطع المسموح بها أو المجمعات التي تخضع لمراقبة الدخول، وهذا يوازن الشفافية مع السرية: فجميع أصحاب المصلحة المأذون لهم (بما في ذلك المنظمون) يمكن أن ينظروا إلى السلسلة الكاملة من أحداث الاختبار، ولكن المنافسين أو الأطراف غير المأذون لها لا يمكن أن يحققوا نتيجة لذلك الشفافية دون تعريض معلومات الملكية.

إمكانية مراجعة الحسابات التي تقلل من النفقات العامة

وتشمل مراجعة الحسابات اليوم سحب عينات من السجلات والتحقق اليدوي والمقابلات المطولة، وبصدد الاختناق، يمكن لمراجعي الحسابات أن يقارنوا ببساطة الحجابات التي تجرى على شاين بالبيانات الخام وأن يفحصوا التوقيعات الرقمية، بل إن العقود الذكية يمكن أن تولد تقارير مراجعة الحسابات تلقائيا، مما يبرز أي أوجه شاذة، مما يقلل بشكل كبير من وقت وتكلفة عمليات مراجعة الحسابات، ولا سيما بالنسبة للمنظمات الخاضعة لعمليات التفتيش المتكررة مثل مختبرات تحليل العينات المسجلة لدى هيئة التنمية الحرجية أو وحدات الإصلاح التابعة للشركة.

الحد من الاحتيال ونزاهة البيانات

ويمكن أن يتخذ الاحتيال في الاختبارات الهندسية أشكالاً كثيرة: تزوير نتائج الاختبارات للوفاء بالمواعيد النهائية، أو دعم المعايرة، أو تغيير الظروف البيئية بعد وقوعها، ولأن القيود المفروضة على القطع غير قابلة للتحرك، وتستغرق أي محاولة للتلاعب بالسجل علامة دائمة، إذ أن أي محاولة للتلاعب بالسجلات تتقلص مع أجهزة الاستشعار التي تستخدم في استخدام تكنولوجيا المعلومات وتغذي البيانات مباشرة في سلسلة الاختراع (مثلاً، عدم وجود أي حداد.

تنفيذ عملية " بلوكشاين " لعمليات الاختبار: دليل مرحلي

الخطوة 1: تحديد نقاط التقارب الحرجة

ولا يلزم تخزين كل نقطة بيانات على سلسلة من مجموعات البيانات، وتتمثل الخطوة الأولى في رسم خريطة لسير عمل الاختبار وتحديد الأحداث التي لها أهمية حاسمة بالنسبة للجودة والامتثال: شهادات معايرة الأدوات، وهوية مشغلي الاختبار، والمعايير البيئية (الدرجة الزمنية، الرطوبة، الضغط)، ونتائج الانحراف/الخطأ، والموافقة على الانحراف، والتوقيعات النهائية على الإطلاق، وهي الأحداث التي يمكن أن تضر بالسلامة أو الامتثال التنظيمي، إذا عبثت بها.

الخطوة 2: اختيار منهاج عمل بلوكشاين اليمين

ويتوقف الاختيار بين السلاسل العامة والمرخص بها على مستوى الثقة بين المشاركين والحاجة إلى الأداء، وبالنسبة لإمكانية تتبع المنظمة الواحدة داخليا، يمكن أن يكون الحل المأذون به مثل نظام هيبرلدجر فابريك، كوورم (على أساس الإيثيريوم)، أو R3 Corda ملائماً عادة، وهذه البرامج تدعم المعاملات الخاصة، ومراقبة الدخول على أساس ضيق، والارتفاع في مستويات النجاح (وأن تكون نظم التحولات في المعاملات المضافة في الثانية بطيئة).

الخطوة 3: تصميم استراتيجية نموذج البيانات وخزن المواد

أما ملفات البيانات الخام الكبيرة (مثل الصور المجهرية العالية الاستبانة، وخطوط الضغط المستمرة) فهي باهظة التكلفة جداً لتخزينها مباشرة في سلسلة السلاسل، وبدلاً من ذلك، تخزن البيانات الأولية في نظام ملفات مأمون وموزع مثل نظام إي بي بي إس (نظام ملفات الأنتربولية) أو دلائل سحابية مشفرة، وتسجل فقط بيانات المبردات المرجعية في العقد.

الخطوة 4: إدماج البلوكشين في صكوك الاختبارات وأجهزة القياس المميتة

فالتكامل هو أكثر الخطوات صعوبة من الناحية التقنية، إذ يجب تزويد آلات الاختبار بوحدات إيوت أو متوسطة يمكن أن تولد معاملات موقعة تلقائيا، وبالنسبة لنظام الرصد والتحقق المستمرين الحالي، يمكن أن تُدفع بوابات الدخول إلى الأحداث الحاسمة إلى سلسلة الاختناق مع الحفاظ على نظام تقييم الاحتياجات من الطاقة باعتباره واجهة المستخدمين الرئيسية، كما أن العديد من من من من منابر الاختلاس توفر قياسات على أساس تجريبي وسجلات البيانات (Node.js, Python, Java).

الخطوة 5: وضع عقود ذكية للتحقق من الامتثال الآلي

ويمكن للعقود الذكية أن تدون قواعد الامتثال مثل: " لا تقبل نتائج الاختبار إذا كان معايرة الصك قد تجاوز 90 يوما " أو " تخطر مدير الجودة إذا كان أكثر من 5 في المائة من العينات في حالة فشل في دفعة واحدة " . وتطبق هذه القواعد تلقائيا على كل مجموعة إضافية، وتضمن الإنفاذ المتسق دون الاعتماد على السلطة التقديرية البشرية، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للعقود الذكية أن تولد شهادات مطابقة رقمية يمكن التحقق منها من جانب الزبائن في أسفل المسار أو إعادة تشكيلها.

الخطوة 6: تدريب الموظفين وتغيير إدارة

ولا يُنفذ نظام " Blockchain " عندما لا يثق المستخدمون في النظام أو يفهمونه، إذ يتعين على المهندسين والتقنيين العاملين في المختبرات أن يروا القيمة - مثل سرعة عملية مراجعة الحسابات، وقلة الأخطاء في إدخال البيانات، والإبلاغ الآلي، وينبغي أن تغطي الدورات التدريبية على اليدين كيفية استخدام المحافظ الرقمية، والتحقق من المعاملات، والاستجابة للإنذارات المحددة في سلسلة معينة، ويجب على إدارة التغيير أن تعالج التحول الثقافي من " تكليف مدير قاعدة البيانات " إلى " .

Real-World Use Cases of Blockchain in Engineering Testing

Aerospace component Testing

وقد قام أحد المصانع الرئيسية للفضاء الجوي بتنفيذ سلسلة من الاختبارات المسموح بها لتتبع اختبار نصلات التربين، ويخضع كل نصل للأشعة السينية، والأشعة فوق الصوتية، والتحقق من المعالجة الحرارية، وقد كان سجل الشباك الذي كان يعمل فيه مدير التشغيل هويته، ونقاط تحديد الفرن الذي يُجرى فيه العلاج الحراري، والقراءات الفوقية، وخلال مراجعة أجرتها مؤخراً هيئة طيران أوروبية، لم تكن وثيقة الصنع الدليل الغامض على الإطلاق.

الجهاز الطبي

ويستخدم مصنّع عقود لصانعي الوترات الجاهزة للربط بين كل جهاز من الأجهزة التي تسلسلها وبين سجلات دورة التعقيم، وتسجل دورات التعقيم بواسطة أجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط التي تكتب مباشرة إلى سلسلة السلاسل، وقد اعترفت الهيئة بهذا النهج باعتباره يوفر " سلسلة حضانة قابلة للتحقق " تفي بالقاعدة الأصلية لـ 21 CFR Part 820.

اختبار السلامة الذاتية

وقد واجه مختبر اختبار مستقل لأجهزة الإلتهاب الهوائي تحديات تتعلق بتقارير اختبار مزورة، حيث قام بتخزين حشيش كبد لكل تقرير اختباري عن سلسلة عامة (مع شفرة البيانات)، ويتيح المختبر للأجهزة الأوتوماتيكية التحقق من صحة أي تقرير على الفور، وقد ألغى النظام سوق الشهادات المزورة، التي كانت قد تسببت في السابق في تذكرة رئيسية واحدة على الأقل.

اختبار مواد البناء

ويستخدم اتحاد من مختبرات الاختبارات الخرسانية وشركات البناء شركة هايبردجر فابرك لتسجيل نتائج اختبار القوة المضغوطة لمواد البناء، ويشمل هذا العقد إحداثيات موقع جمع العينات، وتاريخ اختبار المختبر، والنتيجة النهائية، ويمكن لمفتشي المباني الآن التحقق من أن الخرسانة المستخدمة في جهاز ناطحة السحاب تفي بمواصفات دون الاتصال مباشرة بالمختبر، وقد وفر النظام بالفعل ملايينا في تكاليف التقاضي عن طريق توفير أدلة غير قابلة للد.

التحديات والنظر في التبني

Scalability and Throughput

وقد تولد بيئات الاختبار العالية الحجم آلاف نقاط البيانات في الساعة، ولا يمكن للاختراعات العامة مثل الإيثيريوم أن تعالج سوى نحو 15 إلى 30 عملية في الثانية، مما يجعلها غير ملائمة لاستنفاد البيانات في الوقت الحقيقي، ويمكن للاختراقات المسموح بها باستخدام توافق الآراء القائم على الروافع أو كافكا أن تحقق آلاف المعاملات في الثانية، ولكن يلزم التخطيط الدقيق للقدرات.

خصوصية البيانات وكرامة البيانات

وفي حين أن الاختبارات الهندسية توفر الشفافية، فإن الاختبارات الهندسية كثيراً ما تنطوي على مواصفات الملكية أو الممتلكات الفكرية التي يجب أن تظل سرية، ويمكن أن تقيد القيود المسموح بها إمكانية الاطلاع على معاملات محددة باستخدام القنوات أو مجموعات البيانات الخاصة (شركة هابرلدرجر فابريك)() وقد تسمح أدلة على عدم معرفة أحد الأطراف بأن نتيجة الاختبار تستوفي شرط معين، أي أن يكون التسامح مع القيمة الفعلية المقاسة لا يزال قائماً.

قابلية التشغيل المتبادل مع النظم القائمة

وقد استثمرت معظم المنظمات بالفعل استثمارات كبيرة في نظام إدارة المعلومات المتعلقة بالنظم، ونظم إدارة الجودة، وبرامجيات تخطيط الموارد في المؤسسة، ولا يمكن أن يكون ردها واقعيا، ولا بد من إدماج البلوكشاين كنفقة تعزز إمكانية التعقب دون تعطيل العمليات اليومية، وهذا يتطلب وجود مؤشرات قياسية قوية، ومتوسطة، وأحيانا هياكل ذات دوافع مناسبة، من أجل تزامن البيانات بين النظم القديمة ودفتر الأستاذ.

مجموع تكلفة الملكية

ويمكن أن تكون تكاليف التطوير الأولية للسلاسل العالية مرتفعة بسبب الحاجة إلى مهندسين متخصصين في مجال السلاسل، وإلى هياكل أساسية جديدة (خواديم العقد)، واختبارات واسعة النطاق، وتشمل التكاليف الجارية صيانة العقيدات، وتخزين بيانات السلاسل (التي تنمو بمرور الوقت)، ورسوم المعاملات إذا استخدمت شبكة عامة، غير أن الوفورات من انخفاض تكاليف مراجعة الحسابات، وانخفاض معدلات الغش، وتسارع تسوية المنازعات كثيرا ما تعوض هذه النفقات في غضون سنتين إلى ثلاث سنوات.

الامتثال في الأنظمة والمعايير

وقد تم كتابة العديد من المعايير الصناعية (ISO 17025 لمختبرات الاختبار، و ISO 9001 لإدارة الجودة، وFDA 21 CFR Part 11 للسجلات الإلكترونية) قبل أن توجد قيود، غير أن هذه المعايير تستند إلى الأداء وتتيح عموماً لأي تكنولوجيا تفي بمبادئ سلامة البيانات وأمنها وإمكانية مراجعة الحسابات، وينبغي للمنظمات أن تتعاون مع هيئات التصديق لضمان أن يؤدي تنفيذها في سلسلة من السلاسل إلى تلبية القصد من المعايير.

الاتجاهات المستقبلية: عقود الذكاء، والتصنيف، والاختبارات المستقلة

أما الحدود التالية فهي مزيج من الاختناق مع شبكة الإنترنت من الأشياء والعقود الذكية لإنشاء نظم إيكولوجية مستقلة للاختبارات، وتصور غرفة اختبار يمكن التحقق منها، عند بلوغ درجة الحرارة والرطوبة المطلوبة، أن تبدأ تلقائياً نظام حيازة البيانات، وتعجل بالنتائج، وتقدمها إلى جميع هذه الفئات دون تدخل بشري، ويمكن أن تؤدي عقود الاختبار إلى تنبيهات أو حتى إلى وقف الإنتاج الفوري إذا تجاوزت حدود معينة من الإخفاقات في الاختبار.

خاتمة

إن بلوكشاين ليس رصاصة فضية لكل مشكلة من مشاكل التعقب، ولكن بالنسبة للاختبارات الهندسية - حيث تكون سلامة البيانات وإمكانية مراجعة الحسابات والثقة هي ذات أولوية - فهي توفر حلاً تحويلياً، إذ أن الانتقال من قواعد البيانات المتحركة والمستقرة إلى دفتر دفاتر مشترك غير قابل للتعديل، يمكن للمنظمات الهندسية أن تقلل من الاحتيال وتبسط عمليات المراجعة وتعمق الثقة مع الزبائن والمنظمين، ويستلزم المسار إلى الاعتماد تخطيطاً دقيقاً ونوعيةًاًاًاً تكنولوجيةً سليمةً.