离散制造业

将3D打印纳入供应链的模型进步

来自美国西点军校和北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一个模型,以帮助确定如何将增材制造(AM)技术纳入备件供应链。

由马特·希普曼 2021年9月23日
提供:Chris Vavra, CFE媒体与技术

对于军事和工业供应链来说,快速、可靠地将备件运送到需要的地方是一项物流挑战。来自美国西点军校和北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发了一个计算模型,以帮助确定如何最好地将增材制造(AM)技术纳入这些备件供应链。

AM技术,或称“3D打印机”,具有巨大的潜力,可以缓解与随时随地提供备件相关的物流挑战。然而,AM技术在运输时既昂贵又棘手。他们还需要受过专门培训的人员。更重要的是,备件供应链可能特别复杂,因为需求通常是间歇性的——这意味着你可能不知道什么时候需要提供某个特定的部件,或者在任何时候可能需要多少个部件。

将AM整合到供应链中

因此,考虑到这些物流挑战和AM技术的限制,将这些技术整合到供应链中最有效的方法是什么?

布兰登·麦康奈尔(Brandon McConnell)是一篇关于新模型的论文的合著者,他表示:“之前关于增材制造如何融入供应链以应对备件挑战的研究,做出了很多假设,但这些假设不一定反映出需求高度间歇性的现实情况。”麦康奈尔是北卡罗来纳州爱德华P.菲茨工业和系统工程系的助理研究教授。

“为了推动该领域的发展,我们决定建立一个计算模型,可以避免一些假设,并帮助我们开始以一种有意义的方式解决这些挑战。我们现在展示的是概念验证工作,但我认为它让我们在帮助组织开发供应链方面迈出了实质性的一步,能够更快、更可靠地将备件送到需要的地方。”

提供:Chris Vavra, CFE媒体与技术

提供:Chris Vavra, CFE媒体与技术

当将AM纳入供应链时,你必须确定AM技术应该位于哪里。在频谱的一端,所有的调幅技术将位于一个地方。集中化使AM技术易于供应和操作,但由于运输时间和相关成本,消除了AM的许多优势。在频谱的另一端,调幅技术将分布在整个网络,尽可能接近终端用户。分散化极大地减少了运输时间,但也使得向AM站点供应原料变得更加困难,并大大减少了可以在任何一个地点生产的材料数量。

为了解决这个问题,研究人员开发了一个模型,着眼于间歇性需求的两个关键方面。一个因素是在请求备件之间可能有多长时间。第二个因素是在数量或所需备件的数量方面可能有多少可变性。

使用他们的新模型,研究人员发现,需求可能越少,在给定的物品需要多少方面的可变性越大,集中式系统就越有可能是最有效的。当需求更频繁,且需求在数量上可能更一致时,系统就更有可能从位于终端用户附近的增材制造资源中获益。

并且,假设系统的增材制造能力是恒定的,需要的备件数量越大,系统就越有可能从其增材制造资源的集中中获益。

麦康奈尔表示:“这些观察结果本身,代表着我们对如何将AM纳入备件供应链的理解向前迈进了一步。”“然而,当我们开始开发更复杂的模型来应对更棘手的挑战时,这些发现也为我们奠定了坚实的基础。”

例如,研究人员现在正在修改他们的模型,以考虑特定AM技术的不同能力和局限性。研究人员还对模型进行了修改,以考虑在一个给定的供应链中可能需要的更多样化的、从而更真实的备件库存。

- Chris Vavra编辑,网页内容经理,控制工程, CFE Media and Technology,cvavra@cfemedia.com


马特·希普曼
作者简介:马特·希普曼(Matt Shipman),北卡罗莱纳州立大学研究交流负责人