卡迪夫大學(xué)商學(xué)院的研究人員正在研究3D打印制造中心如何盡快取代世界上許多人熟悉的多級(jí)運(yùn)輸系統(tǒng)。多級(jí)系統(tǒng)是基于外包制造的系統(tǒng)，在很大程度上依賴于分布在多個(gè)配送中心的供應(yīng)商層。這種系統(tǒng)是世界上大多數(shù)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)所基于的系統(tǒng)，加的夫研究人員認(rèn)為3D打印可能只是改變事物的技術(shù)。
卡迪夫大學(xué)商學(xué)院管理科學(xué)專業(yè)的讀者Emrah Demir及其同事制造系統(tǒng)管理高級(jí)講師Daniel Eyers和運(yùn)營(yíng)管理講師Yuan Huang提出了一種有效的數(shù)學(xué)模型，用于研究各種3D打印集成方案。運(yùn)輸計(jì)劃，以及這可能為交付公司奮力克服具有挑戰(zhàn)性的城市物流帶來的潛在好處。
他們解釋說：“通常，生產(chǎn)和運(yùn)輸問題是分別解決的。在這項(xiàng)研究中，我們嘗試將履行客戶訂單和按時(shí)交貨的重要部分整合在一起，每天和每周查看運(yùn)輸和生產(chǎn)情況。我們提出了一種簡(jiǎn)單而有效的算法，可以解決維持高3D打印機(jī)利用率和有效貨車?yán)寐实膯栴}。這樣做，我們提供了一種易于重新配置的基于分?jǐn)?shù)板的工具，該工具適用于中小企業(yè)運(yùn)營(yíng)，并且能夠使用非財(cái)務(wù)驅(qū)動(dòng)程序。”
UPS送貨卡車。通過UPS拍照。
將3D打印與運(yùn)輸物流相集成
近年來，3D打印已越來越多地集成到世界各地的運(yùn)輸系統(tǒng)中，以幫助簡(jiǎn)化和改善運(yùn)輸領(lǐng)域，尤其是城市物流領(lǐng)域。城市物流指的是城市貨運(yùn)分布，是指在減輕擁堵和其他環(huán)境影響的同時(shí)提高效率的策略。
例如，美國(guó)海軍已將3D打印納入其業(yè)務(wù)，在某些情況下是在其軍艦上進(jìn)行的，以快速按需生產(chǎn)備件和原型，從而證明了運(yùn)輸資源還可以用作響應(yīng)性制造媒介。 Binder jet 3D打印機(jī)OEM ExOne最近受命為美國(guó)國(guó)防部（DoD）開發(fā)便攜式3D打印工廠，其中包含武裝部隊(duì)在野外生產(chǎn)零配件所需的一切，無論是陸地，空中還是海上。
在其他地方，亞馬遜在配備3D打印卡車上的專利有可能在未來啟用消費(fèi)產(chǎn)品的移動(dòng)制造中心。該專利于2015年提交，描述了3D打印服務(wù)提供商能夠在移動(dòng)卡車上打印客戶訂單的能力，并且預(yù)計(jì)該公司將目光投向這一領(lǐng)域中更為廣泛的商業(yè)模式。
同時(shí)，全球運(yùn)輸和物流提供商UPS也投資了3D打印，在其部分商店中安裝了3D打印機(jī)，從而為美國(guó)制造商創(chuàng)建了按需打印網(wǎng)絡(luò)。據(jù)報(bào)道，UPS試圖通過大幅減少交貨時(shí)間和運(yùn)輸成本來“重新定義備件物流和合同物流”。
其他例子包括全球物流公司DHL對(duì)使用無人機(jī)提供醫(yī)療產(chǎn)品的包裹直升機(jī)的試用，包裹交付品牌DPD與機(jī)器人專家Starship合作進(jìn)行最后一英里的交付以及勞斯萊斯的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模型以減輕其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)的負(fù)擔(dān)，通過終身服務(wù)計(jì)劃在其中部署一些3D打印組件。
亞馬遜的無人機(jī)送貨服務(wù)。通過亞馬遜拍攝。
通過3D打印和城市物流改善醫(yī)療保健分配
在他們的研究中，Demir，Eyers和Huang進(jìn)行了調(diào)查，研究了如何將3D打印制造中心與城市物流相集成，以將醫(yī)療保健產(chǎn)品分配給位于城市環(huán)境中的客戶。特別是，他們將數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于3D打印生產(chǎn)和運(yùn)輸計(jì)劃相結(jié)合的各種情況下助聽器的分配。他們說：“我們知道確實(shí)需要考慮環(huán)境。許多物流公司已經(jīng)開始考慮如何對(duì)此做出反應(yīng)。在我們的工作中，我們展示了一種可能的補(bǔ)充方法，其中可以集成緊急需求的定制醫(yī)療設(shè)備的本地生產(chǎn)和分銷。這是一個(gè)非常特殊的情況，但我們認(rèn)為它可以擴(kuò)展到其他領(lǐng)域。”
研究人員基于對(duì)醫(yī)療行業(yè)中實(shí)際案例的調(diào)查，得出的結(jié)論是，建立這些類型的組合3D打印物流設(shè)施“完全合理”，從而確定了許多具備技術(shù)能力的現(xiàn)有商業(yè)機(jī)構(gòu)用它來成功做到這一點(diǎn)。本文的研究是在Covid-19大流行之前進(jìn)行的，研究人員認(rèn)為，此后在全球范圍內(nèi)看到的隨后的封鎖和供應(yīng)鏈中斷進(jìn)一步凸顯了更加本地化的物流解決方案的潛在優(yōu)勢(shì)。
他們表示：“物流服務(wù)提供商對(duì)實(shí)施3D打印的需求很大。我們的工作顯示出明顯的商業(yè)機(jī)會(huì)。對(duì)于某些應(yīng)用來說，要克服一些技術(shù)難題，但是我們可以預(yù)見，未來的采用者將采用我們的主張。”
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