选择库存零部件？还是按需3D打印零部件？最佳解决方案来了

aau讯（卢晶），如今，AM在许多行业的一个主要潜在应用是利用该技术按需3D打印零部件，以解决仓库库存问题。显然，这一举措有助于节省时间和金钱，但这个解决方案是否可行呢？

现如今，企业面临一个重要的选择，是继续库存备件还是仅在需要时3D打印配件？这看起来很好选择，对吧？但结果显然不是。根据杜克大学福夸商学院商务对接教授Jeannette Song的说法，零件供应商意识到他们需要随时备足备件，因为他们无法预测零件什么时候会破裂，他们需要在任何给定时刻都可以提供大量库存的零件。

Song说：“对于库存备件，这一决定会让企业负担库存空间成本，而且存在损坏的风险。是一个低效且昂贵的决定。”。

基于此，拥有可3D打印备件的数字化库存意味着制造商可以不用库存各种备件以备不时之需。但是，这种方法有其自身的一系列问题。比如，“这意味着您没有真实存在的东西，因为3D打印需要时间。所以这是一种权衡，”Song解释说。

对此，Song认为，将两种方法有效结合是最为稳妥的解决方案之一，即在必要时打印一些零件，但也需要保存少量的其他零件的库存。但这面临一个难题，那就是很难知道哪些零件应该保留在库存中，哪些零件应该进行3D打印。为了帮助制造公司确定3D打印按需备件与存储备件的利弊，Song提出了一个有用的数学模型。

该模型基于一家设备制造商，该设备制造商正在进入一个新的国际市场：公用事业行业，该行业严重依赖备件。当零件磨损或电源出现故障时，公司需要迅速将替换件送往现场，以恢复或维护服务，但这通常不是一个零部件。例如，由多达36个不同的成型零件制成的变压器等等。

Jeannette Song，R。David Thomas杜克大学福夸商学院教授

“对于公用事业来说，当企业没有充足备件时，会导致巨大的混乱。因此，他们必须及时、可靠的供应备件，”Song解释说。“传统上，经营这一业务的公司会在每个市场上租赁一个庞大的仓库，但是现在3D打印给了企业另一种可行性选择。因此，企业现在会有两种选择。”

据了解，Song的模型所基于的制造公司将向没有基础设施的公用事业公司提供备件。并且，其在《管理科学》杂志发表了一篇描述数学模型的论文，题为“库存还是3D打印？论3D打印对备件行业的影响”。该研究得到了目前在宾夕法尼亚州立大学担任助理教授的Yu Zhang的帮助。

在研究过程中，“我们提出了一个通用框架，以研究存在3D打印技术的备件物流设计。我们考虑了在面临随机需求的多个零件方面，采用按库存采购/制造与按需打印的方式来突出传统制造和3D打印在生产模式方面的主要差异。为了长期使系统平均成本降至最低，我们的模型确定了要库存的零件和要打印的零件。我们发现，随着额外的打印单位成本下降和打印速度提高，3D打印机利用率得到提高。但是增长率的下降证明了收益递减效应。我们还找到了增加零件品种并降低零件临界程度的最佳利用率，这表明了3D打印技术在大量零件品种库存方面的价值以及关键零件的库存价值。”

“我们还推导出了问题的各种结构特性，并设计了一种有效的算法来获得接近最优的解决方案。最后，我们的研究数据表明，通常在现实的参数设置下很少使用3D打印机，但可以节省大量成本，这表明在最小化成本的情况下库存和打印之间具有互补性。”

完全库存备件的方式很浪费金钱，但按需3D打印零件可以帮助降低成本，将两种方式融合是最佳的解决方案。企业可以使用Song的数学模型计算出最有可能需要的特定零配件，以及库存零件量和按需3D打印零件的品种。

“但如果您是大规模经营，则仍需要保留库存，这就需要您灵活处理。”Song说。“对于企业来说，最重要的决定是如何合理化所有零件，哪些零件要库存，哪些零件要打印。在大多数情况下，我们发现使用3D打印机打印零件的情况很少，但是对公司来说却节约了大量库存。”

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