3D打印还是需要库存?杜克大学教授给出了数学模型 

2019-09-22 19:01 发布

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北卡罗莱纳州杜克大学福库商学院的教授Jeannette Song创建了一个数学模型,帮助公司平衡3D打印需求和备件存储之间的成本。

在一篇名为“库存还是打印?3D打印对零部件行业的影响”论文中有所描述,该模型有助于识别哪些零部件需要3D打印,以及什么时候需要库存。

宋教授解释说:“对于公用事业公司来说,如果手头没有备件,就会造成巨大的破坏。”“他们必须有可靠、及时的备件供应。”

“传统上,处于这种地位的公司在每个市场都会有一个巨大的仓库。但现在3D打印是一个可行的选择,所以你有两个选择。”

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绘画描绘了Jeannette Song的3D打印和存储备件的混合方法

解决备件的Catch 22

传统上,产品供应商需要大量的库存空间,这既昂贵又低效。正如宋所解释的,“它占用空间和资金,有损坏的风险。“随着3D打印技术的出现,制造商有了在需要时生产所需备件的手段,因此减少了库存空间。

像德国联邦铁路(DB)这样的大公司已经制定了3D打印他们的备件和按需更换的方案。此后,DB 3D打印了近1.5万个零部件和其他产品,帮助实现了显著的节约,并减少了车辆停机时间。这家主要的欧洲铁路公司还与3D打印软件开发商3YOURMIND合作,建立了一个数字备件仓库。

英国机车车辆运营商Angel Trains (ROSCO)也在致力于3D打印火车零部件。天使列车于2018年底宣布与领先的3D打印机OEM厂商Stratasys合作,3D打印包括扶手、扶手把手和座椅靠背等多种部件。

然而,选择数字库存而不是实体仓库的一个潜在缺点是,按需3D打印所需的时间,这个问题在宋教授的研究中得到了解决。

3D打印还是不3D打印?

为了解决这一难题,宋教授已经确定了一种混合的方法作为存储备件的最佳方法,因为公司手头有一些备件,而3D打印只有在需要的时候才会打印其他的。宋认为,这种方法对大多数公司来说都是最优的,因为放弃所有的备件库存风险很高,而3D打印某些零部件的需求可以节省很多钱。“如果你在大规模经营,你仍然需要保持库存,”宋补充说。“但一点点的灵活性会大有帮助。”

她的数学模型是为了帮助公司准确地确定哪些零件应该3D打印,哪些应该已经备齐。宋的模型基于一家设备制造商进入一个新的国际市场,因为它将为公用事业公司提供没有任何基础设施的备件。公用事业行业被认为是一个完美的基础上的模式,因为它依赖于高供求的备件。在电力短缺或部件故障的情况下,为了维护或恢复服务,需要快速更换部件。

宋的模型能够计算出更频繁地需要哪些备件,以及应该存储多少备件。它还对那些不会削弱公司有效运作能力的零部件提出了建议,因此可以按需3D打印。宋总结道:“重要的决定是你如何对所有这些部分进行合理化,哪些要储存,哪些要打印。”

“在大多数情况下,我们发现3D打印机根本不会被大量使用,但该公司节省了大量库存。”

本文所讨论的论文发表在《管理科学》杂志上,是宋教授和现任宾夕法尼亚州立大学(PSU)助理教授的张跃合作完成的,张跃在福库商学院获得博士学位时进行了这项研究。
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