DfAM专栏 | 未来，3D打印将为供应链带来哪些改变？

虽然，3D打印永远无法和传统批量生产的供应链所带来的规模经济效益相比，但是，伴随着时间的推进，3D打印技术正变得更加强大和可靠，它与供应链形成互补，正在深刻地推动着供应链的转型升级。

根据Gartner的数据显示，38%的供应链经理已经使用3D打印技术，47%的供应链经理计划在未来两年内开始使用3D打印技术。按此推算，两年后，每20名供应链专业人士中将有17人在其分销网络中使用3D打印技术。

如今，3D打印技术正在凭借以下六种优势在供应链当中发挥不可或缺的作用。

在传统的供应链模式下，企业往往需要从外部供应商购买原材料，然后在工厂中进行大批量的生产，再通过仓储和分销网络配送到客户手中。因此，企业大量的资金都用在了厂房建设、设备购买及人员配置，导致整个供应链变得复杂，加大了企业管理的难度。出于经济方面的考量，数十年来，企业一直将供应链外包给采用传统制造方法的公司。

但是，国际货运成本在逐年增加、贸易关税争端加剧，国际物流的风险和成本也在不断上升。企业与多家供应商、独立承包商进行谈判所需的时间，以及不同时区间的沟通问题、语言差异等因素也使得外包工作变得更加复杂。外包供应链比以往任何时候都变得更加分散，使其开始失去往日的优势。

3D打印所带来的端到端流程是一种成熟的生产模式，也是3D打印的一个关键优势。通过3D打印技术，企业可以通过简单和专业的操作软件，将原本外包的供应链实现自我生产。比如说，有的企业通过内部的3D打印设备制作原型甚至小批量生产，可以避免由于原型制作生产的外包而带来的知识产权泄露的风险。

与外包相比，3D打印的投资回报率通常较高，简化供应链还能在其他许多方面节约成本。

1）运输成本
从海外运输备件或低周转率零件产生的物流费用非常高，3D打印可以帮助解决这一问题。只要安装一台3D打印机，即可按需生产零件。某项研究表明，这样可以帮助企业最多节省85%的运输成本。

2）仓储
过剩库存和低周转率零件占据了大量的仓储空间。相关研究还表明，通过减少成品的库存量，企业可节省17%的成本。DHL发布的报告显示，3D打印备件可以占到一家普通公司的未使用或过剩库存的20%以上。许多汽车制造商需要为自己生产的每一辆汽车储备7-10年的备件。凭借3D打印的优势，工厂通过可实现按需生产，不需要提前准备库存。

3）提高利润率
根据美国劳工统计局的公开数据和制造业经济数据估计，美国制造业的运行成本为4,258,341美元/每分钟，利润率仅为22,480美元/每分钟。

因此，如果3D打印能缩短生产的时间，哪怕是一分钟、一小时、一周或一个月，那么它都能对大型行业产生积极影响。虽然利用3D打印技术在企业内部生产单个原型零件似乎并不能大量节省成本，但是，对那些大型制造厂而言，时间或金钱的节省效应将会得到迅速叠加。

4）减少材料浪费
3D打印以分层的方式生产零件。与数控加工等减材制造方式不同，增材制造只有在需要的时候才产生耗材。3D打印按制造商提供的准确规格并根据需要生产零件或工具，因此能减少浪费。

5）减少人力需求
对于美国企业而言，海外的人工成本比美国本土工人成本要低。因此，许多制造商会将劳务外包，但如果使用3D打印，可以减少企业对劳务外包的依赖。得益于3D打印机的运行时间和可靠性已经有所提升，而且由网络启动的机器可通过直观的打印机管理软件进行控制，一名经过培训的工人通过3D打印就可以在工作站操控小型备件实现生产。

传统供应链在复杂程度日益提升的同时，响应能力却鲜有改善。3D打印可缩短制造周期，减少海外运输活动，几乎可以省去前置时间。零件的3D打印时间取决于零件的复杂程度，多以小时为单位，而不是以星期为单位。使用多台机器可以轻松提高产量，满足需求。3D打印具有的无限灵活性和强大的响应能力，能帮助企业具备更强的竞争优势。随着供应链不断向这种现代模式转型，企业可以提升其他方面的效率。

3D打印为小批量制造带来了显著优势——打破几何形状的限制。注塑等传统生产手段遵循“面向制造的设计”原则，限制了产品形状。而3D打印可以通过生成设计模式，更高效地设计出不规则的几何形状，从而改善产品的结构性能、节省材料、缩短设计到制造的周期。

像颠覆出租车行业的“优步”和颠覆酒店行业的“爱彼迎”一样，3D打印可以不断强化消费者对供应链的影响。在数字化为“需求经济”提供动力的大环境下，3D打印和互联制造之间将产生完美的协同效应。

零件的按需生产有助于制造个性化水平更高的成品或“准成品”(例如带有个性化打印配件的服装、带有定制化设计的手机壳、为工人制造采用人体工程学设计的工具)。

对于传统供应链来说，3D打印按需生产的特性能够保障产品的供应。从根本上来说，3D打印机可以代替“即时”库存。虚拟仓库现在已成为一种现实，它可通过数字方式向最近的3D打印机发送3D模型文件。

在制造行业，企业之间的竞争往往是供应链之间的竞争。在企业保持最佳服务水平的前提下，将3D打印嵌入供应链可以提升客户满意度和忠诚度。对于一家企业，通过供应链的改善可以实现面向客户更快的反应速度、具备解决多样需求的应变能力，从而为用户带来更好的消费体验，让企业在激烈的竞争中脱颖而出。

我们已经看到，由于手机的普及，发展中国家正在淘汰固定电话。人们总是青睐更灵活、对基础设施需求更少的技术。随着工业4.0技术的普及，3D打印将会革新当前复杂的传统供应链模式，为整个行业带来意想不到的变化。