运输

3D打印制造中心如何优化城市物流

研究人员来自卡迪夫大学的商学院正在研究3D打印制造中心将如何很快取代我们在世界各地都很熟悉的多级交通系统。

多梯级系统是基于外包制造的系统,并且依赖于跨多个分发中心的供应商层。这是世界上大部分运输结构的系统基于,而卡迪夫研究人员认为3D印刷可能只是摇动件事的技术。

卡迪夫商学院管理科学讲师Emrah Demir及其同事制造系统管理高级讲师Daniel Eyers和运营管理讲师Yuan Huang提出了一种高效的数学模型,用于研究3D打印生产与交通规划集成的各种场景,以及这可能为物流公司带来的潜在利益,以克服具有挑战性的城市物流。

“一般来说,分别解决了生产和运输问题,”他们解释说。“在这项研究中,我们试图整合履行客户订单和准时交货的重要部分,每天和每周看运输和生产。我们提出了一种简单但有效的算法,可以解决维持高3D印刷机使用率和有效van利用的问题。

“在这样做时,我们提供了一种适用于中小企业运营的易于重新配置的记分牌工具,并能够使用非金融驱动程序。”

UPS希望拥抱3D打印
UPS运输卡车。照片通过UPS。

与运输物流集成3D打印

近年来,3D印刷越来越多地融入世界各地的运输系统,以帮助简化和改进运输部门的领域,特别是在城市物流中。城市物流指的是城市货运分配和提高其效率的策略,同时减轻拥堵和其他环境影响。

例如,美国海军具有将3D打印纳入其操作,在某些情况下乘坐军舰,快速生产备件和原型,展示了运输资源如何也可以作为响应性制造媒介。粘合剂喷射3D打印机OEM外来最近的任务是开发一个便携式3D印刷厂为了美国国防部(国防部),包含武装部队可能需要在该领域生产的一切,是土地,空气或大海。

别处,亚马逊专利3D印刷卡车有潜力成为未来消费品的移动制造中心。该专利于2015年提交,描述了3D打印服务提供商在移动卡车上打印客户订单的能力,当时预计该公司将着眼于该领域更广泛的商业模式。

同时,全球航运和物流提供商联合包裹还在3D打印投资,安装了一些带3D打印机的商店以创建一个用于制造商的按需打印网络在美国。据报道,UPS正试图“重新定义我们所知道的备件物流和合同物流”,通过大幅削减交货时间和运输成本。

其他的例子包括全球物流公司DHL的尝试用无人机运送包裹,以供应医疗产品、包裹递送品牌DPD与机器人专家合作星舰最后一英里的送货,还有劳斯莱斯的循环经济模型减少其负担喷气发动机维护,在这部署了一些3D打印组件通过终身服务项目。

亚马逊的蓝色,黄色和白色送货在飞行中完成。照片通过亚马逊。
亚马逊的无人机送货服务。照片通过亚马逊。

通过3D印刷和城市物流改善医疗保健分配

在他们的研究中,Demir、Eyers和Huang研究了如何将3D打印制造中心与城市物流整合起来,应用于向位于城市环境中的客户分销医疗保健产品。特别是,他们将他们的数学模型应用于各种情况下的助听器的分配,其中3D打印生产和交通规划相结合。

“我们知道有一个真正需要考虑环境,”他们说。“许多物流公司已经开始思考如何对此作出反应。在我们的工作中,我们展示了一种可能的互补方法,可以集成迫切需要的定制医疗设备的本地生产和分配。这是一个非常特殊的案例,但我们认为它可以扩展到其他领域。“

研究人员基于他们对医学行业的真实案件的调查,并得出结论,建立这些类型的3D印刷物流设施是“完全合理的”,识别许多现有的商业局,配备了技术能力。它成功地做到了这一点。本文的研究是在Covid-19大流行之前进行的,并且研​​究人员认为随后已经突出了全球的随后锁定和供应链中断,从而进一步强调了更具本地化物流解决方案的潜在优势。

他们表示:“物流服务提供商对3D打印的需求很大。”“我们的工作显示出明显的商业机会。有些应用程序还需要克服一些技术困难,但我们预计未来会有早期用户采用我们的主张。”

研究人员在每天和每周进行3D印刷助听器的运输和生产,开发了一种新颖的数学优化模型,寻求改善串联的客户订单的实现,以确保准时交货。该算法产生了一种同时保持高3D打印机使用率和有效van利用的解决方案。使用此方法,它们设计了一种适用于小型和中型操作的记分牌工具,以优化自己的生产输送过程,这可以轻松地根据生产方案重新配置。

“虽然,所需的是,重点是建立制造设施,并将人员和技术聚集在一起,”研究人员继续。“这是一个真正的挑战,在思考3D打印时经常被忽视。重要的是要记住它不仅仅是技术。在这种情况下,我们通过提出分析决策支持来看看制造技术和运输。“

一辆FedEx定制关键卡车,按需,同样=日交付。照片通过联邦快递
联邦快递定制关键卡车,按需当日送达。照片通过联邦快递

3D打印在物流中的作用的未来潜力

虽然Demir和他的同事专注于本研究中的3D印刷助听器的生产和交付流程的优化,但他们认为在许多其他送货部门(如零售)中可以看到与城市物流集成3D印刷制造中心的潜力商店和超市家庭送货。

“我们已经知道超市正在使用调度算法来决定如何将货物交付给商店或房屋,”他们添加。“这将为他们提供一个延长其在其他市场存在的绝佳机会。我们专注于仅提供医疗设施的运输,但它非常令人满意,它可以与其他零售商合作以分享运输能力。这对于效率很好,并且可能具有良好的环境效益。

“制造商有很多机会延长他们的产品或通过城市物流与客户互动。”

有关该研究的进一步详情,可以在标题的论文中找到“通过最后一英里竞争:在城市物流背景下战略3D打印,”在计算机和运营研究期刊中发表。该研究由E. Demir,D. eyits和Y. Huang共同撰写。

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特色图片显示S.UPS运输卡车。照片通过UPS。

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