變革：美國防部3D打印零部件存儲庫，推動軍需備件供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型

2023年12月3日，南極熊獲悉，美國國防后勤局(DLA) 與創(chuàng)新咨詢公司BMNT展開合作，促成了國防部 (DoD) 3D打印零件存儲庫的創(chuàng)建。這一舉措克服了傳統(tǒng)采辦系統(tǒng)的局限性，標(biāo)志著美國國防供應(yīng)鏈發(fā)生轉(zhuǎn)變，展示了增材制造 (AM) 在國防和國家安全方面的巨大變革潛力。

國防后勤新時(shí)代的出現(xiàn)

目前，負(fù)責(zé)美國政府廣泛后勤業(yè)務(wù)的 DLA 面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，他們需要高效采購供應(yīng)軍事基地、車輛和武器所需的86% 維修用零件。此外，這些零件極易存在標(biāo)簽錯誤、缺陷或假冒等諸多問題。據(jù)3DPrint宏觀分析師 Matt Kremenetsky透露，最近AOGTechnics 公司經(jīng)銷的航空航天備件存在假冒認(rèn)證文件被發(fā)現(xiàn)，給空客、波音和賽峰等主要航空航天公司造成了混亂。

△作為課程內(nèi)容的一部分，空中機(jī)動學(xué)院高級研究的學(xué)生有機(jī)會參觀國防后勤前沿的關(guān)鍵設(shè)施。在這里，他們參觀了賓夕法尼亞州薩斯奎哈納國防后勤局位于新坎伯蘭的東部配送中心。攝影：DLA Distribution 公共事務(wù)部 Diana Dawa

僅 2019 年，這種低效率就給納稅人造成了約 3.05 億美元的損失，相當(dāng)于三架 F-35 聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)的成本。尋找替換零件的傳統(tǒng)過程非常費(fèi)力，技術(shù)人員需要花費(fèi)數(shù)月的時(shí)間來篩選過時(shí)的技術(shù)文檔和復(fù)雜的工程圖表。

認(rèn)識到范式轉(zhuǎn)變的必要性后，DLA 向BMNT 尋求解決方案。BMNT 于 2013 年由一群硅谷退伍軍人創(chuàng)立，是硅谷與國防部之間的專門合作項(xiàng)目。該公司依靠專門的工具和流程來幫助政府實(shí)體快速、大規(guī)模地創(chuàng)新。

BMNT 的方法引入了利用其他交易機(jī)構(gòu)(OTA)的新簽約流程。這些合同不受標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)邦采購法規(guī)的約束，從而實(shí)現(xiàn)了更加靈活、以問題為中心的方法。該戰(zhàn)略促進(jìn)了技術(shù)提供商與 DLA 需求的快速聯(lián)系，為創(chuàng)新解決方案的開發(fā)和部署營造了協(xié)作環(huán)境。

3D 打印的飛躍

在實(shí)施新流程一個月內(nèi)，DLA 授予了OTA 合同，用于開發(fā)自動掃描裝置和幾何搜索算法。該技術(shù)能夠創(chuàng)建 3D 可打印零件文件的綜合存儲庫，標(biāo)志著國防部庫存管理的獨(dú)特成就。

新的 OTA 流程既簡化了 DLA 的零部件采購，又通過將數(shù)千家美國制造商納入國防供應(yīng)鏈來擴(kuò)大供應(yīng)商基礎(chǔ)。這種擴(kuò)張，再加上按需制造零件的能力，將采購零件所需的時(shí)間從三個月以上縮短到不到兩周。

更廣泛的國防制造背景

BMNT 與 DLA 的合作代表了美國和全球制造業(yè)供應(yīng)鏈正在發(fā)生的另一項(xiàng)重要變化。正如增材制造研究 (AMR) 的《軍事和國防增材制造：市場分析和預(yù)測》報(bào)告中詳細(xì)介紹的那樣，國防部和相關(guān)制造商正在對其生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化，以此作為確保供應(yīng)鏈彈性的一種手段，進(jìn)而應(yīng)對流行病、軍事沖突等難以預(yù)測的全球挑戰(zhàn)。

根據(jù) AMR 報(bào)告，到 2024 年，國防部 (DoD) 在 3D 打印方面的直接支出預(yù)計(jì)約為 5 億美元。這一數(shù)字大大低于總支出，因?yàn)樗�不包括勞動力，而勞動力成本是其成本的兩倍多。美國海軍�?(DoN) 最近的一個增材制造項(xiàng)目預(yù)算約為 1500 萬美元，僅分配了約 400 萬美元用于直接采購硬件和材料，其余 1000 萬美元用于勞動力、設(shè)施、輔助設(shè)備和其他物品。這意味著每花費(fèi)一美元直接支出，可能就會有另外一到三美元的間接支出。此外，國防部增材制造的直接支出預(yù)計(jì)將以 23% 的復(fù)合年增長率 (CAGR) 增長，到 2030 年將達(dá)到近 15 億美元，其中金屬增長最快。

DLA 與 BMNT 的合作以及創(chuàng)建國防部歷史上最大的 3D 零件存儲庫就是向更敏捷和創(chuàng)新解決方案的轉(zhuǎn)變，這與對增材制造不斷增長的財(cái)務(wù)承諾是一致的。這一趨勢不僅表明國防部對先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)先重視，而且凸顯了從長遠(yuǎn)來看顯著節(jié)省成本和提高效率的潛力。

數(shù)字軍備競賽

美國并不是唯一一個致力于提高數(shù)字制造能力的國家。除了英國、加拿大和澳大利亞的盟友之外，世界各國都在增材制造及相關(guān)技術(shù)上投入了數(shù)十億美元嗎，其中增長最快的部分是在中國。

正如3DPrint PRO 所述，美國已經(jīng)能夠在增材制造領(lǐng)域培養(yǎng)強(qiáng)大的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)并吸引全球人才，在與增材制造相關(guān)的學(xué)術(shù)研究方面處于領(lǐng)先地位，這體現(xiàn)在較高的 H 指數(shù)和大量國際增材制造專業(yè)學(xué)生的流入。這種學(xué)術(shù)實(shí)力轉(zhuǎn)化為 3D 打印技術(shù)的強(qiáng)勁工業(yè)應(yīng)用，美國占據(jù)全球工業(yè) 3D 打印機(jī)市場的最大份額，占33%。

此外，美國國防部正在大力投資增材制造，預(yù)計(jì)到 2030 年支出將接近 15 億美元。這種增長證明了國防后勤和運(yùn)營對增材制造的依賴日益增加，凸顯了 3D 打印在國家安全中的戰(zhàn)略重要性。

另一方面，我國在包括增材制造在內(nèi)的多項(xiàng)關(guān)鍵和新興技術(shù)方面開始后來居上。盡管在學(xué)術(shù)影響力上略落后于美國，但中國在商業(yè)領(lǐng)域取得了長足進(jìn)步。值得注意的是，中國已經(jīng)在低成本桌面3D打印市場確立了主導(dǎo)地位，超過120家制造商在2021年銷售的320萬臺產(chǎn)品中，90%出口到海外。

鉑力特（BLT）、華曙高科等國產(chǎn)公司不僅收入快速增長（到 2022 年，BLT 的收入將增長66%，達(dá)到 1.4 億美元），而且還在擴(kuò)大全球影響力。僅BLT 一家公司的市值就達(dá)到約 25.3 億美元，比任何其他上市增材制造公司都更有價(jià)值。增材制造能力得到了更廣泛的應(yīng)用。

這種焦點(diǎn)分歧是驚人的。美國憑借強(qiáng)大的研究基礎(chǔ)和龐大的工業(yè)安裝基礎(chǔ)，在高端工業(yè)級 3D打印領(lǐng)域仍然處于領(lǐng)先地位。相反，中國成功占領(lǐng)了低成本市場，并在工業(yè)領(lǐng)域快速前進(jìn)。中國企業(yè)正在通過積極的增長和擴(kuò)張來挑戰(zhàn)成熟的全球企業(yè)，這標(biāo)志著全球 3D 打印格局的轉(zhuǎn)變。