變革：美國(guó)防部3D打印零部件存儲(chǔ)庫(kù)，推動(dòng)軍需備件供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型

2023年12月3日，南極熊獲悉，美國(guó)國(guó)防后勤局(DLA) 與創(chuàng)新咨詢(xún)公司BMNT展開(kāi)合作，促成了國(guó)防部 (DoD) 3D打印零件存儲(chǔ)庫(kù)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(guó)國(guó)防供應(yīng)鏈發(fā)生轉(zhuǎn)變，展示了增材制造 (AM) 在國(guó)防和國(guó)家安全方面的巨大變革潛力。

國(guó)防后勤新時(shí)代的出現(xiàn)

目前，負(fù)責(zé)美國(guó)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(gòu)供應(yīng)軍事基地、車(chē)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(cuò)誤、缺陷或假冒等諸多問(wèn)題。據(jù)3DPrint宏觀分析師 Matt Kremenetsky透露，最近AOGTechnics 公司經(jīng)銷(xiāo)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(dòng)學(xué)院高級(jí)研究的學(xué)生有機(jī)會(huì)參觀國(guó)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(guó)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(guò)程非常費(fèi)力，技術(shù)人員需要花費(fèi)數(shù)月的時(shí)間來(lái)篩選過(guò)時(shí)的技術(shù)文檔和復(fù)雜的工程圖表。

認(rèn)識(shí)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(guó)防部之間的專(zhuān)門(mén)合作項(xiàng)目。該公司依靠專(zhuān)門(mén)的工具和流程來(lái)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(gòu)法規(guī)的約束，從而實(shí)現(xiàn)了更加靈活、以問(wèn)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(kāi)發(fā)和部署營(yíng)造了協(xié)作環(huán)境。

3D 打印的飛躍

在實(shí)施新流程一個(gè)月內(nèi)，DLA 授予了OTA 合同，用于開(kāi)發(fā)自動(dòng)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(chǔ)庫(kù)，標(biāo)志著國(guó)防部庫(kù)存管理的獨(dú)特成就。

新的 OTA 流程既簡(jiǎn)化了 DLA 的零部件采購(gòu)，又通過(guò)將數(shù)千家美國(guó)制造商納入國(guó)防供應(yīng)鏈來(lái)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(gòu)零件所需的時(shí)間從三個(gè)月以上縮短到不到兩周。

更廣泛的國(guó)防制造背景

BMNT 與 DLA 的合作代表了美國(guó)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(guó)防增材制造：市場(chǎng)分析和預(yù)測(cè)》報(bào)告中詳細(xì)介紹的那樣，國(guó)防部和相關(guān)制造商正在對(duì)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(duì)流行病、軍事沖突等難以預(yù)測(cè)的全球挑戰(zhàn)。

根據(jù) AMR 報(bào)告，到 2024 年，國(guó)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�?dòng)力，而勞動(dòng)力成本是其成本的兩倍多。美國(guó)海軍部 (DoN) 最近的一個(gè)增材制造項(xiàng)目預(yù)算約為 1500 萬(wàn)美元，僅分配了約 400 萬(wàn)美元用于直接采購(gòu)硬件和材料，其余 1000 萬(wàn)美元用于勞動(dòng)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(huì)有另外一到三美元的間接支出。此外，國(guó)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(zhǎng)率 (CAGR) 增長(zhǎng)，到 2030 年將達(dá)到近 15 億美元，其中金屬增長(zhǎng)最快。

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

數(shù)字軍備競(jìng)賽

美國(guó)并不是唯一一個(gè)致力于提高數(shù)字制造能力的國(guó)家。除了英國(guó)、加拿大和澳大利亞的盟友之外，世界各國(guó)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(zhǎng)最快的部分是在中國(guó)。

正如3DPrint PRO 所述，美國(guó)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(guó)際增材制造專(zhuān)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(guó)占據(jù)全球工業(yè) 3D 打印機(jī)市場(chǎng)的最大份額，占33%。

此外，美國(guó)國(guó)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(zhǎng)證明了國(guó)防后勤和運(yùn)營(yíng)對(duì)增材制造的依賴(lài)日益增加，凸顯了 3D 打印在國(guó)家安全中的戰(zhàn)略重要性。

另一方面，我國(guó)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(kāi)始后來(lái)居上。盡管在學(xué)術(shù)影響力上略落后于美國(guó)，但中國(guó)在商業(yè)領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。值得注意的是，中國(guó)已經(jīng)在低成本桌面3D打印市場(chǎng)確立了主導(dǎo)地位，超過(guò)120家制造商在2021年銷(xiāo)售的320萬(wàn)臺(tái)產(chǎn)品中，90%出口到海外。

鉑力特（BLT）、華曙高科等國(guó)產(chǎn)公司不僅收入快速增長(zhǎng)（到 2022 年，BLT 的收入將增長(zhǎng)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(guó)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(jí) 3D打印領(lǐng)域仍然處于領(lǐng)先地位。相反，中國(guó)成功占領(lǐng)了低成本市場(chǎng)，并在工業(yè)領(lǐng)域快速前進(jìn)。中國(guó)企業(yè)正在通過(guò)積極的增長(zhǎng)和擴(kuò)張來(lái)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。