本文是AM易道翻译的来自沃斯（Würth）集团的白皮书全文。AM易道没有此报告版权，本文仅作分享，如有任何侵权行为，请权利人及时联系，我们将在第一时间删除。AM易道认为本文很多内容非常有价值，建议读者收藏。这份白皮书深入探讨了数字化库存管理和3D打印如何彻底改变传统制造流程，提高供应链弹性，并为企业开辟新的增长途径。从国防到能源，从汽车到铁路，领先企业正在借助这些创新技术重塑未来。让我们一起揭示数字化转型如何为制造业带来全新的可能性。关于沃斯（Würth）：沃斯集团是全球领先的紧固件和装配材料供应商。成立于1945年，总部位于德国昆策尔绍，沃斯已发展成为一个在80多个国家拥有400多家公司的跨国企业集团。作为工业用品、建筑材料和电气设备的市场领导者，沃斯以其广泛的产品线、创新解决方案和卓越的客户服务而闻名。近年来，沃斯集团积极拥抱数字化转型，其3D打印部门沃斯3D打印集团（Würth Additive Group）正在推动制造业向更加灵活、高效和可持续的未来迈进。

通过推出数字库存服务（DIS）等创新平台，沃斯正在引领制造业进入一个新时代，将传统库存管理与尖端3D打印技术完美融合。总是有库存，利用3D打印简化库存管理风险缓解是一项艰难而乏味的工作。但在一个充满混乱的世界里，保持事物尽可能无聊的能力变得越来越有价值。事实上，在2020年代金融动荡的背景下，各行各业的企业都在加速采用数字解决方案，以减轻宏观经济动荡的影响。与此同时，制造业却落后于人，其利益相关者需要明确数字化在整个企业层面的适当角色。这就提出了一个问题 - 数字解决方案如何帮助制造商降低运营风险的可能性？关于这个话题已经有大量信息被撰写。也许最有说服力的论点是，制造商可以利用数字技术来简化库存管理流程，特别是通过尽可能减少必须从海外采购的组件数量。一个特别令人兴奋和有前景的例子就是数字库存平台与3D打印在需求点附近甚至直接在需求点的交叉应用。本文分析了推动数字库存市场兴起的因素，以及沃斯3D打印集团的数字库存服务这一新产品如何旨在解决关键的催化因素。为什么选择数字库存？ 分布式制造意味着能够从多样化的供应商那里采购零件，以优先考虑地理接近度、交付前置时间和每个零件成本之间的最佳组合。为了让组织能够获得分布式制造的优势，他们需要在整个企业范围内培养和维护数字库存平台。在这种情况下，3D打印是实现供应商到客户之间的距离、生产时间和购买价格最佳组合的最佳工具。3D打印允许在较低的生产量下实现盈利，并促进按需产出。此外，3D打印最大限度地提高了购买者从国内供应商采购零件的能力，这减少了处理遥远供应链和海关当局的复杂性。3D打印曾经仅限于用作原型制作工具，但其在生产最终使用零件方面的作用正在迅速增长，预计在未来几年将显著加强这一轨迹。

上图是全球3D打印生产最终使用零件 

• 横轴：年份（2014-2032） 

• 纵轴：印制零件（百万） 

• 蓝线：金属零件 

• 橙线：非金属零件

  
  

涉及3D打印采用的障碍然而，在实践中，有效执行这个简单优雅的概念仍然相当困难。在3D打印行业发展的这个阶段 - 至少在聚合物方面 - 加速新采用的问题与其说是技术成熟度，不如说是组织准备就绪。对于试图将一种全新技术纳入其工作流程并在规模上重复使用该技术的制造业务来说，生产组件本身的能力仅仅是等式中的一部分。新采用的一些问题与某些材料和技术在资格认证/表征和认证方面的滞后有关。这些问题在3D打印行业的较新领域最为棘手，特别是涉及金属和其他较少经验证的记录的材料，如陶瓷。但转向3D打印生产聚合物和复合材料零件的制造商也必须认识到使用新型生产工艺所涉及的潜在责任。而且，无论材料如何，制造和分销过程的可追溯性仍然是所有用户面临的挑战。对于3D打印的新采用者来说，结合健全的质量保证协议的数字库存与给定3D打印机生产所需组件的能力一样，是等式中同样重要的一部分。拥有整个制造过程的数字化"纸质记录"是确保端到端运营责任的最低起点。在这里，数字化在帮助企业跟上履行现有需求的同时，也创造了一系列新的要求。最重要的是，全面数字化制造过程需要企业实施足以应对手头任务的网络安全协议。除其他考虑因素外，任何此类协议都必须包括保护打印文件、用户数据权限管理以及客户对其制造和库存数据的隐私权。此外，虽然比大多数其他生产流程更容易处理，但企业仍然必须投入资源，确保其劳动力得到充分培训，以使用3D打印进行生产。最后，为了让企业充分利用利用分布式制造优势的潜力，所需的零件需要能够在尽可能多的不同3D打印生态系统中打印。这意味着机器不可知性至关重要，因为它开辟了最大的可用供应商网络。

数字库存的早期采用者的主要经验到目前为止，采用3D打印似乎创造的问题和它解决的问题一样多。虽然一旦3D打印成功实施到企业的工作流程中，情况就完全不是这样，但潜在的新采用者确实需要意识到在成功实施的道路上常见的挑战。幸运的是，许多企业和组织已经识别出这些挑战，正在解决它们，并已经开发出解决方案，以促进3D打印目前能够实现的精确目标：在目标案例中实现敏捷、分散的生产。在他们的进展中，这些早期采用者为所有其他有抱负的3D打印新采用者建立了一个有启发性的模型。其中一些用户是专门的3D打印服务局，他们的收入因不断增长的分布式制造采用率而上升，涉及越来越多的日益有价值的零件：

上图是全球3D打印打印服务收入，所有材料和行业

• 横轴：年份（2014-2032） 

• 纵轴：美元（百万） 

• 蓝线：金属打印服务 

• 橙线：非金属打印服务

  
  

还有其他用户，他们的需求无法通过第三方供应商获得满足，因此他们已经开始建立自己的分布式制造网络。在这里，最具战略重要性的行业的用户处于前沿 - 国防、航空航天/太空、能源、汽车等。迄今为止，他们的所有进展都指向综合数字库存平台的培养是优化3D打印采用的关键。美国国防部（DoD）可能是最引人注目的案例，估计仅在2023年就在3D打印硬件上花费了约3亿美元。延伸阅读：美空军10亿美元采购合同揭秘：3D打印重头戏为支持其3D打印和一般先进制造能力的建设，国防部多年来在其每个分支机构都投入了相当多的资源，以数字化其库存管理流程。这包括评估零件是否适合3D打印，以及开发数字存储库和网络安全基础设施以安全地存储和传输文件。它还需要大量资金用于与最新一代先进制造生态系统相关的劳动力发展计划。

上图是美国国防行业3D打印收入 

• 横轴：年份（2014-2032） 

• 纵轴：美元（百万）

• 红线：材料 

• 浅灰线：硬件

• 深灰线：服务

  
  

在过去几年中，石油和天然气行业的公司也在这些相同领域持续扩大自己的计划，数字化备件目录并加快打印零件的资格认证/认证。例如，在2023年，一群世界上最大的石油和天然气公司签署了一项协议，共同开发数字备件库存。此外，海湾地区的政府一直在花费数百万美元资助3D打印服务局的建立和发展，主要是为了确保石油和天然气行业的供应链。延伸阅读：消灭库存！中东重金打造3D打印数字仓库模式同样，至少十年来，铁路行业一直是3D打印支持的数字库存的最热情的早期采用者之一。德国国家铁路公司德意志铁路 - 世界上最大的铁路公司 - 保存着一个包含约1,000个零件文件的数字库存。到2023年春季，该公司已经实现了3D打印100,000个备件的里程碑。延伸阅读：一文读懂：3D打印逐步渗透万亿铁路产业除了是全球经济核心基础设施不可或缺的组成部分外，所有这些行业之间的一个主要连接线是，它们需要巨大的库存，充满昂贵的备件，在许多情况下，这些备件目前仅以低产量生产。此外，它们的供应链压倒性地依赖于从海外采购的零件。这些组织所包含的产业正转向3D打印支持的数字库存实现分散生产，这是因为它确保了未来获得备件的途径，在所有那些从任何其他供应商采购都会因前置时间和/或成本的角度而被禁止的情况下 - 而且很快就可能在物流上或多或少不可能从仅依赖传统技术的制造商那里采购。还有至少一条线连接着所有这些正在开发3D打印支持的数字库存平台的组织和公司。考虑到这些实体的特殊规模，以及它们在设定全球工业变革步伐方面的领导角色，它们实施更可持续做法的需求尤其紧迫。有多种因素使3D打印成为制造业企业或直接依赖该行业的企业寻求改善其运营环境可持续性的一个有吸引力的选择。一个因素仅仅是由于按需生产而减少材料浪费的能力。更具体地说，近年来进行的越来越多的生命周期评估（LCA）说明了与由于靠近需求点的按需生产而产生的较低电力消耗和较低燃料使用相关的潜在碳排放节省。

例如，沃斯3D打印集团对在加拿大市场3D打印汽车夹进行了研究，这一解决方案是由于在这样一个人口稀少的市场中存储和运输零件的异常高成本而推动的。

利用3D打印，沃斯可以通过缩短材料供应商和最终用户之间的距离来减少运输过程中的排放。该公司现在可以将3D打印树脂从加利福尼亚州运送到加拿大，并在使用点或附近将其转化为最终产品，而不是将成品从中国运送到北美。此外，在像加拿大这样的国家制造零件，82%的电力来自非温室气体（非GHG）来源，如水力发电和核能，也大大有助于整体碳足迹的减少。

上图显示了沃斯3D打印目前正在打印的零件的估计碳排放减少量。到2030年，假设3D打印的全球部署继续扩大，这将产生一个不断扩大的可用生产能力网络，与传统制造工艺相比，排放减少量可能高达65%。虽然通常不被认为具有与航空航天和能源等领域相同的战略意义，但紧固件行业在其对全球基础设施的关键性方面与上述行业非常相似。所涉及的零件数量和范围、地理覆盖范围以及它所涉及的其他行业的多样性都使紧固件行业对全球经济不可或缺。德国的沃斯集团无疑是该行业最大的公司。此外，该公司在供应紧固件方面的专长使其能够在几十年间进入各种其他相邻市场，如个人防护设备（PPE）、工具和其他一般工业用品。这一背景为该企业集团的3D打印部门沃斯3D打印集团提供了独特的优势，体现在其质量控制专业知识和无与伦比的库存管理能力。实践中的数字库存：沃斯3D打印案例研究 

成功实现3D打印支持的数字库存管理需要什么？在很大程度上，答案与你问这个问题关于物理库存管理时的答案大致相同：

一个全球顶级供应商网络，对文档和质量控制的坚持不懈的承诺，以及始终能够在瞬间响应客户需求的能力。

3D打印支持的数字库存管理所涉及的关键额外细微差别是健全的知识产权（IP）网络安全协议，当然还有打印零件的熟练程度。

也许最重要的是，后者包括了解在最有利可图地部署3D打印方面的最佳点在哪里。这里对新采用者的一个挑战是，确定这些最佳点在哪里需要熟悉/访问与相当多的零件相关的数据。

这就是为什么工业用品巨头沃斯集团的一个部门进入数字库存市场如此合适的原因。沃斯3D打印集团（WAG）推出其数字库存服务（DIS）平台，利用了母品牌在全球各地拥有超过400家不同公司的立足点，负责管理超过一百万种不同"核心"产品的供应。当考虑到沃斯为其全球客户名单处理的所有众多定制零件时，这个目录增加到数百万。该客户名单包括世界上最大的制成品供应商中的佼佼者。

值得注意的是，WAG最初是作为沃斯集团自己的内部3D打印部门开始的，评估后者的目录中所有可能将3D打印纳入集团供应链的机会。

（沿着这些思路，WAG向普通市场提供服务的轨迹可以比作亚马逊网络服务，最初作为亚马逊的内部项目推出，最终成为这家科技巨头最赚钱的业务部分。）

在建立沃斯的3D打印能力的过程中，WAG确定，目前，其库存中5%到15%的组件是可以用3D打印替代的好候选。通常，这些零件的需求量如此之低，以至于采购它们变得无利可图。3D打印在这些较低的产量下释放了盈利能力。

WAG在数字化世界最大库存管理者部分目录方面的初步成功为DIS的开发提供了动力。DIS的首批用户之一是IMS，一家成立于1975年的德国紧固件供应商，近30年来一直是Würth集团的成员。IMS约一半的业务在汽车售后市场销售，另一半在各种行业。该公司本身管理着约40,000种不同组件的目录。

到目前为止，IMS已经数字化了其库存中约100个组件，该公司估计，到2025年底，这可能增加到多达500个，

等等。推动IMS利用3D打印进行数字化库存管理的优势与推动国防和能源等战略部门朝这个方向发展的优势大致相同：减少海外交付的复杂性，确保继续供应越来越难以采购和存储的零件，并促进进入新市场。

最后一点在前面的部分没有讨论，但从长远来看，它是推动采用3D打印的一个同样令人信服的动机。

事实上，可持续性和进入新市场之间甚至存在广泛的重叠。减少碳排放的需求是推动许多新兴产品类别（如电动汽车（EV））的主要驱动力，这些类别代表了制造业可用的最佳收入增长机会。这一轨迹在未来几年只会加速。

除了新的产品类别外，3D打印还让用户从新的地理位置方面进入新市场。IMS的一位代表解释了，以前，可能没有足够强大的财务激励来证明这家德国公司针对，比如说，阿根廷的一家汽车修理厂。

然而，3D打印支持的数字库存改变了商业模式，使得任何在合理范围内有兼容3D打印机的业务现在都可能成为潜在客户。

这引出了DIS的一些其他关键差异化因素，这些因素应该成为数字库存市场的标准 - 易用性和灵活性。

在易用性方面，WAG专注于使DIS尽可能傻瓜化。这可能是目前通过应用程序实现供应链的最全面的实现，在同一界面上实现文件存储、3D打印、实时监控功能以及零件和材料的订购。在这些和所有其他功能中，DIS的能力归功于WAG在数字制造过程和物联网（IoT）连接的尖端重叠领域培育的生态系统。

利用这些新技术能力带来的优势，WAG与OEM合作控制零件的分布式生产。这可能包括制造说明、安全提示、材料控制等。

成立于1940年代的沃斯集团已经实践多年来保护大量关键制造数据。因此，DIS的推出说明了3D打印支持的数字库存如何只是制造业网络安全演变的最新阶段。

在这个意义上，数字库存平台应该被证明是加速大量新用户通向制造业未来的关键门户。

至于刚才提到的DIS的另一个主要优势 - 它的灵活性 - 这里重要的是要指出，造成制造业数字化滞后的一个主要贡献因素是制造业巨头和中小企业（SME）之间的差距。

虽然不同行业和地区之间肯定存在差异，但总体情况是，巨头在数字制造方面表现出色，而中小企业则在挣扎。虽然肯定涉及许多因素，但一个关键的解释在于那些最初推动制造商走向数字化的相同宏观经济问题。

与大型企业相比，中小企业受到更高利率和通货膨胀的不成比例的影响，这使得证明像库存数字化这样的全企业转型的费用和努力变得更加困难。

WAG通过提供多种不同的利用平台选项。客户可以根据当时对他们有意义的程度数字化库存中的许多组件，并在未来随着他们对底层技术更加熟悉而添加新组件。

客户可以使用自己的3D打印机在现场生产零件，或从当地网络内供应商订购这些零件。很容易想象，拥有打印机的客户最终会成为这些网络内供应商中的一员，类似于拥有屋顶太阳能电池板的房主向电网出售电力的方式。

在这个背景下，IMS的代表对IMS采用通过DIS实现3D打印的理由给出了一个特别令人信服的洞见。尽管该平台对公司目前的目的很有用，但真正的动机在于IMS未来几年的计划。

3D打印加速的步伐意味着制造企业几乎无法承受等待五年左右的时间将3D打印纳入其运营。到那时，不仅技术会发生变化，可能使后来采用者试图赶上更加困难：此外，预计竞争对手的相当一部分将早已实施自己的3D打印生态系统。

反过来，IMS - 就像国防部、石油和天然气行业、德国铁路等 - 认为现在是为了弹性和可持续性以及未来进入新市场的潜力而采取行动的正确时机。IMS现在可以逐步数字化其现有库存中扩大的百分比，这同时也服务于其建立生产尚未想象的零件的能力的额外目标。

制造商是时候面对未来了

全球制造业正处于转型时期，其程度甚至超过了整个经济的转型。

人们似乎越来越认识到，这不是一个短暂的过渡，而是一个世代转变的开始。

考虑到全球制造业利益相关者试图重新定向的船有多大，情况不可能是其他样子。

因此，制造企业必须既积极主动又谨慎，为未来几十年做准备，而不是草率地向前冲：他们不应该贸然投入未来，但应该完全面向那个方向。

沃斯集团本身就是这种方法的理想模型，其面向未来的战略直接体现在WAG和DIS中。

3D打印支持的数字库存不仅仅是一个工具，而是制造商如何实时重组自己的蓝图，没有破坏他们已经建立的基础的风险。

DIS是这个领域的首批进入者之一，其他人肯定会跟随。像WAG这样的公司的潜在合作伙伴反过来可以帮助塑造制造业的数字未来，就像它们帮助重振自己的企业一样。

尽管制造商的全球商业环境中不确定性可能普遍存在，但某些趋势似乎是长期转变的开始。最重要的是，回流已经到来，而且不会消失。供应链将继续朝着生产地点和需求点之间距离更短的方向推进。

从本质上讲，这是因为物流成本，无论是货币成本还是环境成本，都将继续上升。

数字化无法让这个问题消失，但它可以使与之相关的许多挑战变得更加可管理。

AM易道结语

随着制造业步入数字化时代，3D打印支持的数字库存正成为企业适应变革、提高效率和开拓新机遇的关键工具。

从大型跨国公司到中小企业，这一技术正在重塑供应链管理的未来。尽管挑战依然存在，但前景令人振奋：更短的交付周期、更低的库存成本、更高的可持续性，以及进入全新市场的潜力。

制造业正站在变革的风口浪尖，而敢于拥抱数字化转型的企业将在未来的竞争中占据先机。

现在正是制造商面对未来的时候，而基于3D打印的数字库存管理将是这一旅程中不可或缺的指南针。