文摘
集装箱多式联运系统是一个重要的促进战后全球化。但在不久的将来,全球制造业的一部分可能会改变从集中式到分布式的3 d打印。评估的影响,本研究建立了一个系统动力学模型,供应链首先运动鞋。建模显示,国际运输的总需求下降后3 d打印技术的应用。消费国家,制造业的回归将增加其集装箱业务。和生产者的国家会相应地减少。但对于资源的国家,其资源出口将下降,而其集装箱业务可能会打印细丝的本地处理。第二,评估基于广州港的数据表明,3 d打印的运动鞋并不足以颠覆现有的系统。它只会被打破后,3 d印刷电子产品。到那时,更多的生产活动转移到供应链的结束。 On the other hand, producer country may actively respond to maintain its advantage in incumbent industrial pattern, such as Belt and Road initiative proposed by China. Deglobalization, caused by 3D printing, and globalization strengthening, caused by trade cooperation, will affect this system simultaneously.
1。介绍
集装箱物流最重要的发明之一是在20世纪。莱文森(2008)回顾了这魔盒出生在美国(美国)工业蓬勃发展的第二次世界大战之后。首先应用在国内沿海航线海运公司和马特森公司土地,然后迅速改变了传统的运输模式。自1960年代以来,美国和欧洲之间的贸易活动频繁,导致接受这个高效的物流工具在大多数欧洲港口。与日本产品营销在西方世界在1970年代,美国国防部在促进军事容器在越南战争中,最初的环太平洋路线US-Vietnam-Japan是逐渐形成的。的基础上大西洋和太平洋航线,集装箱物流已经遍布世界(1]。这个简单的盒子很明显缩短货物的装卸时间和压缩转运链接。以充分发挥其潜力,国际标准化组织(IMO)开发了一个全球规模标准,提高集装箱物流系统的效率和扩大范围的应用程序的容器。
填满一个巨大的集装箱船,必要的劳动力非常小,所需的时间是只有约一半的,需要一个小传统船舶在1960年代被加载。使用容器,少量的船员可以轻松地管理海洋船,比三个足球场大。司机可以放下一个拖车在码头,然后挂另一个赶走。他不需要等待货物从集装箱卸货。青岛、鹿特丹、和其他大型港口甚至意识到院子里的自动装卸的集装箱。可以减少人为因素的干扰。交通变得如此高效,运费将在很大程度上没有太多影响跨国生产决策。
容器不仅可以降低运输成本,也节省时间。结合计算机跟踪管理系统进入容器后,跨国企业已经开发出及时的生产模式在全球范围内(JIT)。JIT是由日本汽车制造商首先。在容器使用之前,JIT实施仅在日本境内。容器意识到全球的商品流的准确性,大大降低制造商的库存和转运链接。这促进了供应链较长,这样买家可以放心下订单到地球的另一边。基于集装箱多式联运系统结合船舶、铁路和道路一起实现全球制造业和商品的销售。
集装箱运输已经发展成为一个全球规模,高度自动化,今天和标准化的行业。几十年来,容器和一系列的工业模式来源于它深刻地改变了我们的世界。在国际产业relayout,容器的阈值降低国际物流,劳动密集型产业已经逐渐从发达国家转向发展中国家较低的劳动力成本。在这些国家生产后,成品被运往世界各地的高速容器衬垫。全球行业发展成为“resource-producer-consumer”模式。消费和生产之间的地理距离越来越长。为了保持生产国的竞争力在国际工业布局,他们总是升级港口、公路、铁路、和其他容器的基础设施,如中国、韩国和东盟。国家缺乏集装箱基础设施是固定的角色资源国家,如非洲和南美洲。这些国家的基础设施设计的原始资源的出口,如原油管道和矿物质传达带,而不是商品适合集装箱装运,如半成品和成品。
升级一个地区现有的容器的基础设施和运输需要大量的持续的投资。这使得当前国际产业结构在短时间内难以改变。但这并不意味着它是一个永久的情况。我们可以检查数码相机,数码影像技术的情况下迅速而深刻地改变了人们如何使用相机。一些破坏性创新,如3 d印刷(3 dp),可能会打破现有的供应链模式。3 dp,或者叫做加法制造,是一个数字制造技术。通过一个通用制造机,它可以直接将数字文件转换成物理产品。这意味着自由的定制和灵活性。它需要工具和模具生产复杂的几何结构。这也消除了冗余的装配生产过程,减少人工活动(韦勒et al ., 2015)2]。钻到当前系统在某些形式,逐步影响当前集装箱物流。那么它可能颠覆当前全球工业部门。全球大宗商品的方向、速度和体积流可能会发生戏剧性的变化。
Tien伯曼(2011)和(2012)认为3 dp和其他数字技术可以结合在一起,让每个人都参与制造的商品通过在线平台(3,4]。主要生产模式将从producer-centric大规模生产转向以消费者为中心的大规模定制。泽里尼(2012)提出,未来的制造业将不会发生在地球的另一边,但在消费者自己。人们可以满足他们的日常工作和生活的物质需求通过使用3 d打印机和各种印刷材料,如塑料丝和金属粉末(5]。当3 dp发展到这个阶段,现有的全球产业结构将会严重的影响。而国际集装箱物流系统和全球化是相辅相成的,全球化是来自集中生产。集中式生产转变为分布式生产是否意味着容器将在未来消失?
2。回顾3 dp
3 dp是一个通用术语,各种各样的快速成型技术,如熔融沉积成型(FDM)和立体光刻装置(SLA)塑料印刷和选择性激光烧结(SLS)金属印刷。它最初只对工业产品原型。近年来,该技术取得了一个伟大的突破各种材料的使用。工业开始使用3 dp使组件甚至成品,但他们还没有形成规模。现在工业和学术界都致力于探索可行的应用模型,在产业层面和个人层面。
2.1。3 dp在工业和个人水平
在什么情况下,工厂管理人员会选择3 dp ?斯科特和哈里森(2015)调查和几个因素在生产过程相比,包括总需求,工厂运营成本,产品的可变成本,处理时间,3 dp设备效率和印刷成本灯丝。他们发现,总需求是一个关键因素在决定是否采用3 dp,灯丝成本的下降将推动3 dp的应用明显(6]。Khajavi et al。(2015)提出3 dp和传统的结合过程可以大大降低新产品销售的风险。第一批3 dp样本投入市场。如果成功,与传统的大规模生产技术。这证明,有时3 dp和常规过程不会替代但互补(7]。另一方面,3 dp更适合零件的制造。Ruffo et al。(2007)提出,企业的决定购买或打印小批量的零件取决于成本,能力,知识,3 dp的反应,和质量。综合各种因素,self-printing备件更换更好的,而不是顺序(8]。Sirichakwal和康纳(2016)总结了3 dp的使用可以实现虚拟库存。这有助于减少备件的库存中断概率和库存报废(9]。
以上研究多集中在生产商。但3 dp特性将允许更多的消费者参与制造的产品,称为“产消者。“Cautela et al。(2014)提出,当前个人3 dp的应用主要是直接电子商务,与经销商建立,和专门的零售渠道。角色之间的差异制造商、分销商和消费者是变得越来越模糊10]。近年来,随着各种期满专利和开放源码应用程序的出现,3 dp的阈值持续下降。3 dp在国内经济分析的应用,Wittbrodt et al。(2013)进行的一个实验。在一整年实验者RepRap使用,一种开放源码的打印机,制造20种产品来满足他们的日常需求而不是去购物。结果表明,这种行为节约了大量资金(11]。这允许用户3 dp从企业扩大到个人爱好者和创造性的客户(Laplume et al ., 2016)12]。3 dp业务允许消费者从生产商接管更多的就业机会。上游厂商客户解耦点会转向更比在传统的。它不仅可以满足个人需求也达到精简和敏捷供应链。
2.2。3 dp和全球供应链
3 dp的应用模糊生产者和消费者之间的边界。普通的生产方式从集中式到分布式的发展。这将逐渐从国内国际传播范围,因此影响当前的全球产业布局(行走和Kalafsky, 2015)13]。Laplume et al。(2016)认为,如果3 dp被更多的应用程序,相当一部分的现任制造业活动将从亚洲流出回到欧洲和美国。不仅是3 dp接近消费地点,但也可以挽救更多的人类活动,因此在亚洲,人力成本的比较优势已不再明显。此外,当地使用3 dp将节省大量的进口关税,绕过一些消费国家的技术壁垒。这在一定程度上抵消当前高成本的印刷材料(12]。3 dp的应用程序继续扩大,材料成本会慢慢下降。这反过来又将进一步促进3 dp被公众接受。
从物流和供应链的角度,使用3 dp将大大减少生产过程中物料消耗。全球货运量将减少和物流网络将面临战略收缩。陈(2016)指出,有关国家应实施可行的措施,如改革物流设施和印刷材料的起源的国家合作,面对3 dp[带来的挑战14]。在3 dp时代,没有复杂的JIT配送和复杂的原材料或产品类别管理的存在。全球物流调度并不困难。传统的物流提供商必须过渡到增强其核心竞争力。董et al .(2016)分析了UPS公司,证明了一个物流服务机构是将物流制造商3 dp的情况下。为了更快地响应客户需求,物流公司需要改变他们的库存结构。除了常规的商品,配送中心也需要存储的各种印刷材料直接生产必要的秩序,避免短缺(15]。
3所示。研究的想法
根据上述研究,3 dp,最初仅用于原型,现在发展成一个主流的生产方式。在产业层面上,许多公司正在考虑3 dp和传统的组合过程,缩短产品交货期。在个人层面,私人用户由3 dp试图使生活必需品。现任模式将从集中生产分布。因为3 dp可以大大减少传统的过程,如车削、铣削和磨削,以及模具的使用,交通的材料在生产过程中会显著降低。传统分销服务商将被要求提供实时打印服务的紧急货物。
目前,主流3 dp材料成本是相对较高的。印刷速度也慢。这阻碍了这一技术的进一步推广。但RepRap的案件(Wittbrodt et al ., 2013)表明,当消费者花更多的材料,他们节省了时间和其他成本商品(11]。一般来说,一些利基商品需求较低,尤其是个性化的产品和零部件,非常适合3 dp,只需要产生一个或几个在短时间内独特的作品。同样,3 dp也应用于一些常规产品要求更个性化,如衣服、鞋子、玩具,甚至房子。他们还没有成为一个规模。但是他们的生产不断进取。当3 dp成熟,3 dp可能是一个强大的替代传统的过程。当前的产业结构会影响吗?关于全球集装箱多式联运系统的进化趋势?
对于不同的材料,印刷成本各不相同。例如,SLS对印刷金属相当昂贵。打印机和金属粉末的成本是很多次的常规过程。所以它一般用于制造高价值的组件,如航空部件。在短期内,3 dp金属产品质量很难传播。因此,本研究是更倾向于研究塑料树脂产品,这是更便宜,也更成熟。
3 dp是更适合制造货物单一材料制成的。近年来,随着消费者对个性化产品的需求,他们已经不再满足于普通样式的运动鞋。耐克、阿迪达斯、新的平衡,和其他跨国体育巨头一直致力于3 dp运动鞋的发展。这些产品通常由一个或几个类型的人造塑料及其印刷技术是FDM或SLA。客户提供他们的脚大小的运动鞋制造商和最终收到了他们的订单实时3 dp通过分销商。因为它是定制的,价格相对较高。这些订单没有委托国外铸造但当地3 dp车间。3 dp运动鞋的精度是好的,但速度和成本不能满足大批量生产的需求。这个模型更像是概念营销和不受老百姓的欢迎。
2017年,碳,这是一个在硅谷初创公司,与阿迪达斯合作公司和发展连续液体界面的生产(夹)技术来优化运动鞋与体育制造商合作的过程。它可以运动鞋的印刷时间从1.5小时减少到20分钟。这大大提高了生产力3 dp运动鞋。阿迪达斯希望在2017年销售5000双。和每年的销量能达到100000对在未来生产时间缩短(Vincent, 2017)16]。这只是少量相比,阿迪达斯的年度销售100000000双,但3 dp技术的进一步发展和促进消费者个性化的需求,运动鞋可能3 dp的第一个产品批量在可预见的未来。因此,本研究侧重于供应链3 dp运动鞋。
3 dp没有被大规模应用。缺乏相关数据。此外,大多数现有的成就主要集中在国内范围。定量研究较少在全球范围内。为了评估3 dp对集装箱多式联运系统的影响,有必要分析跨国供应链的发展。基于3 dp运动鞋的情况下,本研究将建立一个系统动力学模型,然后模拟可能的场景和讨论在这些情况下供应链的发展。最后,讨论3 dp系统上的影响的基础上,从一个典型的港口吞吐量数据生产者的国家。
系统动力学是一个系统的模拟方法来分析生产和库存管理的问题。这是常见的供应链建设。数据不足的前提下,该方法仍能预测条件目标变量用流图包含因果循环。此外,流程图的结构可以直观地反映了操作流程链。目前,3 dp缺乏相关数据。因此,系统动力学是可行的量化3 dp对集装箱多式联运系统的影响。
4所示。供应链建模的运动鞋
4.1。传统的供应链模式
第一步是传统运动鞋的跨国供应链模型。根据最近几年的耐克公司的公共数据,有25%的员工,在中国销售额的10%。在北美,它拥有大约1%的员工,但销售额占50%。在中东、俄罗斯和其他石油来源地区,员工的数量是1%,销售额仅为5%左右。毫无疑问,在耐克运动鞋产业链,中国是一个生产的国家,美国是一个消费的国家,和中东地区扮演的角色资源。设置链的起点作为中东地区的油田。其生产的石油运往中国和提炼形成原始塑料,然后加工成运动鞋。最终这些成品运到美国,中国和中东的出售。自的研究更多关注跨国更改材料运输、国内发行的部分不是重点。因此,当地运动鞋这三个地区的配送中心将供应链的终端。
在模型中设置的运动鞋是一个塑料做的。整个供应链的主要步骤如下。(1)油田的原油利用在中东和波斯湾运到仓库的管道。(2)一艘油轮装载原油和去北部湾在中国,这是一个石化产业集群。北部湾的炼油厂的原油加工成生塑料,然后由拖车运送的塑料加工厂附近的珠江三角洲,在中国主要制造业集群。(3)原始塑料转化为塑料粒子,这是许多塑料制品的基本材料。(4)一个铸造从耐克总部接收订单和购买这些塑料粒子的生产要求。在这个过程中,其运输工具仍然是拖车。通过注射成型,切割、缝纫、和其他进程,运动鞋是完全。(5)我们的成品和中东将通过港口运出在珠江三角洲。运动鞋注定我们将去西部的沿海港口之一,然后当地的配送中心通过公路。中东的运动鞋注定将到达港口在波斯湾,后来也被当地配送中心。中国的运动鞋是直接从工厂运输到本地配送中心由国内道路。
建立的模型是软件VENSIM请耐心。模型中变量的含义如表所示1。
基于描述如表所示1系统动力学模型,传统的供应链如图1。在这种情况下的供应链场景T。
本研究的重点是评估的影响3 dp在集装箱运输系统。参数设置更多关注在各种车辆的差异但不太关注存储。此外,供应链在不同情况下的最短长度需要确定。这意味着所有的货物在任何节点不能呆太久。货物准备装船后他们不能保持在同一节点超过一天。根据上面的设置,实际指的是地理和交通数据,交通模式和他们的时间如表所示2。
这将是一个供需均衡模型。模型运行时,没有多余的库存在任何节点链。耐克公司的销售数据的基础上,20吨的运动鞋是每天售出三个区域,包括15吨在美国出售,在中国4吨,1吨在中东地区。根据实地调查数据,转化率的原油为原料的塑料是33.33%。生塑料成塑料粒子的转化率为95.4%。在制鞋过程中,有一些剩下的零碎东西等浪费。和塑料粒子的转化率运动鞋是87.5%。在平衡供给和需求的情况下,中东油田每天产生72吨原油生产运动鞋。输入上面的数据模型和运行模型模拟了365天。结果如表所示3。
4.2。未来情景和匹配模型
如果运动鞋实现3 dp生产,现任过程将被完全推翻。中国的制造业活动将更接近最终消费者。一些研究表明,消费者可以选择打印个人物品在家里,但是工厂和车间可以提供3 dp与更高质量的产品。这是因为3 dp根据现有技术需要必要的后处理。非专业的消费者,如果不能解决,将减少他们的经验。所以它成为复杂的层数,以决定适当的3 dp在供应链中的位置(Bogers et al ., 2016)17]。运动鞋有一定的技术含量。如果消费者自行打印,不如从专业企业。Zeltmann et al。(2016)发现,如果3 dp分散的环境中进行,如自制,有强度和耐久性的风险由于缺乏合格的成品检验(18]。董的UPS公司(et al ., 2016)表明,在3 dp时代分布提供者完全有能力作为一个合格的end-manufacturer [15]。因此,该模型假定的印刷行为运动鞋在美国当地的配送中心进行的,中国和中东。配送中心获得授权从耐克公司和技术支持。当他们收到的订单,他们会立即打印和交付产品。另一方面,由于页岩气革命在最近几年,我们很可能实现自给自足的供应原油。这意味着原油的来源不再限于中东。考虑这样的可能性,本研究设计了三个极端场景,场景 ,场景 ,和场景 。其中,原油的起源,印刷材料的加工位置,地区运动鞋生产将会改变。实际的供应链之间的进化可能发生在这三个场景。
4.2.1。准备模拟场景1
在场景 ,原油的起源仍是中东。材料用于制造运动鞋不再是塑料粒子,但3 dp专用丝。其生产过程类似于塑料粒子,由原材料生产加工厂。因为美国和中国进行了大量投资3 dp多年的研究和开发,如“国家先进制造战略计划”(2012)和“国家制造业创新网络”(2012年)在美国,2025年“中国制造”(2015)和“加法制造的国家促进计划”(2015年)在中国,这个场景集的位置灯丝生产在美国和中国,分别。丝在美国是美国消费者的运动鞋。和中国制造的细丝是运动鞋的中国和中东的消费者。长丝生产的原油都是来自中东。在场景 ,我们不仅是一个消费的国家,但也是一个灯丝生产国。及其主要炼油厂原油卸货港和集群在墨西哥湾。因此添加三个新节点。他们的符号如表所示4。
在场景 ,整个供应链的主要步骤如下改变。(1)油田的原油利用在中东和波斯湾的通过管道运输到仓库。(2)不同场景中T,原油流量分为两个部分。一部分是运到港口在墨西哥湾,然后提纯,原料塑料,拖车的塑料加工厂。另一种是运到港口在北部湾,精制原料塑料,由拖车运输到一个塑料加工工厂在珠江三角洲。(3)原始塑料转化为塑料丝,这是基本的材料3 dp的塑料。细丝的模型集,运输方式是容器,不管容器拖车通过公路或海上集装箱船。(4)丝在美国由拖车运往美国的配送中心。丝在中国制造由拖车运到中国的配送中心和配送中心由集装箱船在中东,分别。(5)耐克总部通知配送中心打印和将运动鞋实时发送到客户。
根据以上设置,修改模型如图2。
运动鞋不是在鞋厂而是直接印刷在一个配送中心。所以货物在配送中心停留2天,包括印刷和排序,1天以上的场景t新添加的时间节点调整根据实际的调查数据。其余的参数的场景的相同场景t .因此,运输方式和他们的时间被修改和显示在表吗5。
每天的销售情况设置一样的场景之一T, 15吨在美国,在中国4吨,1吨在中东地区。各种各样的材料有相同的转化率在美国和中国。塑料原油为原料的转化率为33.33%。生塑料成塑料细丝的转化率为93.8%。运动鞋是由3 dp,损失大大减少到可以忽略的程度。该模型集丝到运动鞋的转化率为100%。根据设置,原油运往美国48吨每天和生成15吨的细丝我们配送中心。每天的原油运往中国是16吨并生成5吨的细丝,4吨运往中国的配送中心和1吨运往中东。输入上面的数据模型和运行模型模拟了365天。结果如表所示6。
4.2.2。模拟场景2
与欧洲不同的是,我们已经逐渐从一个典型的原油消费转向主要生产商近年来由于页岩气革命。在场景 ,有两个起源的原油,中东和美国。丝用于处理中国和中东的原油来自中东。丝在美国加工的原油。美国起源地区仍在墨西哥湾。因此,添加一个新节点到场景模型,一个油田在墨西哥湾。它的象征是OfGM。原油经过附近的炼油厂的管道,用2天的时间。其他设置保持一样的场景 。模型修改,如图3。
每天的销售情况设置一样的场景之一T, 15吨在美国,在中国4吨,1吨在中东地区。中东原油生产16吨每天和船舶到中国制造运动鞋,而美国在本地生产每天48吨原油。场景的其他参数和场景都是一样的。输入上面的数据模型和运行模型模拟了365天。结果如表所示7。
4.2.3。模拟场景3
近年来许多地区增加投资3 dp的研究和开发,包括中东地区的一些国家。例如,迪拜,阿联酋,计划在全国建设成为2030年全球3 dp的中心。它专业的工业建筑、医疗产品和消费品。市场研究机构,未来市场洞察力,发布了一份报告(2016)预测,从2015年到2025年,3 dp材料市场在中东将每年增长16.7%19]。一些中东国家在可预见的未来可能会摆脱资源国家的角色,并能够利用3 dp技术国际制造业更积极地参与。因此,在场景中中东不会出口原油,但进程成细丝,然后出口。在这种情况下,中东地区的原油开采油田首先送到附近的一个炼油厂转变成塑料原料。然后原始塑料拖车运输到塑料加工厂生产丝。丝的一部分是运到配送中心为当地运动鞋印刷。其余的都是运往珠江三角洲港口通过波斯湾港口最后到达中国的配送中心,用于为中国客户做运动鞋。添加两个新节点的模型场景 。我们的设置是相同的。他们的符号如表所示8。
新添加的时间节点调整根据实际的调查数据。其余的参数的场景相同的场景吗 。因此,运输方式和他们的修改时间和表所示9。
根据上述模型修改,如图4。
每天的销售情况设置一样的场景之一T, 15吨在美国,在中国4吨,1吨在中东地区。中东原油生产16吨每天和船舶到中国制造运动鞋,而美国在本地生产每天48吨原油。场景的其他参数和场景都是一样的。输入上面的数据模型和运行模型模拟了365天。结果如表所示10。
5。仿真结果分析
在每个场景中,有两个主要的运输方式在供应链。第一个是散装运输原油,无论通过管道或油轮。第二个是集装箱运输对半成品和成品塑料制品、器皿和拖车。根据表3,6,7,10、表11建立了比较四个场景的模拟。
5.1。流方向
原油运输的场景一部分的原油出口丝加工。这促进了物流在美国境内,增加港口吞吐量。中国的原油流量相应地减少。但是中东仍是唯一资源出口国。在场景 ,我们使用自己的原油处理细丝。中东的石油出口到中国。在场景 ,中东地区企业原油成细丝,然后出口。原油的流动只存在于管道从油田炼油厂。这证明3 dp分布式生产将大大缩短全球流动距离的主要原材料。单位货物周转主要原材料将会显著降低。
集装箱运输,场景和场景我们表明,所有半成品和成品塑料制品在美国境内流通。这将导致无用的因为non-trans-ocean海洋集装箱运输。只在国内运输、物流供应商很可能不愿意使用集装箱拖车但普通货车来完成它,更灵活的需求反应。在场景3中,中东已成为细丝的出口国,但不是进口地区的运动鞋。来自中国的集装箱货物不流到中东但相反的方向。一方面,3 dp的应用使国家资源和消费者特征往往在国内流通业务范围。当容器更适合国际多式联运,其使用将会下降,如果只有国内需求。另一方面,“非资源”的国家进行了容器的使用可以保持,因为印刷的越洋容器丝是一个高效、准时提供快速响应消费者的需求在这个数字时代。
5.2。流速
流速越快,开始销售时间越短的运动鞋。在场景中T,材料需要在多个节点之间传输和应用几个程序。3 dp的应用程序后,生成的细丝原油可以直接运送到配送中心和印刷根据客户的订单。铸造生产的部分可以省略,不需要准备相应的模具。看来,简化过程的减少响应时间和提高了流速。尽管一个打印机的打印速度仍低于传统的过程中,一些企业开始解决这个问题。例如,巫术制造公司建立了一个打印机项目名为天行者。他们设计的软件连接几个数百普通FDM打印机甚至机械手臂或其他自动化设备在一起,就像“机器人工厂。“这些3 dp系统或组可以打印大量的单个组件的技术优势,实现大规模生产,同时保持3 dp (3 ders.org) (20.]。同样的方式,当然,也可以适用于运动鞋制造业。此外,随着剪辑或更高的应用新技术的引入,运动鞋的印刷速度可以完全满足批量生产的要求。因此,3 dp速度的缺点将不再推迟开始销售时间。
然而,所有地区的流动速度并不快成为后3 dp的应用程序。比较美国和中东地区开始销售时间,它可以发现,当我们作为一个国家资源和消费者同时,即场景和场景 ,其供应链的长度明显缩短。如果一切顺利,所花费的时间的材料流从油田到配送中心将只在最短15天。在中东的所有场景中扮演的角色资源和消费国家。但是只有在场景3是否有能力生产印刷细丝;开始销售的时间明显提前。这表明生产的位置3 dp细丝长度的优化供应链的一个重要因素。当资源国家可以产生细丝,供应链将大大缩短。相关机会成本的降低将有利于进一步促进3 dp在制造业。中国没有资源的国家。即使它能够产生细丝,在中国开始销售时间的运动鞋是相似的,无论之前或之后3 dp。
5.3。流量
根据表10,3 dp的应用程序将减少原油总需求的10%左右。此外,在场景中和场景 ,原油流动的内部资源的国家。这导致整个海洋石油贸易的迅速减少。专业的原油油轮和港口设施将超过供应。相应的在一些地区,石油管道基础设施陆路运输的需求将会增加。关于新的投资计划时,决策者应该考虑3 dp原油物流的影响。
集装箱运输,在任何情况下,简化程序和资源的自给自足的国家大大降低容器的整体使用生产国,中国等。这导致了一个大集装箱装卸设施过剩。在场景 ,容器的路线China-Middle东不再携带中国运动鞋中东,但后者对前者的细丝。此外,这条路线的集装箱货运量大幅增加与其他场景相比,对中国的销售超过了中东。这表明3 dp能促进容器使用的出口业务资源,原本批量出口。另一方面,现在中国是显露出更多的消费者特征的国家,这个国家的人均收入正在增长。进口丝的需求会让中国的集装箱业务在一个特定的水平。
总之,以运动鞋供应链为例,3 dp的应用将产生严重影响全球产业分工。总的来说,对跨境运输的需求将大大减少。国际原油运输和集装箱运输相比,3 dp对前者有更多的负面影响。对于后者,货物适合集装箱可以改变从运动鞋到印刷细丝。容器调用的总需求仍保持一定水平,但流动方向变化。相对来说,生产者的国家遭受最大的冲击。和容器业务的消费国家和资源可以得到更好的发展。当一个国家拥有资源和消费者的作用,材料内转移自己的领土。因为没有需求trans-ocean运输、集装箱的利用率将会减少。
6。3 dp对集装箱枢纽港的影响
可能造成的影响3 dp运动鞋供应链在前一节中讨论。但目前3 dp产品占全球的比例非常低的货物流动。在短期内,几乎不可能颠覆全球产业结构。现任集装箱多式联运系统仍然是强劲的。但从长远来看,越来越多的产品将由3 dp制造。运动鞋的情况下可以用于参考其他货物类别?他们会改变在同一阶段吗?当国家生产商遭受3 dp的很大的影响,其集装箱枢纽港的变化趋势可以用来分析系统,因此推断其演化的完整过程,对于枢纽港是整个系统的核心节点。
6.1。研究对象
本节选择一个典型的集装箱枢纽港的珠江三角洲地区作为研究对象。珠江三角洲是中国主要的产业集群之一。导致其庞大的国际货物吞吐量。中国目前有7个集装箱港口在世界上最大的10中,其中3位于珠江三角洲地区。在本部分中选择广州港,因为它是这个地区的中心城市。著名的中国进出口商品交易会每年在广州举行两次自1957年以来。主要在广州港口货物吞吐量预测的特征可以代表中国对外贸易商品的情况。本研究首先收集分类统计广州港的进出口货物在最近几年,然后讨论了哪些商品适合3 dp大规模生产在短期或中项。最后3 dp后广州港的集装箱业务趋势预测。
为了量化和比较各种货物集装箱运输的特点和3 dp,需要等级健身的集装箱运输和概率3 dp大规模生产。健身的集装箱运输,最高分数3型,温和的分数2,分别和最低分数1。的概率3 dp大规模生产,它是相同的类型得分最高的3中一个分数2,分别和最低分数1。货物吞吐量和集装箱运输健身数据从广州海关的统计数据(2016)。概率预测的3 dp大规模生产是话报告(2015、2016和2017)和Laplume et al。(2016)。根据Laplume et al。(2016),原材料和semichemical产品,如原油、矿石,和树脂,是由其他工业过程。3 dp不可能产生。因此,3 dp大规模生产这些商品的概率得分1 (12,21- - - - - -23]。
总分的类型是 。集装箱运输的健身 。及其3 dp批量生产的可能性 。
计算后,表12和13,按货物量从高到低排序。前者是出口货物的,后者是进口货物。
总分越高,货物的集装箱化水平越高,3 dp大规模生产的可能性就越大。对该商品相同的分数,当他们被3 dp大规模生产,其相关集装箱业务更脆弱。换句话说,他们在3 dp的相似的阶段发展。集装箱运输的发展也应该是相似的。然后组的商品相同的分数进入一个类来计算总吞吐量的比例。不适合的货物3 dp,也就是说,他们的概率3 dp大规模生产成绩1,他们都为一个类。货物在这个类将保持传统物流模式的大规模应用3 dp。根据上述部门表14和15建立了。前者是出口货物的,后者是进口货物。
6.2。3 dp影响分析
6.2.1。对货物的不同类别的影响
脚穿运动鞋属于的类别,分数在课堂上9和1。类1的货物仅占总货运吞吐量的7%,其中5.368%是出口和1.963%的进口。这意味着,即使3 dp是一定程度的大规模应用,在短期内不会有太多货物类似运动鞋供应链的演化趋势。3 dp的预测导致制造业回流到欧洲和美国很长一段时间不会成真了。现有的集装箱多式联运系统仍将按照既定的模式运作。
但详细分析广州港的进出口数据显示,电器和电子产品的运输是非常大的。其总比率约为55%,其中包括36.962%的出口和18.243%的进口。这表明,在电气时代,国际集装箱系统的最大贡献不是基本生活必需品,如衣服和食品,但是电子产品可以给人们带来便利和享受。在出口方面,中国已经是世界上最大的电子产品出口国。在进口方面,由于中国的经济发展和政策刺激跨国电子商务,当地消费者对外国电子产品的需求继续上升。这些产品大部分进入中国大陆广州港,主要组件是塑料外壳,金属零件,印刷电路板(PCB)。他们中的一些人也配备了液晶的元素。按照当前的技术发展,包括塑料零件,其余组件由3 dp难以生产。另一个因素是不容忽视的是,部分打印出来后,有一定的流程组装在一起。是麻烦的消费者手动完成组装。 So it seems unlikely that the 3DP of electrical appliances will be popular in the short term.
但是今天一些团队正在努力克服问题。例如,一些实验室取得了初步成就3 dp的PCB通过导电材料的发展(3 ders.org) (24,25]。也有团队努力工作在廉价的金属零件印刷(3 dprint.com) (26)(All3dp.com) (27]。做一个产品由多种材料很难做到只有一个打印机,而现有的一个短板3 dp是相同类型的打印机只局限于特定的材料。但是现在Stratasys公司和其他公司设计了multihead-printer打印不同的材料在相同的工作流。至于整合问题,可以帮助解决这个问题3 dp的特点。这种加法制造技术可以产生复杂的几何结构。通过有效的工业设计,一些结构可以直接打印不需要嵌入或铆接,这将大大减少装配活动。换句话说,虽然不像1级的产品,快速的电子产品将在中期内实现3 dp大规模生产,也许10至15年。它属于二班。类2货的比例约为57%,其中包括38.263%的出口和18.403%的进口。如果这个类的产品可以批量生产3 dp,运动鞋供应链的故事。 Its impact on the circulation mode of goods in Guangzhou port is quite large. The relevant parties of the container logistics system should pay close attention to this and make appropriate countermeasures in advance.
3班的商品主要包括农产品、金属半成品、机械设备和交通工具。因为生物属性和季节性的需求,农产品不是很适合3 dp,除了少数的食物需要更多的外表比味道。至于其他工业产品,由于尺寸、装配程序,和其他原因,它们难以在小型分布式生产打印机。所以他们的生产仍然是集中的。这种商品的维护,有一定需求3 dp备件。但是他们的总量并不大。因此,商品在这个类的变化几乎没有影响现有的集装箱运输系统。
第4类的产品的原材料和半成品3 dp无法打印。他们的进口远高于出口。这符合生产商的特点的货物组成的国家。当3 dp广泛用于制造二班的商品,中国的出口制造业活动将逐渐转移到消费国。在这个时候,中国没有那么多需要的原材料制造国际大宗商品。第4类商品的进口主要是为中国本地消费者。也就是说,进口的数量取决于当地的消费能力。在任何情况下,这类商品的变化几乎没有影响集装箱运输系统。
6.2.2。影响相关的路线
传统的国际集装箱班轮航线一般包括三个主要部分,远East-US西海岸,欧洲/ Mediterranean-US东海岸,东欧和地中海。近年来,随着巴拿马运河的深化和南方国家的发展,新的路线,如远East-US东海岸和美国东南,也打开了。广州港是一个重要的节点在远东。截至2017年9月,世界上最大的20家班轮公司在这个港口操作。有163个集装箱航线,覆盖欧洲、美洲、非洲、亚洲和其他主要港口在世界范围内。中远、中海集团和其他中国公司广州港为基础治疗和打开了沿海航线从国内其他港口。广州已成为中国南方最大的配送中心和转换中心。因此,分阶段3 dp对这个港口的影响将不可避免地通过这些路线然后传播影响整个世界。
根据表14和15港口的出口和进口是差不多的。但在深度分析,他们的比例是不一样的在不同的类中。所以3 dp对他们的影响是不同的。以货物类为水平轴和进出口的比例确定图的纵轴5。如图5,一班还是二班,出口明显超过进口。据的分析部分6.1类1的,货物是首先受到3 dp,然后二班,然后3班,而第4类则影响较小。这意味着从1级阶段二班阶段,进化像运动鞋供应链将发生更多的出口货物。3 dp的逐步发展和制造业活动的流出,进出口的结构将会逆转而总吞吐量萎缩。大部分的拒绝来自出口流量,而不是进口。集装箱运营商将配置相关线路的容量根据这种趋势。至于减少进口量,他们通常通过散货船和油轮运输。对容器的影响相对较低。
分析广州港的出口和进口国家,也许3 dp不一定会影响到集装箱吞吐量按预期的进展,并不是所有的国际集装箱业务作为“资源country-producer country-consumer国家”模式。本研究是基于运动鞋供应链在中国,美国,和中东。但话虽报告显示2017年,估计有28.8%的全球工业3 dp系统安装在亚洲/太平洋地区。同时,27.9%在欧洲,38.7%在北美。剩下的4.5%是在拉丁美洲,中东,和非洲。目前,相关技术是最深入研究在欧洲和美国,而他们一直提倡生产基于3 dp的回流。尽管日本、韩国和中国也投入更多的资源3 dp,整体进展不如前(23]。因此,最可能颠覆可能是中美和中欧之间的贸易。其他国家和地区呢?
表16和17得到基于广州海关统计》2016年。两个表所示,欧洲和北美的主要目的地广州港出口。即使不包括香港特别行政区的再出口,他们的总份额仍约为30%,欧洲15.62%,北美为14.89%。这意味着3 dp的应用将显著影响其出口在短期和中期。但在这个阶段,中国不超过3 dp技术的欧洲和美国。货物的原产地是欧洲或美国在中国不能打印好。进口需求仍将存在,有关集装箱业务将保持一定水平。
当3 dp技术从欧洲和美国远东或可能超过前者,后者通过后发的优势,全球集中式模式将被完全打破。超过70%的货物吞吐量将运动鞋供应链的进化一样,无论出口或进口。广州最大的进口商进口日本和韩国。不同的主要材料资源的国家,日本和韩国向中国出售他们的高科技组件,如照相机和手机液晶屏和电器。中国铸造厂这些和其他部分组装成成品,然后出口。如果3 dp导致分布式生产,这些国家可以发送这些组件直接向欧洲和美国和打印最终产品在当地的配送中心。但另一方面,近年来,中国的技术进步取得了一些组件在当地生产。日本,韩国,和中国都属于远东。如果这些产品仍然不能打印在消费国,整个远东地区将维持其出口。
但即使在整个亚洲,只有中国、印度、日本、韩国、和新加坡的研究和开发取得了显著成绩3 dp(2017话报告)(23]。其他地区,包括东盟、中亚和中东的大部分,还是不足够的关注。加上拉丁美洲和非洲的贸易额,广州港和发展中国家之间的贸易容器不应影响3 dp很长一段时间。它仍将以传统模式为主。
不同于3 dp导致分布式生产、“腰带和路”倡议发起的中国被认为是另一个重要因素,可能会影响现有的国际工业部门,但在相反的方向。该计划包括一系列措施促进国际贸易和全球化,如资金支持,产业转移,基础设施建设。欢迎东盟等地区,中亚和非洲。广州港是一个重要的中心在中国和这些国家加强彼此的关系。当他们改善他们的容器的基础设施,可进一步提高广州港集装箱业务与他们(王et al ., 2017)28]。这意味着减少集装箱业务的发达国家将由高于发展中国家。
7所示。结论
集装箱多式联运系统的应用规范国际物流的过程中,可以减少时间和横贯大陆运输的风险,并显著减少全球大宗商品流动的成本。战后的繁荣是一个重要的子全球化。但随着消费者口味改善,他们的选择的商品不仅是基于价格因素,但也强调个性化和快速采集。同时,严重的全球经济形势使得贸易保护主义,一些消费国家的政府引入了大量的措施,鼓励制造业回流,和一些商品生产逐渐转移到供应链。从集中式到分布式的全球制造业活动正在改变。这促进了3 dp的快速发展,近年来其他数字制造技术。现任全球化进程会打断吗?将现有的工业模式崩溃?这将严重影响集装箱物流系统?这是本研究的出发点。
7.1。3 dp对跨国集装箱物流业务的影响
在第一步的推导过程,本研究始于3 dp运动鞋的案例研究。模型使用系统动力学建立了跨国供应链,和材料的不同的特征流三种可能的进化情况下调查。仿真结果表明,3 dp的应用将使全球工业部门“resource-producer-consumer suffere严重冲击。供应链会显著改变在三个方面:流向、流速和流量。在这两种情况下,国际运输的总需求将显著降低。链,对不同阶段的大部分原油运输更多的负面影响比集装箱运输3 dp半成品和成品。原因是这批货物的对象容器可以改变从运动鞋到印刷细丝,和它的总量仍然可以保持一定水平。
然而,有多少货物适合集装箱将取代印刷的成品丝?它需要进一步调查。这是因为一个重要的不确定性是回收的印刷材料。3 dp产品废弃后,他们中的一些人可以妥善处理回收利用。这可以大大减少新灯丝的需求。在传统的过程中,塑料垃圾的回收是专业公司的责任,这就需要适当的资格和大量的前期投资。和垃圾收集的规模需要符合一定的标准。但是3 dp允许消费者自己成为合格的环保主义者。最初,大型3 dp企业不愿意回收业务发展,工业水平的质量要求和利润追求细丝。回收材料开发更多的一些创业公司(Treehugger.com) (29日]。然而,随着地球环境的恶化,年轻的消费者,他们被称为Y一代3 dp产品的主要支持者,大大改变了他们的消费理念(Gurtner & Soyez, 2016)30.]。他们会选择更环保的产品(克里奇et al . 2014年)(31日]。这也会促进专业公司开发相关的回收过程在工业水平。例如,3 d系统公司设计了一个3 d打印机叫做EKOCYCLE立方体使用再生塑料细丝(3 dsystems.com) (32]。分布式生产的程度将进一步提高如果更多的大型企业参与这项业务。到那时,终端消费者可能倾向于使用本地回收纤维而不是从海外新做的。这将再次降低国际集装箱的需求。结果,消费者感知的环境保护是一个未知变量影响容器操作在3 dp时代。相关的数据需要连续收集更准确的预测。
7.2。3 dp对全球集装箱多通道系统的影响
将潮流运动鞋供应链发生在其他商品吗?如何推断全球集装箱物流系统的完成进化过程通过各种供应链的变化?在第二步中派生的,本研究建立了一个综合的指标体系基于国际广州港吞吐量数据和现代3 dp文档。评估表明,根据目前的趋势3 dp,短期内只有7%的货物吞吐量将会改变像运动鞋供应链。这不会产生重大影响容器系统。然而,当3 dp大规模生产的电子产品已经成真,大约60%的货物会发生明显的变化。广州港口货物装卸的特点是典型的在中国。这意味着中国作为全球行业的生产商将被颠覆。
3 dp大规模生产的电子产品将打破现任全球工业模式的迹象。到那时,更多的产品将从集中的生产转移到分布式生产。然而,制造业从生产国、消费国的回归可能不会立即发生。3 dp降低劳动力成本的优势生产国,但提高了原材料资源国家的重要性。而资源的几个国家也在致力于3 dp研发、前提实现必要的技术能力,生产活动的一部分可能会转移到这些地区。在这个研究中,原油作为主要资源。但事实上,资源如矿产和农产品也是国际原材料的主要组件。如果所有的国家使用自己的自然资源优势,加强贸易3 dp的材料,即使散货的trans-ocean运输降低,服务对象的容器将被转换成从成品到3 dp材料。这使得集装箱多式联运系统继续运行在一定水平,在其流动方向,速度,和体积变化。
不同的国家,3 dp有不同的影响。生产者的国家是最震惊的。没有自己的当地消费者的需求,流出的制造业活动还会大大降低其集装箱业务。同时,制造业的流入导致一定体积的增加的集装箱运输消费国家。但国家对资源的影响是双重的。其原油出口将下降,而其集装箱业务可能会增加。这是因为相关容器时将大大刺激了出口商品的需求变化从原油到细丝。另一方面,当一个国家角色的资源和消费国家,自给自足的供应链使得国内生产和销售发生。多通道交通需求明显下降。更多的净土运输会获胜。 As container is more suitable for the former, the container trailer may be replaced by ordinary freight truck. This will also reduce the utilization of containers.
上述讨论假定资源国家能够掌握关键3 dp技术实现自给自足的成品。但广州港的分析表明,3 dp的影响不是直接和全面。有不同的影响在国际商品的各种类和国家。作为原油而言,我们可以扮演资源和消费国的角色在同一时间。一班和二班的制造业活动将逐渐流回到这个国家。但大多数欧洲国家不是资源的国家。尽管一些欧洲国家在边境3 dp技术领先,其大规模应用在欧洲受到纤维资源。甚至考虑使用回收材料,容器欧洲之间的贸易和资源的国家仍然需要保持一定水平,以满足当地消费者的需求。对传统石油生产地区,中东,非洲,南美,在迪拜,阿拉伯联合酋长国、雄心勃勃要成为一个地区3 dp中心,其余的国家似乎不知道适当的技术。此外,许多资源属于国家人口众多,但低收入的类型。 Although 3DP demand in these places may exist, its relatively high prices will make these countries for a long time not become the mainstream areas of this technology. Their industrial mode tends to be traditional. On the other hand, when the producer country is faced with the deglobalization which is the result of 3DP application and trade protectionism, it may actively respond with measures to maintain consistency of the process of globalization, such as Belt and Road initiative proposed by China. Moreover, producer country had a lot of opportunities to contact with the advanced production frontier. It could be easier to grasp relevant technologies for their own use, such as Chinese innovation policy spawning many 3DP research teams in recent years (Chen, 2015) [33]。换句话说,当质量3 dp的应用实现,未来集装箱业务我们将减少明显,然后是欧洲。但是在其他地区货运可能保持不变甚至覆盖前者的比例上升。技术开发和贸易合作一起工作在这个容器系统,使越来越多的动态变化。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
这项研究支持基金会杰出青年才俊在广东高等教育,中国(2015 wqncx088),和湛江科技计划项目(2016 a01030)。