Wissenschaftler der Cardiff Business School von der Cardiff University haben die möglichen Auswirkungen einer Kombination von 3D-Druck-Produktionszentren und dem Transportwesen (Logistik) auf unsere bisher bekannten, mehrstufigen Transportsysteme untersucht. Dabei erstellten sie ein Scoreboard-basiertes Tool, um Prozesse mit Hilfe solcher 3D-Druck-Produktionsstandorte zu optimieren. Das Tool soll vor allem kleinen und mittelständischen Unternehmen helfen ihre Transportkosten zu reduzieren.

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Business School der Cardiff University LogoForscher der Cardiff Business School untersuchten, inwieweit die Kombination von 3D-Druck-Produktionszentren und Transport ein Vorteil gegenüber den uns bekannten mehrstufigen Transportsystemen bietet. Eine ausgelagerte Fertigung, Schichten von Lieferanten, aufgeteilt auf mehrere Vertriebszentren, beschreiben das uns bekannte mehrstufige System.

Die Forscher von Cardiff gehen davon aus, dass der 3D-Druck hier einiges verbessern kann. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachjournal „Computers & Operations Research“ in einer Arbeit mit dem Titel „Competing through the last mile: Strategic 3D Printing in a city logistics context„.

Untersuchung der aktuellen Situation

Anhand eines mathematischen Modells gelang es Emrah Demir, Dozent für Managementwissenschaften an der Cardiff Business School, seinem Kollegen Daniel Eyers, Dozent für Management von Fertigungssystemen, und Yuan Huang, Dozent für Betriebsmanagement, verschiedene Szenarien mit integrierter 3D-Druck-Produktion zu demonstrieren. Sie untersuchen die Transportplanung und potenzielle Vorteile für Lieferfirmen zur Bewältigung herausfordernder Stadtlogistik.

Die Forscher erklären:

„Produktions- und Transportprobleme werden im Allgemeinen getrennt gelöst. Wir haben versucht, sowohl wichtige Teile der Kundenerfüllung als auch pünktliche Lieferungen zu integrieren und dabei Transport und Produktion täglich und wöchentlich zu untersuchen. Ein einfacher, aber effektiver Algorithmus soll das Problem der Aufrechterhaltung hoher Nutzungsraten von 3D-Druckmaschinen und effektiver Van-Auslastungen lösen.“

Demir, Eyers und Huang untersuchten außerdem die Integration von 3D-Druck-Produktionszentren in die Stadtlogistik und die Auswirkungen auf die Verteilung von Gesundheitsprodukten an Kunden in städtischen Umgebungen. Ihr mathematisches Modell wendeten sie auf die Verteilung von Hörgeräten in verschiedenen Szenarien an. Dabei kombinierten sie die3D-Druck-Produktion und die Transportplanung.

Anwendung des neu entwickelten mathematischen Modells

DPD Lieferwagen
DPD liefert 3YOURMIND Produktionselemente für den 3D-Druck aus. (Bild © DPD).

Anhand eines Beispiels demonstrierten sie ihren komplementären Ansatz und ließen auch die Umwelt nicht außer Acht. Sie zeigten, wie lokale Produktion und Verteilung für dringend benötigte kundenspezifische medizinische Geräte integriert werden kann. Den Forschern zufolge lässt sich das auch auf andere Bereiche ausdehnen.

Für die Forscher zeigte sich, dass sich kombinierte 3D-Druck-Logistik-Einrichtungen lohnen. Sie identifizierten außerdem bereits bestehende Handelsbüros, die mit der dafür nötigen technischen Kompetenz ausgestattet sind. Die durch die COVID-19-Pandemie auftretenden weltweiten Sperren haben den Forschern zufolge die potenziellen Vorteile lokalisierter Logistiklösungen weiter hervorgehoben. Im Jahr 2018 berichteten wir über DB Schenker, das als erstes Logistikunternehmen in Deutschland 3D-Druck-Service anbietet.

Tool für kleine und mittlere Unternehmen

Das neuartige mathematische Optimierungsmodell der Forscher half dabei, den Transport und die Produktion von 3D-gedruckten Hörgeräten zu untersuchen und zu optimieren. Die Betrachtungen bezogen sich auf die Entwicklung auf täglicher und wöchentlicher Basis. Mit dem Optimierungsmodell waren sie in der Lage, die Erfüllung von Kundenaufträgen zu verbessern und pünktliche Lieferung sicherzustellen. Die erhaltenen Ergebnisse verwendeten sie, um ihr Scoreboard-basiertes Tool zu entwickeln, das kleinen und mittleren Unternehmen helfen soll, Produktionslieferprozesse zu optimieren. Es lässt sich je nach Szenario leicht neu konfigurieren. Andere lieferungsbasierte Sektoren wie der Einzelhandel könnten ebenfalls von ihren Erkenntnissen profitieren.

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