3D打印如何拯救大型石油供应链危机？

aau讯（编辑 卢晶）据外媒报道，因新冠疫情引发的封锁正在打破国际供应链，这导致某石油公司由于备件短缺，无法进行现场维护。继而引发某炼油厂由于供应链中断而无法维护，因此必须推迟维护，否则会造成停运的风险。

石油公司和炼油厂的问题再一定程度上揭示了全球化经济中最令人头痛的问题：对国际供应链的长期过度依赖。但是对于这些较长的供应链，还有另一种解决办法，选择3D打印制作备件。

缩短供应链

众所周知，3D打印的优势之一是它可以解决诸如这些公司在封锁期间遇到的问题，并且可以快速解决。借助3D打印机，公司无需等待数千英里以外的复杂零件的交付。更重要的是，他们不需要像现在这样保留紧急库存以备不时之需。

Baker Hughes的增材制造全球负责人Mikhail Gladkikh表示，保持数字库存并提供BH所谓的“紧急服务”是石油和天然气技术的两个可增长的领域。

顾名思义，数字库存是Gladkikh称之为数字护照的形式，是对零部件的非物理存储。它包括有关零件外观以及应如何构建的详细信息。一旦有人要求购买该部件，数字护照就会投入使用，以便在离家更近的地方进行3D打印。

壳牌公司（3D打印的另一早期使用者）表示，这些变化使该行业的供应链更具弹性和灵活性，因为它对过程进行简化。当前的危机将加速这一趋势的发展，届时会有更多的行业参与者选择该技术提供的优势。

降低成本

为了避免任何过度炒作，在此需提醒各位用户：3D打印不会取代传统制造业。当谈到石油和天然气中最受欢迎的一些东西时，比如管道、螺母和螺栓等，它的成本比这要高。3D打印并不是为了廉价批量生产螺母和螺栓而存在，它的目的是降低部件成本。

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Gladkikh表示，在这里，3D打印将大放异彩。对于3D打印机来说，它对于打印复杂性项目根本不成问题。使用者可以改进此项目的设计，以针对特定任务对其进行优化。除此之外，用户可以自行设计零件，而这些零件无法使用传统的方法制造。

Gladkikh将之称为生成设计，使用者可以自由地对部件进行功能优化。换句话说，无论是用于石油钻探还是用于发电，都会使其性能达到最佳。

壳牌3D打印经理Ron van Wolferen和供应链数字化主管Nick van Keulen表示，由于数字护照和数字库存，3D打印的快速周转时间是降低成本的重点。

公司可以将其在新零件上的花费的时间最大限度地减少，降低生产损失并因此节省资金。从制造商到使用它们的公司，他们可以按需打印零件，享受3D打印带来的好处。

Lux Research分析师Arij van Berkel认为：“从长远来看，3D打印在上游生产的维护和建设中具有潜在的重要性。它确实为小批量生产提供了成本优势，并且有可能解决必须在每个站点保留大量零件库存的问题。”

并非适合所有行业

3D打印并非解决石油行业中供应链和功能效率问题的“万灵药”。数字库存和按需打印紧急服务虽然很好，但并不适合每个企业，因为像许多尖端技术一样，需要大量的前期投资。目前，很少有企业能够负担得起。

Gladkikh说；“3D打印是一种利基技术，这就是为什么它永远不会成为石油和天然气行业中默认的制造方式的原因之一。它适用于小批量、高复杂度的零件，但经济上不适用于大批量、低复杂度的零件。”

Lux Research的Van Berkel表示：“该技术尚未准备好进行全面部署，并且节省的成本不足以应对当前的危机。因此，3D打印技术在石油和天然气领域的应用将不会有很大的影响。”

更多挑战

与所有新事物一样，3D打印在业界面临着强烈的质疑。正如Gladkikh所说，当人们习惯以某种方式做事并且对这种方式感到满意时，需要时间说服他们采用更好的做事方法。

法规往往落后于技术创新，3D打印也不例外。如果3D打印零件未经监管机构批准部署，则无法使用。但是监管机构尚未为大量3D打印零件制定规则和标准。 然后是技术本身的局限性。

Lux Research的Van Berkel说：“该技术的主要障碍是3D打印部件的可靠性。该技术尚不能打印具有足够可预测的机械性能的零件。这样每个零件都需要在现场使用之前进行测试。这意味着成本优势被测试成本所抵消。”

更重要的是，目前，石油和天然气服务中使用的3D打印机不能打印超过特定尺寸的零件，只能打印一定尺寸的零件。使用3D打印机，在保持必要的准确度的同时，按比例缩放尺寸并不是那么容易。零件的尺寸也限制了成本：零件所需的材料越多，价格就越高，这意味着3D打印更大、更复杂的零件成本并不便宜。

3D打印为何能更改石油供应链？

紧急零件供应服务和按需打印是3D打印的两个亮点。另外，只需对零件的设计进行一些调整，就可以显著提高该零件的性能。以涡轮机为例，传统设计和制造的涡轮机具有一定的标准性能，如果不进行重大设计更改（也必须更改生产流程），则无法以任何有意义的方式对其进行改进，这些改进是昂贵的。

借助3D打印，可以随心所欲地进行任何改进，然后看看哪种方案最有效。重要的是无需支付额外费用，因为在确信改进会起作用之前，无需制造任何东西。而且，使用者可以在油田附近做很多这样的事情。

壳牌公司的Van Wolferen和Van Keulen说，“ 3D打印将用于设计和制作新的原型零件，以更好地工作，或者对陈旧的零件进行加工。此外，与3D打印相关的技术将用于油田设备的现场维修。这意味着与购买新零件相比，通过3D打印进行维修或更新也是一种选择。”

Van Wolferen和Van Keulen表示，因此，新零件的创新设计、快速成型、较短的交货时间和按需生产都是3D打印优于传统制造的主要优势。转向本地生产和维修也是3D打印的优势之一，其附加好处是可以减少业务的运输时间。

尽管面临挑战，但3D打印在石油和天然气领域仍拥有光明的前景。该行业现在必须已经意识到，过度依赖国际供应链会干扰其正常运营，并可能产生严重后果，例如现场生产中断。3D打印可以帮助解决此问题以及其他问题。

最重要的是，3D打印是通用的，可以快速配置一台打印机来完成许多不同的任务，例如在疫情期间为一线工人打印防护装备，而Baker Hughes和Shell公司已经这样做了。

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