过去两年，供应链的压力达到了极限：与中国的持续贸易战。一艘摩天大楼大小的货船在苏伊士运河搁浅。从长江到新奥尔良港，与天气有关的港口关闭。网络攻击和集装箱短缺。最具破坏性的是一场全球流行病，它已经关闭了学校和企业，取消了贸易展览，而且还没有结束。
数字双胞胎和其他工业 4.0 技术使制造商能够更好地了解供应链、采购选项和工程（由 Siemens Digital Industries Software 提供）
此类事件对企业和消费者产生了深远影响，危及货物交付并伤害了全球制造商。最近的纽约 Times文章报道称，由于电脑芯片短缺，丰田将全球汽车产量削减40%。英国的机械制造商、波特兰的服装生产商和迈阿密海滩的棋盘游戏制造商都面临着类似的问题。具有讽刺意味的是，该文章接着指出，该行业的精益和准时制 (JIT) 做法是部分原因
《福布斯》杂志描绘了一幅类似的惨淡画面，理由是“关键制造组件短缺、订单积压、交货延误，以及运输成本和消费价格飙升。”作者（曾任纽约联邦储备银行顾问）表示，除非情况很快得到解决，否则全球经济的后果可能是可怕的。
这应该不足为奇，然后，这种情况对航空航天业及其一级供应商来说尤其麻烦。毕竟，波音会告诉你，737 飞机据说是最畅销的商业飞机历史上的 ial jetliner——由超过 600,000 个部件组成。其中包括 67 公里（42 英里）的电线、189 升（50 加仑）的油漆以及数十万个铆钉和紧固件。这些和许多其他组件必须从数千家供应商的供应链中采购——最小的中断可能会使装配线停止数天、数周或数月。
不要忘记劳动力
“在过去一年半的时间里，我们在全球供应链中看到的最大障碍可能是交货时间的不可预测性，”芝加哥 West Monroe 卓越运营/供应链合伙人杰里米·坦克雷迪 (Jeremy Tancredi) 说基于业务和技术的咨询公司。 “部分原因是大流行初期的停工导致材料和供应短缺。任何制造商都知道，当原材料迟到或根本没有时，就很难维持所需的产量ut。”
现代商用客机包含数十万个部件。任何这些供应链中断都可能很容易影响飞机生产。West Monroe 明尼阿波利斯办事处专门从事消费品和工业产品的高级合伙人丹尼斯·麦克雷 (Dennis McRae) 指出，问题比材料短缺更严重。 “我们看到的许多国内供应链挑战都是由于熟练劳动力短缺造成的，”他说。 “现在就找到从事制造和分销工作的人非常困难，这一因素最终会影响到希望购买这些公司产品的消费者。”
West Monroe 帮助其客户减少成本的方式之一并希望通过最近受到广泛关注的技术消除这些问题：工业物联网，或 IIoT。正如 McRae 解释的那样，今天使用的几乎所有设备和机器都可以与其所有者共享操作信息。不幸的是，大多数关于可用性、效率和迫在眉睫的维护需求的数据都被忽视了，导致未达到最佳利用率。
“只有很少一部分行业可用 IIoT 数据用于性能分析，”McRae 说。 “结果是，各类制造公司都错失了提高整体设备效率和提高生产车间效率的机会。”
拥抱融合
IIoT 必须做什么供应链中断怎么办？很多。由于在大流行病和国际贸易战结束后，熟练劳动力短缺可能会持续很长时间，因此制造商和分销商必须采用任何可用的技术，以期实现精简、防错和最重要的是，尽可能自动化他们的业务流程。 IIoT 和工业 4.0 正是这样做的。
然而，其中的机遇比其中任何一个带来的机遇都更深远。 Tancredi 建议“IT-OT 融合”即将到来，为前所未有的供应链可见性和可预测性打开大门。这种融合意味着将任何制造业务的信息技术 (IT) 方面（ERP 系统、CRM 软件和其他后台应用程序）与刚刚描述的运营技术 (OT) 系统生成的 IIoT 数据结合在一起。
“这使制造商能够执行各种准确且具有预测性的 KPI 和业务分析报告，”他说。 “您可以开始将生产车间实时发生的事情与调度和计划系统所说的应该发生的事情进行比较。结果，您突然能够识别趋势并
细线
撇开融合驱动的机遇不谈，供应链和全球贸易的意义远超我们许多人的想象。总部位于亚特兰大的公司律师事务所 King & Spalding LLP 负责海关业务的国际贸易合伙人迈克尔泰勒解释说，货物和技术的跨境流动需要各种方式的进出口管制、许可证和法规.
“将货物带入您的制造过程并确保您的供应链清晰、干净地运作至关重要，尤其是当公司试图平衡维护原材料的需求与可用的仓储空间、销售活动和生产能力，”泰勒说。 “由于所涉及产品的费用和重要性，在高科技领域尤其如此——包括航空航天领域。这里的成功可能意味着沃尔玛”
Taylor 回忆起 20 年前许多制造商开始的大力推动，将产品转移到海外以追求更高的利润率。他指出，虽然这种商业模式仍然存在——而且通常非常成功——但很多事情都可能出错，这在当今的贸易环境中显而易见。其中包括已经讨论过的运费上涨和运输延误，以及关税、配额甚至国家安全问题。
法律和海关问题会阻碍进口货物的交付，对下游制造过程产生负面影响。战略思考“这里有很多东西是你无法控制的，”他说。 “这就是为什么制造商需要裁员，如果他们要把东西带到本国以外的地方。然而这可以很难处理航空航天部件和制造它们所用的材料，因为它们的采购选择通常非常有限。您必须在采购决策中具有战略性。”
幸运的是，许多航空航天承包商——尤其是那些向美国国防部 (DOD) 供应货物的承包商——在某种程度上受到政府供应链政策的限制，这将关键部件的采购限制在特定的原产国（即那些对我们友好的国家）。 Taylor 表示，多年来，这些做法不断发展和扩展，最终形成了 King & Spalding 网站上描述的政府“投资美国法案”和“购买美国货”计划。
拜登政府采取了类似的方式来确保有足够的国内产品采购，”他说。 “我认为很多人都想避免重蹈 COVID 的覆辙，一家海外供应商被关闭，然后突然之间，我们在美国的关键材料供应链出现问题。”
获得知名度
正因为如此，近年来，航空航天和国防行业可能没有像其他行业那样苦苦挣扎，尽管它们的材料清单和供应商名单很多。但这并不意味着没有改进的余地。位于德克萨斯州普莱诺的 Siemens Digital Industries Software 航空航天和国防副总裁 Dale Tutt 表示，这种流行病只是加速了该行业的一些长期挑战。
“许多原始设备制造商和大型 1 级供应商还没有获得他们对供应基地所需的全部可见性，”图特说。 “当问题发生时，他们通常是事后才发现的，并不总是了解可能影响公司的事件的全部影响。”;
图特分享了他在航空航天行业工作时的一个故事，当时一家发动机轴承制造商的工厂遭遇自然灾害，停产数月。尽管它提供的组件在供应链中有好几层，但短缺中断了顶级生产，直到供应商恢复。此类中断可能发生在任何市场领域，但航空航天业及其经过严格认证的供应基础可能是最脆弱的。
工业 4.0 的作用
这就是它的重要性，他表示，从事该行业的制造商对其弱点有全面的了解。 “一旦公司开始规划他们的供应链，他们很快就会意识到这些短缺的根源。例如，他们经常会发现他们的竞争对手使用相同的供应商来生产紧固件和轴承等商品。一旦你获得了这种透明度，它就会变得容易得多比依赖过时的 ERP 系统以及在某些情况下依赖电子表格和电子邮件来管理其供应商基础的制造商做出反应。”
工业物联网 (IIoT) 提供的生产数据让制造商更清楚地了解他们的流程，有助于减轻潜在的供应链中断。西门子和其他制造软件供应商会告诉您，现代供应链管理系统是提高效率和透明度的关键——无论是哪个行业——因为它有助于消除历史和这里描述的当前困境。然而，他们可能没有指出的是制造商的企业软件系统与其供应商的软件系统之间需要互操作性。这就是工业 4.0 的用武之地。
“您正在看到 gr食客现在强调数字化以及如何将其引入供应链，”图特说。 “数字孪生在这里肯定发挥了作用，因为它提高了对供应链、采购选项、工程要求等的可见性。当与我们的 Mendix 解决方案这样的平台结合使用时，Mendix 解决方案是一种低代码、基于云的开发工具，可增强制造商与其供应商之间的数据互操作性，它可以让每个相关人员更好地了解他们的风险状况。作为项目负责人或采购经理，您能够做出更好、更明智的决策。”
在扬斯敦
还有另一种降低风险状况的方法：在本地制造并消除尽可能多的供应链。两者都可以通过许多人认为的工业 4.0 的起源轻松实现：增材制造。但是，有一个警告。 “如果我们从宏观层面看航空航天供应链，添加剂就不是今天没有产生重大影响。明天也不会。但是，当我们更具体地考虑供应链中断以及一项技术或一系列相互关联的先进制造技术可以在何处汇集时，我们绝对认为增材制造发挥了作用。”
根据执行官 John Wilczynski 的说法总部位于俄亥俄州扬斯敦的 America Makes 董事，据称是“全国领先的增材制造技术和教育公私合作伙伴关系”。在过去的九年里，这个由国防部赞助的研究所一直致力于通过技术和技能开发、与 AM 供应商和行业用户的合作以及 3D 打印生态系统的推广来增加增材制造的采用。它的最终目标？为了确保美国在增材技术方面处于全球领先地位。
与 IIoT 一样，人们很想问 3D 打印与供应链短缺有什么关系，e特别是考虑到 Wilczynski 关于该技术在航空航天业中公认的边缘作用的评论。他很快指出，3D 打印的巨大前景——更不用说它在工具和原型开发中日益重要的作用——是不容忽视的。
找到最佳点
在 America Makes 成立后不久，Wilczynski 和他的同事启动了 MAMLS 项目，该项目是低成本维持增材制造成熟化的首字母缩写词。这是一个为期四年的计划，由空军牵头，包括数十个探索性项目，耗资数千万美元。他们一开始提出的一个简单问题是，“添加剂可以在哪些方面发挥作用？”甚至更根本的是，“添加剂能有所作为吗？”答案令人惊讶。
“飞机保障的现实是大量低容量、高混合类型的 p问题存在，”他说。 “如果你从商业机会的角度来看，它是添加剂的最佳选择。例如，总是会出现停产的飞机部件故障，您总是想方设法处理，而且仓促行事。增加这一制造挑战的是组件的独特性，更不用说缺少制造零件所需的夹具和夹具了。添加剂在所有方面都取得了全垒打。”
在另一个项目中，America Makes 解决了本文中提出的问题——如何在供应链中断的情况下快速制造产品。在这里，增材制造再次提供了一些有趣的可能性。 “该计划被称为先进制造危机生产响应，或 AMCPR，”Wilczynski 说。 “这证明了数字化分布式制造的概念是合理的。在其中，3D 文件几乎可以上传到打印机世界上的任何地方，以及在数天或数小时内生产的零件。当然，必须有可用的原材料，以及能够操作机器的人。但正如添加剂社区对大流行期间个人防护设备短缺的反应一样，我们看到这个概念在未来供应链中断的情况下提供了巨大的希望。”
