《Food Policy》：Advancing sustainability in food and drink supply chains through additive manufacturing: A systematic literature review
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摘要
本系统文献综述（systematic literature review, SLR）探讨了增材制造（additive manufacturing, AM），即通常所称的3D打印（3D printing），在促进食品可持续供应链中的变革性作用。本研究运用前
摘要
本系统文献综述（systematic literature review, SLR）探讨了增材制造（additive manufacturing, AM），即通常所称的3D打印（3D printing），在促进食品可持续供应链中的变革性作用。本研究运用前因—决策—结果（Antecedent, Decision, and Outcome, ADO）框架，综合了66篇学术文献的见解，考察增材制造如何应对食品供应链中的效率低下、浪费和需求波动等问题。研究对五种关键的增材制造赋能供应链策略——分布式本地化制造（Distributed Localized Manufacturing, DLM）、内部生产、延迟生产、大规模定制和按需生产——从经济、环境和社会三个可持续性维度进行了批判性分析。研究结果凸显了增材制造在减少浪费、提升生产敏捷性、降低运输排放以及实现个性化营养方面的潜力。然而，高材料成本、监管挑战和技术限制等障碍仍是其广泛采用的重要瓶颈。本研究通过提出一个将增材制造策略与可持续目标相结合的概念框架，为可持续供应链转型的学术讨论做出了贡献。所提供的研究见解可为行业从业者和政策制定者利用增材制造构建更具韧性和可持续性的食品供应链提供有价值的参考。
增材制造赋能食品饮料供应链可持续转型的系统文献综述解读
一、研究背景与问题
全球人口快速增长、环境问题日益严峻以及消费者偏好持续演变，使得食品行业对可持续且富有韧性的供应链的需求变得尤为迫切。食品供应链因其产品易腐性、质量退化风险以及需求不确定性而天然具有复杂性。个性化营养趋势的兴起进一步加剧了供应链管理的难度，消费者日益需要无过敏原食品和定制膳食补充剂等个性化产品，这对供应链的预测精度、生产规划以及库存响应策略提出了更高要求。过度库存会增加因腐败变质造成的浪费，而库存不足则可能导致需求未满足和利润损失。
增材制造（additive manufacturing, AM），即3D打印，为应对上述挑战提供了变革性路径。该技术能够实现按需、高度定制化的生产，通过精准生产与库存管理直接匹配实际需求，从而提升供应链敏捷性并减少浪费。增材制造还可根据特定饮食或健康需求定制食品，例如为吞咽障碍患者重塑食品质地。此外，增材制造与可持续性目标的契合还体现在其本地化与分布式生产能力上，有助于缓解运输和仓储带来的环境负担，缩短交付周期，并通过按需生产模式减少浪费。然而，尽管增材制造在食品供应链中的应用前景广阔，其如何具体地提升经济、社会和环境维度的可持续性仍缺乏系统研究。本研究旨在通过系统文献综述（systematic literature review, SLR）弥合这一研究缺口，构建概念框架以阐明增材制造对供应链可持续性的贡献，并为有效实施提供战略路径。
二、研究设计与方法
研究人员采用系统文献综述（SLR）方法，遵循Denyer和Tranfield（2009）的指南，涵盖问题提出、文献定位、研究筛选与评估、分析与综合、报告与传播五个阶段。文献检索覆盖Scopus、ProQuest和Web of Science三大数据库，检索关键词围绕增材制造（如“3D printing”“additive manufactur*”）、供应链（如“supply network”“cold chain”）和食品饮料（如“confectionary”“chocolate”“perishable”）三大主题设计，并纳入“分布式制造”“按订单生产”“延迟生产”等“增材制造潜力关键词”以扩展检索范围。纳入标准要求研究聚焦增材制造在供应链中的应用、涉及至少两个供应链层级和可持续性维度、发表于同行评审期刊且为英文。初筛后从1978篇文献中排除1792篇，全文评审后最终纳入66篇文献。数据提取涵盖研究特征、方法论、与可持续性相关的关键发现以及增材制造赋能的供应链策略。分析阶段将直接涉及增材制造的研究与“增材制造潜力”文献区分开，并按经济、环境、社会三个可持续性维度及五种供应链策略进行主题综合。
三、研究结果
3.1 描述性分析
出版趋势显示，直接涉及增材制造的研究数量相对有限且分布不均，但2026年更新检索发现更多近期研究。地理分布方面，研究主要集中在英国、中国和印度，反映了这些地区对可持续技术和增材制造应用的投资。研究方法方面，定量研究占主导（29篇），常采用模拟、优化模型和决策框架；文献综述13篇；定性研究主要来自“增材制造潜力”文献。可持续性维度覆盖方面，31篇文献涵盖全部三个维度，12篇仅涵盖经济与环境维度，8篇涵盖经济与社会维度，部分文献仅关注单一维度。
3.2 增材制造对供应链可持续性的贡献
经济可持续性方面，55篇文献表明增材制造通过本地化生产和按需制造降低运输和库存成本，使生产量与实际需求紧密匹配，从而减少传统供应链的长途运输和仓储费用。环境可持续性方面，45篇文献指出增材制造通过分布式本地化制造减少长途运输带来的排放，同时其材料使用的精准性减少浪费，按需生产避免因过量库存导致的食品腐败。社会可持续性方面，42篇文献强调增材制造支持个性化营养和医疗保健，如定制食品质地和营养含量，并通过本地化生产促进区域就业，减少供应链获取的经济差异。
3.3 增材制造赋能的供应链策略
分布式本地化制造（DLM）是文献中讨论最多的策略，涉及在多个地理位置部署3D打印机，减少对集中生产的依赖，降低运输成本和环境影响，提升对本地需求的响应性并缩短交付周期。按需生产支持灵活响应制造，仅在订单后生产产品，减少库存存储和浪费。大规模定制结合大规模生产效率与个性化灵活性，如生产定制巧克力。内部生产使零售商和医疗机构能够在现场生产产品，确保质量和一致性。延迟生产（延迟策略）将最终制造阶段推迟到交付前，允许后期定制，提高灵活性并减少库存持有成本。
四、讨论与结论
讨论部分整合了增材制造对食品饮料供应链可持续性的贡献，按经济、环境、社会三个维度及五种供应链策略进行组织。图9以集合论形式展示了18项供应链效益的交叉关系，其中矩形内的指标（如延长保质期、减少食品浪费）为食品饮料供应链特有，而矩形外的指标（如能源效率、成本降低）为通用供应链绩效指标。例如，缩短交付周期同时属于经济、环境和社会三类效益，而减少浪费属于经济与环境可持续性。此外，研究还补充了“减少水和土地资源使用”这一贡献，该观点源自食品浪费减少可间接节约农业用水和土地资源的逻辑。总体而言，增材制造通过优化特定于易腐品和通用供应链绩效指标，支持构建经济可行、环境负责且社会有益的供应链。研究结论指出，增材制造在食品供应链中的可持续性价值并非自动实现，而是取决于经济可行性、部署环境、产品特征、生产规模及网络配置等因素，未来研究应进一步探讨规模化应用和监管框架的完善。
