以3D打印和大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的分布式制造。這種制造模式將徹底打通互聯(lián)網(wǎng)業(yè)和制造業(yè)，給人類(lèi)帶來(lái)深刻的社會(huì)變革。
一、新技術(shù)下的爭(zhēng)議
3D打印技術(shù)，是先在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)好CAD三維模型，然后3D打印機(jī)將材料逐層疊加，最終生成產(chǎn)品。3D打印技術(shù)具有按需制造、減少?gòu)U棄副產(chǎn)品、材料多種組合、精確實(shí)體復(fù)制、便攜制造等多種優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)可以降低約50%制造費(fèi)用，縮短加工周期70%，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化和復(fù)雜制造。
目前3D打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、航空航天、船舶汽車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域，在建筑行業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、人偶玩具、服裝服飾、食品加工等民用級(jí)行業(yè)則剛剛起步。
2012年4月，英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》刊文認(rèn)為，3D打印技術(shù)是第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具，該技術(shù)與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式結(jié)合，將會(huì)推動(dòng)第三次工業(yè)革命的實(shí)現(xiàn)。此論一出，反對(duì)的聲音層出不窮。
最讓業(yè)界耳熟能詳?shù)氖吕^(guò)于富士康科技集團(tuán)董事長(zhǎng)郭臺(tái)銘的“倒寫(xiě)論”。這位制造業(yè)的大鱷尖銳地指出，3D打印只是噱頭，如果真的能顛覆產(chǎn)業(yè)，“那我的‘郭’字倒過(guò)來(lái)寫(xiě)”。
TCL董事長(zhǎng)李東生認(rèn)為，關(guān)于3D打印大部分說(shuō)法言過(guò)其實(shí)，他不相信用3D打印技術(shù)能夠做出一臺(tái)電視機(jī)來(lái)，從哪個(gè)角度來(lái)看都沒(méi)有可能性，這只是神話(huà)色彩。
比較溫和一點(diǎn)的觀點(diǎn)則認(rèn)為，3D打印技術(shù)是現(xiàn)有制造業(yè)的補(bǔ)充和創(chuàng)新，而非完全顛覆性的革命。例如塞富亞洲投資基金合伙人閻炎說(shuō)：“我不認(rèn)為馬上對(duì)產(chǎn)業(yè)會(huì)有革命性、風(fēng)暴般的影響，但會(huì)逐步改變。它不像互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)，深刻改變整個(gè)人類(lèi)生存方式。
為什么《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》與這些專(zhuān)家學(xué)者的觀點(diǎn)有著如此大的反差?
單從產(chǎn)生制造工具的角度來(lái)看，3D打印技術(shù)的確只是制造業(yè)的補(bǔ)充，目前還存在一些技術(shù)上的缺點(diǎn)。
首先是精度不夠高。在逐層制造過(guò)程中，雖然每個(gè)層次會(huì)被計(jì)算機(jī)軟件切得很薄，但在一定微觀尺度下，仍會(huì)形成一定厚度的一級(jí)級(jí)“臺(tái)階”，這就是所謂臺(tái)階效應(yīng)。
其次是打印速度慢。3D打印受制于“三次方定律”，即隨著體積的增加，打印時(shí)間、材料數(shù)量都會(huì)成三次方增長(zhǎng)。如果想要打印兩倍于原體積的物體，就需要花費(fèi)8倍的時(shí)間和成本。
第三是機(jī)械強(qiáng)度差。受材料和成形技術(shù)的影響，一些產(chǎn)品的耐久性和可靠性還存問(wèn)題，在長(zhǎng)期應(yīng)用、耐疲勞等方面是弱項(xiàng)。用于航空航天業(yè)、汽車(chē)制造業(yè)的金屬3D打印除外。
除了上述主要缺點(diǎn)之外，目前3D打印技術(shù)還存在材料種類(lèi)較少、材料昂貴、機(jī)器無(wú)法通用等問(wèn)題。
沃頓商學(xué)院教授卡爾·烏爾里希(KarlUlrich)在《華爾街日?qǐng)?bào)》撰寫(xiě)的一篇專(zhuān)欄文章中指出，“3D打印每個(gè)材料單位都必須層層疊加。所以，3D打印的速度很慢。”根據(jù)烏爾里希的說(shuō)法，工廠中一臺(tái)注塑機(jī)每15秒就可生產(chǎn)100個(gè)完美無(wú)缺的塑料勺子，但性能最強(qiáng)大的3D打印機(jī)每10分鐘只能生產(chǎn)一個(gè)勺子，“這樣使生產(chǎn)效率降低了4000倍。”由此看來(lái)，3D打印技術(shù)在批量制造中的確不占優(yōu)勢(shì)。
二、3D打印真正的顛覆性力量
那么，3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)倒底在哪里呢?為什么《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》會(huì)認(rèn)為“3D打印技術(shù)是第三次工業(yè)革命最具標(biāo)志性的生產(chǎn)工具”呢?我們先來(lái)看看傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)生、銷(xiāo)售模式是怎樣的。
傳統(tǒng)的制造和銷(xiāo)售模式，是在工廠里通過(guò)流水線(xiàn)作業(yè)，將產(chǎn)品生產(chǎn)制造出來(lái)，然后通過(guò)線(xiàn)上的電商平臺(tái)、線(xiàn)下的銷(xiāo)售渠道(批發(fā)商、零售商)將產(chǎn)品發(fā)送到世界各地的消費(fèi)者手中。主要缺點(diǎn)如下：
一是在設(shè)計(jì)階段，存在大量設(shè)計(jì)作品浪費(fèi)。廠家難以準(zhǔn)確把握市場(chǎng)的具體需求，但又因?yàn)榘嘿F的開(kāi)模費(fèi)用，只得從眾多的設(shè)計(jì)作品中挑選一個(gè)來(lái)生產(chǎn)，很多優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品無(wú)法通過(guò)生產(chǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)價(jià)值。
二是在產(chǎn)品生產(chǎn)與流通過(guò)程中，會(huì)消耗大量的資源。在生產(chǎn)之前，原材料要通過(guò)物流環(huán)節(jié)運(yùn)送到工廠;在生產(chǎn)過(guò)程中，主要采取模具鑄造和機(jī)械加工等方法，其造型能力受制于所使用的工具，物體形狀越復(fù)雜，制造成本越高;產(chǎn)品生產(chǎn)出之后，需要將產(chǎn)品運(yùn)送到各地，會(huì)占用能源、交通、倉(cāng)儲(chǔ)、人力等很多資源。
三是在消費(fèi)端，產(chǎn)品不一定能真正受到用戶(hù)的喜歡。通過(guò)傳統(tǒng)制造方式生產(chǎn)的產(chǎn)品，一般具有一定的剛性需求，但在創(chuàng)意、設(shè)計(jì)方面，卻未必受到用戶(hù)的歡迎。用戶(hù)能接受，是因?yàn)闆](méi)有更多的選擇。特別是用戶(hù)需要的個(gè)性化定制的產(chǎn)品，傳統(tǒng)制造方式因?yàn)楸境稍蚝茈y現(xiàn)實(shí)。
而解決傳統(tǒng)制造業(yè)這些痼疾的最好方式，就是建立以大數(shù)據(jù)為支撐的設(shè)計(jì)師平臺(tái)，結(jié)合3D打印“個(gè)性化定制”的優(yōu)點(diǎn)，打造出遍布世界各地的分布式制造點(diǎn)。其主要思想如下：
3D打印目前存在的“打印速度慢、難以批量成品”的問(wèn)題，可以通過(guò)分布式制造來(lái)解決。分布式的概念，在《第三次工業(yè)革命》的作者，美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家杰里米·里夫金的思想中已有體現(xiàn)，只不過(guò)他提出第三次工業(yè)革命的代表是分布式能源。筆者認(rèn)為，分布式制造與分布式能源并不矛盾，只不過(guò)一個(gè)是未來(lái)工業(yè)的生產(chǎn)方式，另一個(gè)是工來(lái)生產(chǎn)的原動(dòng)力。冪派mip.ai，這個(gè)區(qū)塊鏈3D打印平臺(tái)，鏈接了全球的3D打印機(jī)，變成一個(gè)個(gè)制造節(jié)點(diǎn)。
在分布式制造的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品生產(chǎn)的單位時(shí)間消耗變得無(wú)足輕重，1萬(wàn)個(gè)分布式制造點(diǎn)生產(chǎn)出單個(gè)成品，與1萬(wàn)個(gè)成品在1個(gè)加工廠制造，其產(chǎn)能一樣。而且前者無(wú)需倉(cāng)儲(chǔ)、物流的環(huán)節(jié)。
要打造分式制造點(diǎn)，要解決的核心問(wèn)題之一，就是必須擁有以龐大的設(shè)計(jì)作品為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)師平臺(tái)。
在這個(gè)平臺(tái)上，任何人即使不具備建模的知識(shí)，但只要有產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，就可以和設(shè)計(jì)師及時(shí)進(jìn)行溝通，設(shè)計(jì)出自己想要的數(shù)字模型，然后通過(guò)3D打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn);另一方面，這個(gè)平臺(tái)必須能夠確保證設(shè)計(jì)師贏利，設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造力、創(chuàng)意思維才能源源不斷地發(fā)揮出來(lái)。
一旦解決了這些問(wèn)題，互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)就可以徹底打通。有了完善的設(shè)計(jì)師平臺(tái)，在人群聚集的互聯(lián)網(wǎng)上，創(chuàng)新創(chuàng)新思想就可以得到實(shí)現(xiàn);有了以3D打印機(jī)為工具的分布式制造點(diǎn)，可以為制造點(diǎn)周邊的普通用戶(hù)提供個(gè)性化定制的產(chǎn)品。
這些分布式制造點(diǎn)如何去打造，筆者認(rèn)為有三種可能。
一是傳統(tǒng)的小商品店、零售店，就是分布式制造點(diǎn)，比如文具店、燈具店、飾品店、眼鏡店、蛋糕店等等，在當(dāng)下和未來(lái)，都可以結(jié)合3D打印技術(shù)和傳統(tǒng)制造方式，完成一些產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)，比如創(chuàng)意U盤(pán)、筆筒、燈罩等等;
二是具有創(chuàng)新能力的“創(chuàng)客”，他們將是未來(lái)分布式制造點(diǎn)的一個(gè)分支，他們可以完成一些新產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn);
三是具有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力的企業(yè)，他們能購(gòu)置價(jià)格昂貴的工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)，能生產(chǎn)制造出材料多樣的汽車(chē)配件、建筑、裝修、服裝、鞋類(lèi)等產(chǎn)品。
這種以創(chuàng)意設(shè)計(jì)平臺(tái)與分布式制造的方式，將會(huì)形成一種全新的D2U(DesignertoUser)的商業(yè)模式。即線(xiàn)上的設(shè)計(jì)師直接與用戶(hù)對(duì)接，從而省去大量的中間環(huán)節(jié)。
而3D打印產(chǎn)品本身，如果與大數(shù)據(jù)平臺(tái)相對(duì)接，會(huì)產(chǎn)生更大的價(jià)值。下面以筆者團(tuán)隊(duì)研發(fā)的三維定制鞋為例，簡(jiǎn)單介紹一下這種產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。
以大數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)的三維定制鞋是3D打印技術(shù)在垂直商業(yè)領(lǐng)域中的具體落地項(xiàng)目之一。通過(guò)對(duì)廣泛人群的足部特征掃描、采樣，將信息匯聚到云計(jì)算中心，形成規(guī)模龐大、可詳盡分析的抽象數(shù)據(jù)，再結(jié)合3D打印定制化生產(chǎn)的特點(diǎn)和傳統(tǒng)制造批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，將虛擬的數(shù)據(jù)對(duì)象轉(zhuǎn)化為實(shí)體成品。
精確的市場(chǎng)定位。人類(lèi)的足部三維數(shù)據(jù)因地域、人種、個(gè)體特征等因素差異較大。傳統(tǒng)的制鞋模式只能以尺碼進(jìn)行估計(jì)，無(wú)法對(duì)各類(lèi)足部疾病，如平足、高足弓、先天性足部缺陷等進(jìn)行長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)跟蹤。而三維定制鞋加上大數(shù)據(jù)的模式，前端精確地對(duì)個(gè)體的足部形態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，后端的分布式存儲(chǔ)集群對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。用戶(hù)可以利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)的查詢(xún)檢索功能，找到真正適合自己的鞋類(lèi)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制;鞋類(lèi)廠商則可以根據(jù)特殊人群的腳型數(shù)據(jù)，更加精確地批量生產(chǎn)。
良好的用戶(hù)黏度。傳統(tǒng)電商的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在交易的便捷性，但用戶(hù)在交易完成后，很少因?yàn)槠脚_(tái)本身而產(chǎn)生依賴(lài)，同樣服務(wù)質(zhì)量的電商，用戶(hù)的選擇余地很大。而對(duì)于以人體大數(shù)據(jù)為支撐的平臺(tái)，比如三維鞋類(lèi)電商，則可以根據(jù)人的足部生長(zhǎng)發(fā)育變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整;不僅如此，一旦提供某個(gè)階段的足部數(shù)據(jù)，用戶(hù)就可以適應(yīng)不同品牌、不同類(lèi)型的鞋子。這兩方面的特點(diǎn)，會(huì)使用戶(hù)在線(xiàn)上線(xiàn)下不斷地參與交互，所產(chǎn)生的用戶(hù)黏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)電商。
平臺(tái)的壟斷優(yōu)勢(shì)。大數(shù)據(jù)實(shí)施的對(duì)象是人，當(dāng)某家公司掌握了足夠多的人類(lèi)數(shù)據(jù)時(shí)，也就意味掌握了足夠多的變現(xiàn)可能，“誰(shuí)掌握了大數(shù)據(jù)，誰(shuí)就掌握了人類(lèi)”。三維定制鞋與大數(shù)據(jù)平臺(tái)的結(jié)合，是大數(shù)據(jù)落地的優(yōu)良的入口。未來(lái)不論是鞋類(lèi)廠商還是其他傳統(tǒng)電商，想要獲得用戶(hù)的足部數(shù)據(jù)，都要依賴(lài)以大數(shù)據(jù)為支撐的三維鞋類(lèi)電商提供支持;誰(shuí)率先將這種平臺(tái)推向市場(chǎng)，誰(shuí)就擁有數(shù)據(jù)壟斷的先機(jī)。
綜上所述，一旦形成以大數(shù)據(jù)平臺(tái)為基礎(chǔ)的3D打印分布式制造模式，將會(huì)產(chǎn)生顛覆性力量：
沖擊傳統(tǒng)電商。現(xiàn)在的電商運(yùn)營(yíng)模式是，在網(wǎng)上促成用戶(hù)交易，通過(guò)物流將產(chǎn)品發(fā)售到用戶(hù)手中。而未來(lái)，分布式制造方式，雖然不能達(dá)到人手一臺(tái)3D打印機(jī)的程度，但人們居住周?chē)姆植际街圃禳c(diǎn)，可以就近提供相應(yīng)的產(chǎn)品。人們無(wú)需在網(wǎng)上下單，就可以在分布式制造點(diǎn)的電腦里選擇數(shù)字模型，然后打印出來(lái)。按照目前美國(guó)的“每4公里范圍內(nèi)有一臺(tái)”3D打印的普及程度，在中國(guó)這種人口眾多的地方，分布式制造點(diǎn)的輻射范圍，會(huì)大大縮短?？梢灶A(yù)見(jiàn)，這種制造方式的影響下，未來(lái)電商的作用會(huì)大大縮減，只能銷(xiāo)售3D打印技術(shù)無(wú)法完成的產(chǎn)品，而物流的作用，更多的體現(xiàn)在對(duì)3D打印耗材的配送上。
改變制造模式和就業(yè)模式。從政治經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來(lái)看，現(xiàn)有的資本主義生產(chǎn)關(guān)系的實(shí)質(zhì)是以生產(chǎn)資料私有制為基礎(chǔ)的雇傭勞動(dòng)制度。資本家占有生產(chǎn)資料，包括土地、廠房、機(jī)器設(shè)備、工具、原料等等，由被雇傭的勞動(dòng)者付出勞動(dòng)獲得薪酬。分布式制造方式的重要意義在于：生產(chǎn)工具(3D打印機(jī))不再被少數(shù)資本家獨(dú)占，每一個(gè)個(gè)體勞者擁有極大的生產(chǎn)工業(yè)化產(chǎn)品的能力，并且會(huì)極大地提升他們的創(chuàng)新創(chuàng)意能力，這種模式是對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)化大生產(chǎn)、特別是勞動(dòng)密集型制造業(yè)的重要破突，將會(huì)極大的提升人類(lèi)社會(huì)的生產(chǎn)力，會(huì)改變當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，甚至社會(huì)結(jié)構(gòu)。
三、3D打印技術(shù)的未來(lái)與前景
我們可以想象一下，未來(lái)的服裝店，將會(huì)把顧客的身材數(shù)據(jù)掃描之后傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)庫(kù)，配合設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案，以最貼身、最舒服的結(jié)果，將產(chǎn)品打印出來(lái)。這種在家里就可以完成的服裝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)方式，值得各界廣泛關(guān)注和思考。
當(dāng)然，現(xiàn)有的3D打印技術(shù)，特別是桌面級(jí)的技術(shù)，還不能達(dá)到無(wú)所不能的程度，但同樣也是遵守摩爾定律的，相信在未來(lái)5至10年，3D打印技術(shù)將會(huì)有巨大的突破。
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