麥肯錫全球研究院的研究表明，到2025年，3D打印的經(jīng)濟(jì)影響每年可能高達(dá)5500億美元。3D打印相對(duì)于其他制造技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)可能會(huì)為許多行業(yè)帶來(lái)設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)和技術(shù)支持方面的深遠(yuǎn)變化。本文著重闡述了3D打印可能帶來(lái)的五大顛覆性變化，并建議企業(yè)高管人員為此做好準(zhǔn)備。

    以下是原文：

    3D打印時(shí)代五大顛覆性變化

    變化1 加快產(chǎn)品開發(fā)周期

    縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間是第一部3D打印機(jī)帶來(lái)的主要收益，它本來(lái)就是為加速產(chǎn)品原型構(gòu)建而生。在某些情況下，甚至可以將生產(chǎn)時(shí)間從數(shù)周或數(shù)天縮短至幾個(gè)小時(shí)。而且隨著增材制造（編者注：即通過(guò)逐層增加材料的方法制造實(shí)體物件的技術(shù)。3D打印其實(shí)是一種通俗的叫法，學(xué)術(shù)名稱叫增材制造，4D的也叫增材制造。）和常規(guī)制造界限的模糊，現(xiàn)在很多行業(yè)都有望進(jìn)入第二輪加速周期。

    例如，增材制造能夠使原型產(chǎn)品更快到達(dá)客戶手中，并且更快地獲得更細(xì)致的反饋（這主要受惠于打印機(jī)分辨率的提升、高清晰度的色彩以及更加廣泛的材料選擇，比如有助于客戶預(yù)見(jiàn)終端產(chǎn)品的彈性體等）。這種無(wú)模具的原型開發(fā)能力可以讓企業(yè)快速測(cè)試多種配置，確定客戶的喜好，從而減少新產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)并縮短上市時(shí)間。企業(yè)甚至可以在傳統(tǒng)生產(chǎn)工具仍在制造過(guò)程中或者尚未做出生產(chǎn)決策之時(shí)，先用3D技術(shù)打印出零部件，并將相關(guān)產(chǎn)品在市場(chǎng)上進(jìn)行試銷。如果企業(yè)確實(shí)需要訂購(gòu)此類生產(chǎn)工具，他們也可以考慮使用增材制造技術(shù)來(lái)制造，從而節(jié)約更多時(shí)間和資金。

    我們預(yù)計(jì)，3D打印技術(shù)將在未來(lái)十年里大幅縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期（例如，3D打印會(huì)使制作簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室儀器這類日常研發(fā)工作變得更高效）。由于3D打印技術(shù)能夠提升通過(guò)遠(yuǎn)程合作進(jìn)行眾包創(chuàng)意的能力，隨著時(shí)間的推移它將會(huì)對(duì)企業(yè)從更廣泛的視角考慮研發(fā)產(chǎn)生影響。

    變化2 新的制造戰(zhàn)略和產(chǎn)地選擇

    如今用3D打印技術(shù)直接生產(chǎn)最終產(chǎn)品已經(jīng)成為這個(gè)行業(yè)中增長(zhǎng)最快的部分，年增長(zhǎng)率達(dá)到60%。隨著成本的不斷下降和3D打印機(jī)功能的不斷改進(jìn)，能夠經(jīng)濟(jì)地使用增材技術(shù)制造的零件范圍將大大拓寬。例如，波音公司已經(jīng)使用3D打印機(jī)為10種不同類型的飛機(jī)制造了約200種零部件。

    當(dāng)然，并不是每一種零部件都適用這項(xiàng)技術(shù)并能從中獲得收益（包括降低成本、性能改進(jìn)或者兼而有之）。企業(yè)應(yīng)該認(rèn)清具有哪些特征的零部件更適合使用3D打印技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，包括具有較高勞動(dòng)力成本要素（如裝配耗時(shí)以及有二次加工過(guò)程）的零部件、模具要求復(fù)雜且產(chǎn)量較低（因此加工水平很高）的零件、廢棄率或者廢品率過(guò)高的零部件。

    增材制造技術(shù)也會(huì)影響企業(yè)的產(chǎn)地選擇策略。對(duì)于3D打印制造而言，勞動(dòng)力成本因素仍然存在，但事實(shí)上，它的重要性相對(duì)于傳統(tǒng)制造方式大大降低了，這就使得企業(yè)未來(lái)在選擇產(chǎn)地時(shí)會(huì)更多地考慮在發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行本地化生產(chǎn)以貼近終端客戶，而不僅僅是一味將制造業(yè)外包到低成本國(guó)家。但另一方面，由于 3D打印的全數(shù)字化性質(zhì)，企業(yè)也可以在電力和勞動(dòng)力投入成本較低的欠發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)復(fù)雜零部件，不必像現(xiàn)在這樣一定要將其留在發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)。

    高級(jí)管理人員應(yīng)該密切關(guān)注的一個(gè)相關(guān)領(lǐng)域是3D打印材料市場(chǎng)的發(fā)展。未來(lái)的材料成本是不確定的，因?yàn)楝F(xiàn)在很多打印機(jī)都使用其打印設(shè)備廠商專有或特許的材料。如果未來(lái)情況發(fā)生變化并且有更普遍的材料標(biāo)準(zhǔn)（因此定價(jià)降低），這將很快對(duì)高管設(shè)計(jì)制造戰(zhàn)略和產(chǎn)地選擇產(chǎn)生十分顯著的影響。

    變化3 利潤(rùn)來(lái)源轉(zhuǎn)移

    增材制造技術(shù)可能會(huì)改變企業(yè)提升產(chǎn)品和服務(wù)附加價(jià)值的方式。正如傳統(tǒng)制造業(yè)的外包曾經(jīng)推動(dòng)耐克等消費(fèi)品公司更多地倚重其設(shè)計(jì)技巧一樣，3D打印技術(shù)可以降低傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的成本和復(fù)雜性，從而迫使企業(yè)以其他方式實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)品的差異化，比如使產(chǎn)品更容易修復(fù)（因此壽命較長(zhǎng)），或者推出更加個(gè)性化的設(shè)計(jì)。

    硬模具便于制造數(shù)以千計(jì)的相同產(chǎn)品，但減少對(duì)硬模具的依賴其實(shí)也創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì)，企業(yè)能夠以較低的成本提供個(gè)性化或定制化的設(shè)計(jì)，并且可以更廣泛地接觸客戶群。例如，個(gè)性化正畸牙套的增材制造就體現(xiàn)了這類新技術(shù)的潛力。隨著越來(lái)越多的此類產(chǎn)品具備技術(shù)可行性，企業(yè)必須確定哪些有足夠的吸引力和商業(yè)價(jià)值。大規(guī)模定制和新設(shè)計(jì)可能性的結(jié)合將會(huì)成為許多企業(yè)提高競(jìng)爭(zhēng)力的手段，最終對(duì)一些細(xì)分的傳統(tǒng)制造商產(chǎn)生顛覆性影響。

    增材制造應(yīng)用的實(shí)際影響可能更加深遠(yuǎn)。在傳統(tǒng)的售后市場(chǎng)供應(yīng)鏈上，一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是對(duì)備件庫(kù)存的管理。而使用3D打印機(jī)按需制造替換零件的能力會(huì)改變售后服務(wù)的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。一些具備現(xiàn)場(chǎng)增材制造能力的小型設(shè)施可以取代大型的地區(qū)性倉(cāng)庫(kù)，一些維修件的供應(yīng)甚至可以外包。例如，位于機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院或者大型制造場(chǎng)所的小加工廠（或者代工廠）可以根據(jù)廠家直接提供的數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制作設(shè)備所需的大部分零件。

    當(dāng)然，有一天零售商也可能會(huì)使用這類代工廠量身定制產(chǎn)品（如玩具或建筑材料），以滿足客戶的不同需求。對(duì)于擁有機(jī)器、核心設(shè)計(jì)或者兩者兼而有之的制造商而言，這種業(yè)務(wù)模式是具有代表性的產(chǎn)業(yè)鏈布局。

    變化4 新能力

    如今，圍繞傳統(tǒng)制造工藝的設(shè)計(jì)資源非常豐富，但圍繞3D打印的設(shè)計(jì)資源則要少得多。我們對(duì)制造公司高管的訪談表明，許多人已經(jīng)看到了這種不足，并且在爭(zhēng)先恐后地進(jìn)行彌補(bǔ)。

    發(fā)揮增材制造技術(shù)的大部分潛力還涉及技術(shù)方面的挑戰(zhàn)，包括設(shè)置環(huán)境參數(shù)以防止產(chǎn)品變形、優(yōu)化打印速度以及調(diào)整新型材料的特性等。事實(shí)上，調(diào)整材料是相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。塑料處理起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，金屬則不那么容易，而漿和凝膠（比如打印活組織或鋅空氣電池的材料）是極其困難的。

    變化5 顛覆性的競(jìng)爭(zhēng)者

    3D打印的諸多優(yōu)勢(shì)可以降低新企業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)的成本：例如，利用3D技術(shù)會(huì)降低模具成本，這方面僅需較少的投入就可以進(jìn)行生產(chǎn)，甚至可以小批量生產(chǎn)或者服務(wù)于利基市場(chǎng)。最終產(chǎn)品的直接制造可以大大簡(jiǎn)化并減少設(shè)計(jì)師的工作，之后設(shè)計(jì)師只需將電腦中的產(chǎn)品投入商業(yè)生產(chǎn)即可。新型企業(yè)不斷涌現(xiàn)，它們有的提供高度定制或合作設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，還有的則成為產(chǎn)品的制造和分銷平臺(tái)，由客戶在線進(jìn)行銷售。這些企業(yè)對(duì)消費(fèi)者口味的洞察力、與客戶聯(lián)系的密切程度，都將是傳統(tǒng)的公司很難比擬的。

    這些新的競(jìng)爭(zhēng)者起初可能只是利基市場(chǎng)的參與者，在一些消費(fèi)者愿意為定制設(shè)計(jì)、更復(fù)雜的幾何形狀和更迅速的交貨支付溢價(jià)的領(lǐng)域進(jìn)行運(yùn)營(yíng)。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，他們將以意想不到的方式改變整個(gè)行業(yè)，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)也將從低成本的大批量制造能力轉(zhuǎn)向價(jià)值鏈的其他領(lǐng)域，比如采用開源設(shè)計(jì)的圖紙和3D打印技術(shù)生產(chǎn)槍支。增材制造技術(shù)很可能會(huì)造成道德和監(jiān)管困境，并顛覆若干產(chǎn)業(yè)。

    原文作者：

    Daniel Cohen，麥肯錫咨詢顧問(wèn)

    Matthew Sargeant，麥肯錫咨詢顧問(wèn)

    Ken Somers，安特衛(wèi)普分公司大師級(jí)專家