現如今,投資界紛紛將目光聚焦在移動互聯網應用、互聯網金融以及智能穿戴設備等項目,似乎它們將是一批風口上的豬。
而筆者將要闡述和挖掘的這座金礦,就是一頭能真正能飛起來的豬——以3D打印和大數據為基礎的分布式制造。這種制造模式將徹底打通互聯網業和制造業,給人類帶來深刻的社會變革。
一、新技術下的爭議
3D打印技術,是先在計算機上設計好CAD三維模型,然后3D打印機將材料逐層疊加,最終生成產品。3D打印技術具有按需制造、減少廢棄副產品、材料多種組合、精確實體復制、便攜制造等多種優勢。這些優勢可以降低約50%制造費用,縮短加工周期70%,實現設計制造一體化和復雜制造。
目前3D打印技術已廣泛應用于國防軍工、航空航天、船舶汽車等工業領域,在建筑行業、醫療衛生、人偶玩具、服裝服飾、食品加工等民用級行業則剛剛起步。
2012年4月,英國《經濟學人》刊文認為,3D打印技術是第三次工業革命最具標志性的生產工具,該技術與其他數字化生產模式結合,將會推動第三次工業革命的實現。此論一出,反對的聲音層出不窮。
最讓業界耳熟能詳的事例,莫過于富士康科技集團董事長郭臺銘的“倒寫論”。這位制造業的大鱷尖銳地指出,3D打印只是噱頭,如果真的能顛覆產業,“那我的‘郭’字倒過來寫”。
TCL董事長李東生認為,關于3D打印大部分說法言過其實,他不相信用3D打印技術能夠做出一臺電視機來,從哪個角度來看都沒有可能性,這只是神話色彩。
比較溫和一點的觀點則認為,3D打印技術是現有制造業的補充和創新,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:“我不認為馬上對產業會有革命性、風暴般的影響,但會逐步改變。它不像互聯網技術、干細胞技術,深刻改變整個人類生存方式。
為什么《經濟學人》與這些專家學者的觀點有著如此大的反差?
單從產生制造工具的角度來看,3D打印技術的確只是制造業的補充,目前還存在一些技術上的缺點。
首先是精度不夠高。在逐層制造過程中,雖然每個層次會被計算機軟件切得很薄,但在一定微觀尺度下,仍會形成一定厚度的一級級“臺階”,這就是所謂臺階效應。
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,打印時間、材料數量都會成三次方增長。如果想要打印兩倍于原體積的物體,就需要花費8倍的時間和成本。
第三是機械強度差。受材料和成形技術的影響,一些產品的耐久性和可靠性還存問題,在長期應用、耐疲勞等方面是弱項。用于航空航天業、汽車制造業的金屬3D打印除外。
除了上述主要缺點之外,目前3D打印技術還存在材料種類較少、材料昂貴、機器無法通用等問題。
沃頓商學院教授卡爾·烏爾里希(Karl Ulrich)在《華爾街日報》撰寫的一篇專欄文章中指出,“3D打印每個材料單位都必須層層疊加。所以,3D打印的速度很慢。”根據烏爾里希的說法,工廠中一臺注塑機每15秒就可生產100個完美無缺的塑料勺子,但性能最強大的3D打印機每10分鐘只能生產一個勺子,“這樣使生產效率降低了4000 倍。”由此看來,3D打印技術在批量制造中的確不占優勢。
二、3D打印真正的顛覆性力量:與大數據相結合的分布式制造
那么,3D打印技術的優勢倒底在哪里呢?為什么《經濟學人》會認為“3D打印技術是第三次工業革命最具標志性的生產工具”呢?我們先來看看傳統制造業的產生、銷售模式是怎樣的。
傳統的制造和銷售模式,是在工廠里通過流水線作業,將產品生產制造出來,然后通過線上的電商平臺、線下的銷售渠道(批發商、零售商)將產品發送到世界各地的消費者手中。主要缺點如下:
一是在設計階段,存在大量設計作品浪費。
廠家難以準確把握市場的具體需求,但又因為昂貴的開模費用,只得從眾多的設計作品中挑選一個來生產,很多優秀的設計作品無法通過生產來實現價值。
二是在產品生產與流通過程中,會消耗大量的資源。
在生產之前,原材料要通過物流環節運送到工廠;在生產過程中,主要采取模具鑄造和機械加工等方法,其造型能力受制于所使用的工具,物體形狀越復雜,制造成本越高;產品生產出之后,需要將產品運送到各地,會占用能源、交通、倉儲、人力等很多資源。
三是在消費端,產品不一定能真正受到用戶的喜歡。
通過傳統制造方式生產的產品,一般具有一定的剛性需求,但在創意、設計方面,卻未必受到用戶的歡迎。用戶能接受,是因為沒有更多的選擇。特別是用戶需要的個性化定制的產品,傳統制造方式因為本成原因很難現實。
而解決傳統制造業這些痼疾的最好方式,就是建立以大數據為支撐的設計師平臺,結合3D打印“個性化定制”的優點,打造出遍布世界各地的分布式制造點。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”的問題,可以通過分布式制造來解決。分布式的概念,在《第三次工業革命》的作者,美國經濟學家杰里米·里夫金的思想中已有體現,只不過他提出第三次工業革命的代表是分布式能源。筆者認為,分布式制造與分布式能源并不矛盾,只不過一個是未來工業的生產方式,另一個是工來生產的原動力。
在分布式制造的基礎上,產品生產的單位時間消耗變得無足輕重,1萬個分布式制造點生產出單個成品,與1萬個成品在1個加工廠制造,其產能一樣。而且前者無需倉儲、物流的環節。
要打造分式制造點,要解決的核心問題之一,就是必須擁有以龐大的設計作品為基礎的設計師平臺。
在這個平臺上,任何人即使不具備建模的知識,但只要有產品設計的創意,就可以和設計師及時進行溝通,設計出自己想要的數字模型,然后通過3D打印機來實現;另一方面,這個平臺必須能夠確保證設計師贏利,設計師的創造力、創意思維才能源源不斷地發揮出來。一旦解決了這些問題,互聯網與制造業就可以徹底打通。有了完善的設計師平臺,在人群聚集的互聯網上,創新創新思想就可以得到實現;有了以3D打印機為工具的分布式制造點,可以為制造點周邊的普通用戶提供個性化定制的產品。
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