3D打印與大數(shù)據(jù)會碰撞出什么樣的火花？
魔猴君 行業(yè)資訊 2354天前
現(xiàn)如今，投資界紛紛將目光聚焦在移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)金融以及智能穿戴設(shè)備等項目，似乎它們將是一批風(fēng)口上的“豬”。而小編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(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)，給人類帶來深刻的社會變革。
一、新技術(shù)下的爭議
3D打印技術(shù)，是先在計算機上設(shè)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(chǎn)品。3D打印技術(shù)具有按需制造、減少廢棄副產(chǎn)品、材料多種組合、精確實體復(fù)制、便攜制造等多種優(yōu)勢。這些優(yōu)勢可以降低約50%制造費用，縮短加工周期70%，實現(xiàn)設(shè)計制造一體化和復(fù)雜制造。
目前3D打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國防軍工、航空航天、船舶汽車等工業(yè)領(lǐng)域，在建筑行業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、人偶玩具、服裝服飾、食品加工等民用級行業(yè)則剛剛起步。
2012年4月，英國《經(jīng)濟學(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，將會推動第三次工業(yè)革命的實現(xiàn)。此論一出，反對的聲音層出不窮。
最讓業(yè)界耳熟能詳?shù)氖吕?，莫過于富士康科技集團(tuán)董事長郭臺銘的“倒寫論”。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’字倒過來寫”。
TCL董事長李東生認(rèn)為，關(guān)于3D打印大部分說法言過其實，他不相信用3D打印技術(shù)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(rèn)為，3D打印技術(shù)是現(xiàn)有制造業(yè)的補充和創(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：“我不認(rèn)為馬上對產(chǎn)業(yè)會有革命性、風(fēng)暴般的影響，但會逐步改變。它不像互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)，深刻改變整個人類生存方式。
為什么《經(jīng)濟學(xué)人》與這些專家學(xué)者的觀點有著如此大的反差？
單從產(chǎn)生制造工具的角度來看，3D打印技術(shù)的確只是制造業(yè)的補充，目前還存在一些技術(shù)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(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，打印時間、材料數(shù)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(shù)的影響，一些產(chǎn)品的耐久性和可靠性還存問題，在長期應(yīng)用、耐疲勞等方面是弱項。用于航空航天業(yè)、汽車制造業(yè)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(shù)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(xué)院教授卡爾.烏爾里希(KarlUlrich)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(jù)烏爾里希的說法，工廠中一臺注塑機每15秒就可生產(chǎn)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(chǎn)一個勺子，“這樣使生產(chǎn)效率降低了4000倍?！庇纱丝磥?，3D打印技術(shù)在批量制造中的確不占優(yōu)勢。
二、3D打印真正的顛覆性力量
那么，3D打印技術(shù)的優(yōu)勢倒底在哪里呢？為什么《經(jīng)濟學(xué)人》會認(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？我們先來看看傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)生、銷售模式是怎樣的。
傳統(tǒng)的制造和銷售模式，是在工廠里通過流水線作業(yè)，將產(chǎn)品生產(chǎn)制造出來，然后通過線上的電商平臺、線下的銷售渠道(批發(fā)商、零售商)將產(chǎn)品發(fā)送到世界各地的消費者手中。主要缺點如下：
一是在設(shè)計階段，存在大量設(shè)計作品浪費。廠家難以準(zhǔn)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(shè)計作品中挑選一個來生產(chǎn)，很多優(yōu)秀的設(shè)計作品無法通過生產(chǎn)來實現(xiàn)價值。
二是在產(chǎn)品生產(chǎn)與流通過程中，會消耗大量的資源。在生產(chǎn)之前，原材料要通過物流環(huán)節(jié)運送到工廠；在生產(chǎn)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(fù)雜，制造成本越高；產(chǎn)品生產(chǎn)出之后，需要將產(chǎn)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(chǎn)品不一定能真正受到用戶的喜歡。通過傳統(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(chǎn)品，傳統(tǒng)制造方式因為本成原因很難現(xiàn)實。
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)計師平臺，結(jié)合3D打印“個性化定制”的優(yōu)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(yè)革命》的作者，美國經(jīng)濟學(xué)家杰里米.里夫金的思想中已有體現(xiàn)，只不過他提出第三次工業(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，只不過一個是未來工業(yè)的生產(chǎn)方式，另一個是工來生產(chǎn)的原動力。
在分布式制造的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品生產(chǎn)的單位時間消耗變得無足輕重，1萬個分布式制造點生產(chǎn)出單個成品，與1萬個成品在1個加工廠制造，其產(chǎn)能一樣。而且前者無需倉儲、物流的環(huán)節(jié)。
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(shè)計作品為基礎(chǔ)的設(shè)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(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)意，就可以和設(shè)計師及時進(jìn)行溝通，設(shè)計出自己想要的數(shù)字模型，然后通過3D打印機來實現(xiàn)；另一方面，這個平臺必須能夠確保證設(shè)計師贏利，設(shè)計師的創(chuàng)造力、創(chuàng)意思維才能源源不斷地發(fā)揮出來。
一旦解決了這些問題，互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)就可以徹底打通。有了完善的設(shè)計師平臺，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現(xiàn)；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(chǎn)品。
這些分布式制造點如何去打造，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，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，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)品的實現(xiàn)，比如創(chuàng)意U盤、筆筒、燈罩等等；二是具有創(chuàng)新能力的“創(chuàng)客”，他們將是未來分布式制造點的一個分支，他們可以完成一些新產(chǎn)品的實現(xiàn)；三是具有一定經(jīng)濟實力的企業(yè)，他們能購置價格昂貴的工業(yè)級3D打印機，能生產(chǎn)制造出材料多樣的汽車配件、建筑、裝修、服裝、鞋類等產(chǎn)品。
這種以創(chuàng)意設(shè)計平臺與分布式制造的方式，將會形成一種全新的D2U(DesignertoUser)的商業(yè)模式。即線上的設(shè)計師直接與用戶對接，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)平臺相對接，會產(chǎn)生更大的價值。下面以筆者團(tuán)隊研發(fā)的三維定制鞋為例，簡單介紹一下這種產(chǎn)品的優(yōu)勢。
以大數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)的三維定制鞋是3D打印技術(shù)在垂直商業(yè)領(lǐng)域中的具體落地項目之一。通過對廣泛人群的足部特征掃描、采樣，將信息匯聚到云計算中心，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)的特點和傳統(tǒng)制造批量生產(chǎn)的優(yōu)勢，將虛擬的數(shù)據(jù)對象轉(zhuǎn)化為實體成品。
精確的市場定位。人類的足部三維數(shù)據(jù)因地域、人種、個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，無法對各類足部疾病，如平足、高足弓、先天性足部缺陷等進(jìn)行長期的數(shù)據(jù)跟蹤。而三維定制鞋加上大數(shù)據(jù)的模式，前端精確地對個體的足部形態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，后端的分布式存儲集群對海量數(shù)據(jù)（603138）進(jìn)行匯總。用戶可以利用大數(shù)據(jù)平臺的查詢檢索功能，找到真正適合自己的鞋類，實現(xiàn)個性化定制；鞋類廠商則可以根據(jù)特殊人群的腳型數(shù)據(jù)，更加精確地批量生產(chǎn)。
良好的用戶黏度。傳統(tǒng)電商的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在交易的便捷性，但用戶在交易完成后，很少因為平臺本身而產(chǎn)生依賴，同樣服務(wù)質(zhì)量的電商，用戶的選擇余地很大。而對于以人體大數(shù)據(jù)為支撐的平臺，比如三維鞋類電商，則可以根據(jù)人的足部生長發(fā)育變化隨時進(jìn)行調(diào)整；不僅如此，一旦提供某個階段的足部數(shù)據(jù)，用戶就可以適應(yīng)不同品牌、不同類型的鞋子。這兩方面的特點，會使用戶在線上線下不斷地參與交互，所產(chǎn)生的用戶黏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)電商。
平臺的壟斷優(yōu)勢。大數(shù)據(jù)實施的對象是人，當(dāng)某家公司掌握了足夠多的人類數(shù)據(jù)時，也就意味掌握了足夠多的變現(xiàn)可能，“誰掌握了大數(shù)據(jù)，誰就掌握了人類”。三維定制鞋與大數(shù)據(jù)平臺的結(jié)合，是大數(shù)據(jù)落地的優(yōu)良的入口。未來不論是鞋類廠商還是其他傳統(tǒng)電商，想要獲得用戶的足部數(shù)據(jù)，都要依賴以大數(shù)據(jù)為支撐的三維鞋類電商提供支持；誰率先將這種平臺推向市場，誰就擁有數(shù)據(jù)壟斷的先機。
綜上所述，一旦形成以大數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)的3D打印分布式制造模式，將會產(chǎn)生顛覆性力量：
沖擊傳統(tǒng)電商。現(xiàn)在的電商運營模式是，在網(wǎng)上促成用戶交易，通過物流將產(chǎn)品發(fā)售到用戶手中。而未來，分布式制造方式，雖然不能達(dá)到人手一臺3D打印機的程度，但人們居住周圍的分布式制造點，可以就近提供相應(yīng)的產(chǎn)品。人們無需在網(wǎng)上下單，就可以在分布式制造點的電腦里選擇數(shù)字模型，然后打印出來。按照目前美國的“每4公里范圍內(nèi)有一臺”3D打印的普及程度，在中國這種人口眾多的地方，分布式制造點的輻射范圍，會大大縮短?？梢灶A(yù)見，這種制造方式的影響下，未來電商的作用會大大縮減，只能銷售3D打印技術(shù)無法完成的產(chǎn)品，而物流的作用，更多的體現(xiàn)在對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)濟學(xué)的角度來看，現(xiàn)有的資本主義生產(chǎn)關(guān)系的實質(zhì)是以生產(chǎn)資料私有制為基礎(chǔ)的雇傭勞動制度。資本家占有生產(chǎn)資料，包括土地、廠房、機器設(shè)備、工具、原料等等，由被雇傭的勞動者付出勞動獲得薪酬。分布式制造方式的重要意義在于：生產(chǎn)工具(3D打印機)不再被少數(shù)資本家獨占，每一個個體勞者擁有極大的生產(chǎn)工業(yè)化產(chǎn)品的能力，并且會極大地提升他們的創(chuàng)新創(chuàng)意能力，這種模式是對傳統(tǒng)工業(yè)化大生產(chǎn)、特別是勞動密集型制造業(yè)的重要破突，將會極大的提升人類社會的生產(chǎn)力，會改變當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，甚至社會結(jié)構(gòu)。
三、3D打印技術(shù)的未來與前景
我們可以想象一下，未來的服裝店，將會把顧客的身材數(shù)據(jù)掃描之后傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)庫，配合設(shè)計師的設(shè)計方案，以最貼身、最舒服的結(jié)果，將產(chǎn)品打印出來。這種在家里就可以完成的服裝設(shè)計、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)，特別是桌面級的技術(shù)，還不能達(dá)到無所不能的程度，但同樣也是遵守摩爾定律的，相信在未來5至10年，3D打印技術(shù)將會有巨大的突破。
