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3D新聞

前景分析:3D打印與大數據結合才是一頭“會飛的豬”

星之球科技 來源:虎嗅網2014-11-10 我要評論(0 )   

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(men) 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...

       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(men) 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(wei) 基礎的分布式製造。這種製造模式將徹底打通互聯網業(ye) 和製造業(ye) ,給人類帶來深刻的社會(hui) 變革。

  一、新技術下的爭(zheng) 議

  3D打印技術,是先在計算機上設計好CAD三維模型,然後3D打印機將材料逐層疊加,最終生成產(chan) 品。3D打印技術具有按需製造、減少廢棄副產(chan) 品、材料多種組合、精確實體(ti) 複製、便攜製造等多種優(you) 勢。這些優(you) 勢可以降低約50%製造費用,縮短加工周期70%,實現設計製造一體(ti) 化和複雜製造。

  目前3D打印技術已廣泛應用於(yu) 國防軍(jun) 工、航空航天、船舶汽車等工業(ye) 領域,在建築行業(ye) 、醫療衛生、人偶玩具、服裝服飾、食品加工等民用級行業(ye) 則剛剛起步。

  2012年4月,英國《經濟學人》刊文認為(wei) ,3D打印技術是第三次工業(ye) 革命最具標誌性的生產(chan) 工具,該技術與(yu) 其他數字化生產(chan) 模式結合,將會(hui) 推動第三次工業(ye) 革命的實現。此論一出,反對的聲音層出不窮。

  最讓業(ye) 界耳熟能詳的事例,莫過於(yu) 富士康科技集團董事長郭台銘的“倒寫(xie) 論”。這位製造業(ye) 的大鱷尖銳地指出,3D打印隻是噱頭,如果真的能顛覆產(chan) 業(ye) ,“那我的‘郭’字倒過來寫(xie) ”。

  TCL董事長李東(dong) 生認為(wei) ,關(guan) 於(yu) 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台電視機來,從(cong) 哪個(ge) 角度來看都沒有可能性,這隻是神話色彩。

  比較溫和一點的觀點則認為(wei) ,3D打印技術是現有製造業(ye) 的補充和創新,而非完全顛覆性的革命。例如塞富亞(ya) 洲投資基金合夥(huo) 人閻炎說:“我不認為(wei) 馬上對產(chan) 業(ye) 會(hui) 有革命性、風暴般的影響,但會(hui) 逐步改變。它不像互聯網技術、幹細胞技術,深刻改變整個(ge) 人類生存方式。

  為(wei) 什麽(me) 《經濟學人》與(yu) 這些專(zhuan) 家學者的觀點有著如此大的反差?

  單從(cong) 產(chan) 生製造工具的角度來看,3D打印技術的確隻是製造業(ye) 的補充,目前還存在一些技術上的缺點。

  首先是精度不夠高。在逐層製造過程中,雖然每個(ge) 層次會(hui) 被計算機軟件切得很薄,但在一定微觀尺度下,仍會(hui) 形成一定厚度的一級級“台階”,這就是所謂台階效應。

  其次是打印速度慢。3D打印受製於(yu) “三次方定律”,即隨著體(ti) 積的增加,打印時間、材料數量都會(hui) 成三次方增長。如果想要打印兩(liang) 倍於(yu) 原體(ti) 積的物體(ti) ,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(chan) 品的耐久性和可靠性還存問題,在長期應用、耐疲勞等方麵是弱項。用於(yu) 航空航天業(ye) 、汽車製造業(ye) 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(wu) 爾裏希(Karl Ulrich)在《華爾街日報》撰寫(xie) 的一篇專(zhuan) 欄文章中指出,“3D打印每個(ge) 材料單位都必須層層疊加。所以,3D打印的速度很慢。”根據烏(wu) 爾裏希的說法,工廠中一台注塑機每15秒就可生產(chan) 100個(ge) 完美無缺的塑料勺子,但性能最強大的3D打印機每10分鍾隻能生產(chan) 一個(ge) 勺子,“這樣使生產(chan) 效率降低了4000倍。”由此看來,3D打印技術在批量製造中的確不占優(you) 勢。

 

二、3D打印真正的顛覆性力量:與(yu) 大數據相結合的分布式製造

  那麽(me) ,3D打印技術的優(you) 勢倒底在哪裏呢?為(wei) 什麽(me) 《經濟學人》會(hui) 認為(wei) “3D打印技術是第三次工業(ye) 革命最具標誌性的生產(chan) 工具”呢?我們(men) 先來看看傳(chuan) 統製造業(ye) 的產(chan) 生、銷售模式是怎樣的。

  傳(chuan) 統的製造和銷售模式,是在工廠裏通過流水線作業(ye) ,將產(chan) 品生產(chan) 製造出來,然後通過線上的電商平台、線下的銷售渠道(批發商、零售商)將產(chan) 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(ti) 需求,但又因為(wei) 昂貴的開模費用,隻得從(cong) 眾(zhong) 多的設計作品中挑選一個(ge) 來生產(chan) ,很多優(you) 秀的設計作品無法通過生產(chan) 來實現價(jia) 值。

  二是在產(chan) 品生產(chan) 與(yu) 流通過程中,會(hui) 消耗大量的資源。在生產(chan) 之前,原材料要通過物流環節運送到工廠;在生產(chan) 過程中,主要采取模具鑄造和機械加工等方法,其造型能力受製於(yu) 所使用的工具,物體(ti) 形狀越複雜,製造成本越高;產(chan) 品生產(chan) 出之後,需要將產(chan) 品運送到各地,會(hui) 占用能源、交通、倉(cang) 儲(chu) 、人力等很多資源。

  三是在消費端,產(chan) 品不一定能真正受到用戶的喜歡。通過傳(chuan) 統製造方式生產(chan) 的產(chan) 品,一般具有一定的剛性需求,但在創意、設計方麵,卻未必受到用戶的歡迎。用戶能接受,是因為(wei) 沒有更多的選擇。特別是用戶需要的個(ge) 性化定製的產(chan) 品,傳(chuan) 統製造方式因為(wei) 本成原因很難現實。

  而解決(jue) 傳(chuan) 統製造業(ye) 這些痼疾的最好方式,就是建立以大數據為(wei) 支撐的設計師平台,結合3D打印“個(ge) 性化定製”的優(you) 點,打造出遍布世界各地的分布式製造點。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,可以通過分布式製造來解決(jue) 。分布式的概念,在《第三次工業(ye) 革命》的作者,美國經濟學家傑裏米·裏夫金的思想中已有體(ti) 現,隻不過他提出第三次工業(ye) 革命的代表是分布式能源。筆者認為(wei) ,分布式製造與(yu) 分布式能源並不矛盾,隻不過一個(ge) 是未來工業(ye) 的生產(chan) 方式,另一個(ge) 是工來生產(chan) 的原動力。

  在分布式製造的基礎上,產(chan) 品生產(chan) 的單位時間消耗變得無足輕重,1萬(wan) 個(ge) 分布式製造點生產(chan) 出單個(ge) 成品,與(yu) 1萬(wan) 個(ge) 成品在1個(ge) 加工廠製造,其產(chan) 能一樣。而且前者無需倉(cang) 儲(chu) 、物流的環節。

  要打造分式製造點,要解決(jue) 的核心問題之一,就是必須擁有以龐大的設計作品為(wei) 基礎的設計師平台。

  在這個(ge) 平台上,任何人即使不具備建模的知識,但隻要有產(chan) 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,然後通過3D打印機來實現;另一方麵,這個(ge) 平台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(jue) 了這些問題,互聯網與(yu) 製造業(ye) 就可以徹底打通。有了完善的設計師平台,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(wei) 工具的分布式製造點,可以為(wei) 製造點周邊的普通用戶提供個(ge) 性化定製的產(chan) 品。

 

這些分布式製造點如何去打造,筆者認為(wei) 有三種可能。一是傳(chuan) 統的小商品店、零售店,就是分布式製造點,比如文具店、燈具店、飾品店、眼鏡店、蛋糕店等等,在當下和未來,都可以結合3D打印技術和傳(chuan) 統製造方式,完成一些產(chan) 品的實現,比如創意U盤、筆筒、燈罩等等;二是具有創新能力的“創客”,他們(men) 將是未來分布式製造點的一個(ge) 分支,他們(men) 可以完成一些新產(chan) 品的實現;三是具有一定經濟實力的企業(ye) ,他們(men) 能購置價(jia) 格昂貴的工業(ye) 級3D打印機,能生產(chan) 製造出材料多樣的汽車配件、建築、裝修、服裝、鞋類等產(chan) 品。

  這種以創意設計平台與(yu) 分布式製造的方式,將會(hui) 形成一種全新的D2U(Designer to User)的商業(ye) 模式。即線上的設計師直接與(yu) 用戶對接,從(cong) 而省去大量的中間環節。#p#分頁標題#e#

  而3D打印產(chan) 品本身,如果與(yu) 大數據平台相對接,會(hui) 產(chan) 生更大的價(jia) 值。下麵以筆者團隊研發的三維定製鞋為(wei) 例,簡單介紹一下這種產(chan) 品的優(you) 勢。

  以大數據平台為(wei) 基礎的三維定製鞋是3D打印技術在垂直商業(ye) 領域中的具體(ti) 落地項目之一。通過對廣泛人群的足部特征掃描、采樣,將信息匯聚到雲(yun) 計算中心,形成規模龐大、可詳盡分析的抽象數據,再結合3D打印定製化生產(chan) 的特點和傳(chuan) 統製造批量生產(chan) 的優(you) 勢,將虛擬的數據對象轉化為(wei) 實體(ti) 成品。

  精確的市場定位。人類的足部三維數據因地域、人種、個(ge) 體(ti) 特征等因素差異較大。傳(chuan) 統的製鞋模式隻能以尺碼進行估計,無法對各類足部疾病,如平足、高足弓、先天性足部缺陷等進行長期的數據跟蹤。而三維定製鞋加上大數據的模式,前端精確地對個(ge) 體(ti) 的足部形態進行數據采集,後端的分布式存儲(chu) 集群對海量數據進行匯總。用戶可以利用大數據平台的查詢檢索功能,找到真正適合自己的鞋類,實現個(ge) 性化定製;鞋類廠商則可以根據特殊人群的腳型數據,更加精確地批量生產(chan) 。

  良好的用戶黏度。傳(chuan) 統電商的優(you) 勢主要體(ti) 現在交易的便捷性,但用戶在交易完成後,很少因為(wei) 平台本身而產(chan) 生依賴,同樣服務質量的電商,用戶的選擇餘(yu) 地很大。而對於(yu) 以人體(ti) 大數據為(wei) 支撐的平台,比如三維鞋類電商,則可以根據人的足部生長發育變化隨時進行調整;不僅(jin) 如此,一旦提供某個(ge) 階段的足部數據,用戶就可以適應不同品牌、不同類型的鞋子。這兩(liang) 方麵的特點,會(hui) 使用戶在線上線下不斷地參與(yu) 交互,所產(chan) 生的用戶黏度遠遠超過傳(chuan) 統電商。

  平台的壟斷優(you) 勢。大數據實施的對象是人,當某家公司掌握了足夠多的人類數據時,也就意味掌握了足夠多的變現可能,“誰掌握了大數據,誰就掌握了人類.”。三維定製鞋與(yu) 大數據平台的結合,是大數據落地的優(you) 良的入口。未來不論是鞋類廠商還是其他傳(chuan) 統電商,想要獲得用戶的足部數據,都要依賴以大數據為(wei) 支撐的三維鞋類電商提供支持;誰率先將這種平台推向市場,誰就擁有數據壟斷的先機。

  綜上所述,一旦形成以大數據平台為(wei) 基礎的3D打印分布式製造模式,將會(hui) 產(chan) 生顛覆性力量:

  衝(chong) 擊傳(chuan) 統電商。現在的電商運營模式是,在網上促成用戶交易,通過物流將產(chan) 品發售到用戶手中。而未來,分布式製造方式,雖然不能達到人手一台3D打印機的程度,但人們(men) 居住周圍的分布式製造點,可以就近提供相應的產(chan) 品。人們(men) 無需在網上下單,就可以在分布式製造點的電腦裏選擇數字模型,然後打印出來。按照目前美國的“每4公裏範圍內(nei) 有一台”3D打印的普及程度,在中國這種人口眾(zhong) 多的地方,分布式製造點的輻射範圍,會(hui) 大大縮短。可以預見,這種製造方式的影響下,未來電商的作用會(hui) 大大縮減,隻能銷售3D打印技術無法完成的產(chan) 品,而物流的作用,更多的體(ti) 現在對3D打印耗材的配送上。

  改變製造模式和就業(ye) 模式。從(cong) 政治經濟學的角度來看,現有的資本主義(yi) 生產(chan) 關(guan) 係的實質是以生產(chan) 資料私有製為(wei) 基礎的雇傭(yong) 勞動製度。資本家占有生產(chan) 資料,包括土地、廠房、機器設備、工具、原料等等,由被雇傭(yong) 的勞動者付出勞動獲得薪酬。分布式製造方式的重要意義(yi) 在於(yu) :生產(chan) 工具(3D打印機)不再被少數資本家獨占,每一個(ge) 個(ge) 體(ti) 勞者擁有極大的生產(chan) 工業(ye) 化產(chan) 品的能力,並且會(hui) 極大地提升他們(men) 的創新創意能力,這種模式是對傳(chuan) 統工業(ye) 化大生產(chan) 、特別是勞動密集型製造業(ye) 的重要破突,將會(hui) 極大的提升人類社會(hui) 的生產(chan) 力,會(hui) 改變當前的產(chan) 業(ye) 結構,甚至社會(hui) 結構。

 

三、3D打印技術的未來與(yu) 前景

  我們(men) 可以想象一下,未來的服裝店,將會(hui) 把顧客的身材數據掃描之後傳(chuan) 輸到雲(yun) 端數據庫,配合設計師的設計方案,以最貼身、最舒服的結果,將產(chan) 品打印出來。這種在家裏就可以完成的服裝設計、生產(chan) 方式,值得各界廣泛關(guan) 注和思考。

  當然,現有的3D打印技術,特別是桌麵級的技術,還不能達到無所不能的程度,但同樣也是遵守摩爾定律的,筆者相信在未來5至10年,3D打印技術將會(hui) 有巨大的突破。

  2014年9月,以色列Tamicare公司開發了一種名為(wei) “Cosyflex”的彈性可降解的織物,這種織物打印的內(nei) 衣,感覺就像真正的織物。“Cosyflex”使用了一種新的工藝,可以在3秒內(nei) 製造一件一次性內(nei) 衣。該工藝可使用各種類型的液體(ti) 聚合物如天然乳膠、矽、聚氨酯、聚四氟乙烯,以及各種紡織纖維如棉花、粘膠纖維和聚酰胺,能打印出所有類型的服裝、繃帶和運動服。

  2014年9月,美國Northeastern大學的科學家開發出了一款名為(wei) “NanoOPS”的3D打印機。在幾分鍾內(nei) ,就能在柔性或硬質基板上使用導電、半導電或絕緣性的納米材料打印出納米結構和電路(最低可達25納米)。這意味著今後3D打印機可以直接打印出芯片。Northeastern大學的Busnaina教授則對此充滿信心,他認為(wei) “一或兩(liang) 年”我們(men) 就能看到納米打印的消費產(chan) 品出現。

  2014年10月,惠普公司正式推出其最新的3D打印技術:多射流熔融(Multi-JetFusion),其打印速度將超過當下最快設備的10倍。以批量生產(chan) 1000個(ge) 齒輪為(wei) 例,使用高品質的激光燒結設備,這些齒輪至少需要38小時才能製造出來。而使用他們(men) 的新多噴頭熔融技術,隻需3個(ge) 小時即可完成。

  在產(chan) 業(ye) 布局方麵,現在國際上的兩(liang) 家巨頭,3Dsystems和Stratasys,他們(men) 已經在打造線上的平台。最近Stratasys公司花了一億(yi) 美金,收購線上設計師平台GrabCad。其目的,就是要完成設計師平台的融合,為(wei) 將來的分布式製造作準備,當然,這個(ge) 目的是筆者的一種推測,但是實現的可能性很大。

  當3D打印技術的精度、速度以及打印的材料不斷提升的時候,以3D打印和大數據為(wei) 基礎的分布式製造模式一旦普及,現有的投資產(chan) 業(ye) 也會(hui) 受到極大的衝(chong) 擊。

  以京東(dong) 和阿裏巴巴為(wei) 例。京東(dong) 從(cong) 2007年第一輪融資1000萬(wan) 美金開始就在自建物流,目前全國36個(ge) 城市擁有86個(ge) 庫房,其目的就在於(yu) 減少物流和配送環節,盡可能地快速將商品投送到消費者手中。阿裏巴巴從(cong) 2013年6月,也宣布計劃在10年分兩(liang) 期投入3000億(yi) 以上人民幣,來建立能支撐日均300億(yi) 網絡零售額、24小時內(nei) 送達全國各地的物流網絡體(ti) 係。

  然而劉強東(dong) 、馬雲(yun) 以及一些投資人,並沒有看到新的生產(chan) 模式將改變物流體(ti) 係。中科院計算機技術研究所上海分所的所長、上海張江科技創業(ye) 投資公司的首席專(zhuan) 家孔華威認為(wei) ,3D打印對物流業(ye) 影響最大,“因為(wei) 像杯子、裝飾品、手機外殼、汽車零件等一些小的東(dong) 西在物流中占的比重不低,尤其是現在以年輕為(wei) 主導的網絡購物。那麽(me) 3D打印將給人們(men) 帶來的是,可以隻購買(mai) 模版,然後省去運輸的費用與(yu) 繁瑣,自己在家裏完成產(chan) 品。似乎聽起來不大可能,但科技永遠是向前發展的。”

  在過去的5年裏,3D打印已經融入航空、時尚、醫療到運動等各個(ge) 工業(ye) 領域的生產(chan) 周期中。而下一步,3D打印又將要進軍(jun) 哪個(ge) 領域呢?金融服務公司Jones Lang LeSalle為(wei) 此展示了一張信息圖表:“3D打印對供應鏈的影響”,認為(wei) 盡管3D打印或許5至10年以後才能完全發揮作用,但它正在逐漸對供應鏈產(chan) 生深遠的影響。

 

 

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