以3D列印和大資料為基礎的分散式製造，將徹底打通互聯網和製造業

現如今，投資界紛紛將目光聚焦在移動互聯網應用、互聯網金融以及智慧穿戴設備等專案，似乎它們將是一批風口上的豬。 不可否認，在互聯網與傳統行業不斷滲透深入的當下，每一個這些專案的推進，都會改變人們的產生生活，都是一片不估量的藍海。 但奇怪的是，一片儲量當豐富的金礦，卻只是在時代前進的滾滾洪流中閃爍了一下，然後被一片喧囂和質疑埋沒起來。

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列印和大資料為基礎的分散式製造。 這種製造模式將徹底打通互聯網業和製造業，給人類帶來深刻的社會變革。

一、新技術下的爭議

3D列印技術，是先在電腦上設計好CAD三維模型，然後3D印表機將材料逐層疊加，最終生成產品。 3D列印技術具有按需製造、減少廢棄副產品、材料多種組合、精確實體複製、便攜製造等多種優勢。 這些優勢可以降低約50%製造費用，縮短加工週期70%，實現設計製造一體化和複雜製造。

目前3D列印技術已廣泛應用於國防軍工、航空航太、船舶汽車等工業領域，在建築行業、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列印技術是第三次工業革命最具標誌性的生產工具，該技術與其他數位化生產模式結合，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，莫過於富士康科技集團董事長郭台銘的「倒寫論」。 這位製造業的大鱷尖銳地指出，3D列印只是噱頭，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，關於3D列印大部分說法言過其實，他不相信用3D列印技術能夠做出一台電視機來，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列印技術是現有製造業的補充和創新，而非完全顛覆性的革命。 例如塞富亞洲投資基金合夥人閻炎說：「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、幹細胞技術，深刻改變整個人類生存方式。

為什麼《經濟學人》與這些專家學者的觀點有著如此大的反差？

單從產生製造工具的角度來看，3D列印技術的確只是製造業的補充，目前還存在一些技術上的缺點。

首先是精度不夠高。 在逐層製造過程中，雖然每個層次會被電腦軟體切得很薄，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。

其次是列印速度慢。 3D列印受制于「三次方定律」，即隨著體積的增加，列印時間、材料數量都會成三次方增長。 如果想要列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。 用於航空航太業、汽車製造業的金屬3D列印除外。

除了上述主要缺點之外，目前3D列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·烏爾裡希（Karl Ulrich）在《華爾街日報》撰寫的一篇專欄文章中指出，「3D列印每個材料單位都必須層層疊加。 所以，3D列印的速度很慢。 」根據烏爾裡希的說法，工廠中一台注塑機每15秒就可生產100個無瑕疵地的塑膠勺子，但性能最強大的3D印表機每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列印技術在批量製造中的確不佔優勢。

二、3D列印真正的顛覆性力量：與大資料相結合的分散式製造

那麼，3D列印技術的優勢倒底在哪裡？ 為何《經濟學人》會認為「3D列印技術是第三次工業革命最具標誌性的生產工具」呢？ 我們先來看看傳統制造業的產生、銷售模式是怎樣的。

傳統的製造和銷售模式，是在工廠裡通過流水線作業，將產品生產製造出來，然後通過線上的電商平臺、線下的銷售管道（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：

1、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。

2、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，主要採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，物體形狀越複雜，製造成本越高；產品生產出之後，需要將產品運送到各地，會佔用能源、交通、倉儲、 人力等很多資源。

3、在消費端，產品不一定能真正受到使用者的喜歡

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，卻未必受到使用者的歡迎。 使用者能接受，是因為沒有更多的選擇。 特別是使用者需要的個人化定制的產品，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，就是建立以大資料為支撐的設計師平臺，結合3D列印「個人化定制」的優點，打造出遍佈世界各地的分散式製造點。 其主要思想如下：

3D列印目前存在的「列印速度慢、難以批量成品」的問題，可以通過分散式製造來解決。 分散式的概念，在《第三次工業革命》的作者，美國經濟學家傑瑞米·裡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散式能源。 筆者認為，分散式製造與分散式能源並不矛盾，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。

在分散式製造的基礎上，產品生產的單位時間消耗變得無足輕重，1萬個分散式製造點生產出單個成品，與1萬個成品在1個加工廠製造，其產能一樣。 而且前者無需倉儲、物流的環節。

要打造分式製造點，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位模型，然後通過3D印表機來實現；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，互聯網與製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印表機為工具的分散式製造點，可以為製造點周邊的普通使用者提供個人化定制的產品。

這些分散式製造點如何去打造，筆者認為有三種可能。

一是傳統的小商品店、零售店，就是分散式製造點，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列印技術和傳統制造方式，完成一些產品的實現，比如創意U盤、筆筒、燈罩等等；

二是具有創新能力的「創客」，他們將是未來分散式製造點的一個分支，他們可以完成一些新產品的實現；

三是具有一定經濟實力的企業，他們能購置價格昂貴的工業級3D印表機，能生產製造出材料多樣的汽車配件、建築、裝修、服裝、鞋類等產品。

這種以創意設計平臺與分散式製造的方式，將會形成一種全新的D2U（Designer to User）的商業模式。 即線上的設計師直接與使用者對接，從而省去大量的中間環節。

而3D列印產品本身，如果與大資料平臺相對接，會產生更大的價值。 那麼一旦形成以大資料平臺為基礎的3D列印分散式製造模式，將會產生顛覆性力量：

衝擊傳統電商。 現在的電商運營模式是，在網上促成使用者交易，通過物流將產品發售到使用者手中。 而未來，分散式製造方式，雖然不能達到人手一台3D印表機的程度，但人們居住周圍的分散式製造點，可以就近提供相應的產品。 人們無需在網上下單，就可以在分散式製造點的電腦裡選擇數位模型，然後列印出來。 按照目前美國的「每4公里範圍內有一台」3D列印的普及程度，在中國這種人口眾多的地方，分散式製造點的輻射範圍，會大大縮短。 可以預見，這種製造方式的影響下，未來電商的作用會大大縮減，只能銷售3D列印技術無法完成的產品，而物流的作用，更多的體現在對3D列印耗材的配送上。

改變製造模式和就業模式。 從政治經濟學的角度來看，現有的資本主義生產關係的實質是以生產資料私有制為基礎的雇傭勞動制度。 資本家佔有生產資料，包括土地、廠房、機器設備、工具、原料等等，由被雇傭的勞動者付出勞動獲得薪酬。 分散式製造方式的重要意義在於：生產工具（3D印表機）不再被少數資本家獨佔，每一個個體勞者擁有極大的生產工業化產品的能力，並且會極大地提升他們的創新創意能力，這種模式是對傳統工業化大生產、特別是勞動密集型製造業的重要破突， 將會極大的提升人類社會的生產力，會改變當前的產業結構，甚至社會結構。

三、3D列印技術的未來與前景

我們可以想像一下，未來的服裝店，將會把顧客的身材資料掃描之後傳輸到雲端資料庫，配合設計師的設計方案，以最貼身、最舒服的結果，將產品列印出來。 這種在家裡就可以完成的服裝設計、生產方式，值得各界廣泛關注和思考。

當然，現有的3D列印技術，特別是桌面級的技術，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列印技術將會有巨大的突破。

2014年9月，以色列Tamicare公司開發了一種名為「Cosyflex」的彈性可降解的織物，這種織物列印的內衣，感覺就像真正的織物。 「Cosyflex」使用了一種新的工藝，可以在3秒內製造一件一次性內衣。 該工藝可使用各種類型的液體聚合物如天然乳膠、矽、聚氨酯、聚四氟乙烯，以及各種紡織纖維如棉花、粘膠纖維和聚醯胺，能列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「NanoOPS」的3D印表機。 在幾分鐘內，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列印出納米結構和電路（最低可達25納米）。 這意味著今後3D印表機可以直接列印出晶片。 Northeastern大學的Busnaina教授則對此充滿信心，他認為「一或兩年」我們就能看到納米列印的消費產品出現。

2014年10月，惠普公司正式推出其最新的3D列印技術：多射流熔融（Multi-JetFusion），其列印速度將超過當下最快設備的10倍。 以批量生產1000個齒輪為例，使用高品質的鐳射燒結設備，這些齒輪至少需要38小時才能製造出來。 而使用他們的新多噴頭熔融技術，只需3個小時即可完成。

在產業佈局方面，現在國際上的兩家巨頭，3Dsystems和Stratasys，他們已經在打造線上的平臺。 最近Stratasys公司花了一億美金，收購線上設計師平臺GrabCad。 其目的，就是要完成設計師平臺的融合，為將來的分散式製造作準備，當然，這個目的是筆者的一種推測，但是實現的可能性很大。

當3D列印技術的精度、速度以及列印的材料不斷提升的時候，以3D列印和大資料為基礎的分散式製造模式一旦普及，現有的投資產業也會受到極大的衝擊。

以京東和阿裡巴巴為例。 京東從2007年第一輪融資1000萬美金開始就在自建物流，目前全國36個城市擁有86個庫房，其目的就在於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。 阿裡巴巴從2013年6月，也宣佈計畫在10年分兩期投入3000億以上人民幣，來建立能支撐日均300億網路零售額、24小時內送達全國各地的物流網絡體系。

然而劉強東、馬雲以及一些投資人，並沒有看到新的生產模式將改變物流體系。 中科院電腦技術研究所上海分所的所長、上海張江科技創業投資公司的首席專家孔華威認為，3D列印對物流業影響最大，「因為像杯子、裝飾品、手機外殼、汽車零件等一些小的東西在物流中占的比重不低，尤其是現在以年輕為主導的網路購物。 那麼3D列印將給人們帶來的是，可以只購買模版，然後省去運輸的費用與繁瑣，自己在家裡完成產品。 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年裡，3D列印已經融入航空、時尚、醫療到運動等各個工業領域的生產週期中。 而下一步，3D列印又將要進軍哪個領域呢？ 金融服務公司Jones Lang LeSalle為此展示了一張資訊圖表：「3D列印對供應鏈的影響」，認為儘管3D列印或許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生深遠的影響。

下一個真正的風口，投資界的大佬們，你們準備好了嗎？

(責任編輯：mengyishan)