麥肯錫：2025年3D打印經(jīng)濟(jì)影響力達(dá)5500億美元
魔猴君 行業(yè)資訊 3571天前
3D打印，學(xué)名又叫增材制造，從上世紀(jì)70年代誕生到現(xiàn)在，它已經(jīng)走過了很長的路。如今，3D 打印機(jī)不僅可以處理各種材料——從鈦到人體軟骨，還能制造全功能的零部件，包括復(fù)雜的機(jī)械、電池、晶體管和發(fā)光二極管。
3D 打印硬件的能力也正在迅速發(fā)展。他們可以構(gòu)建更大的零部件，實(shí)現(xiàn)更高的打印速度、更低的成本、更高的精度和分辨率。總之，這些進(jìn)步將3D技術(shù)推到了一個(gè)臨界點(diǎn)，它似乎隨時(shí)準(zhǔn)備從它目前所處的細(xì)分市場上脫穎而出，成為越來越多傳統(tǒng)制造工藝的一種可行的替代技術(shù)。
如果發(fā)生這種情況，3D 技術(shù)將大大提高制造業(yè)的彈性，例如，可以縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間、消除模具成本、并簡化生產(chǎn)流程，同時(shí)能夠制造之前難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)。此外，增材制造將有助于公司提高材料的使用效率，從而有益循環(huán)經(jīng)濟(jì)的形成。
3D打印的經(jīng)濟(jì)影響是顯著的：麥肯錫全球研究院的研究表明，到2025年，它的經(jīng)濟(jì)影響可以高達(dá)5500億美元/年。 3D打印相對于其他制造技術(shù)的優(yōu)勢可能會(huì)導(dǎo)致許多行業(yè)在設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)和技術(shù)支持等方面的根本變化。文章認(rèn)為3D打印可能在5個(gè)方面產(chǎn)生的顛覆性影響，高層管理人員應(yīng)該為此做好準(zhǔn)備。
1、加快產(chǎn)品開發(fā)周期
減少在制品開發(fā)時(shí)間是3D打印技術(shù)的第一個(gè)關(guān)鍵影響，它能夠使得產(chǎn)品原型構(gòu)建時(shí)間從數(shù)周或數(shù)天減少到幾個(gè)小時(shí)。而且隨著增材制造和常規(guī)制造界限的模糊，現(xiàn)在很多行業(yè)都有望進(jìn)一步加速其產(chǎn)品開發(fā)周期。例如，在產(chǎn)品測試階段，增材制造能夠使原型產(chǎn)品到客戶手中更快，其產(chǎn)品細(xì)節(jié)表現(xiàn)得更加充分，從而獲得更詳細(xì)的反饋。（這是主要受惠于打印機(jī)的分辨率提升、高清晰度的顏色、以及材料選擇更加廣泛），這種無模具原型開發(fā)能力，可以讓企業(yè)快速測試多種配置，確定客戶的喜好，從而減少新產(chǎn)品進(jìn)入市場的風(fēng)險(xiǎn)。公司甚至可以直接將3D打印的零部件投入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并開始在市場上試銷，直到他們決定進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)再轉(zhuǎn)入傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造工藝。
麥肯錫預(yù)計(jì)，3D 打印技術(shù)將在未來十年里顯著減少產(chǎn)品開發(fā)周期。（例如，3D打印使得日常的研發(fā)工作，如制作簡單的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備變得輕而易舉。）隨著時(shí)間的推移，由于3D打印能夠提升企業(yè)通過遠(yuǎn)程合作進(jìn)行眾包（crowdsource）創(chuàng)意的能力，這將使得公司從一個(gè)更大的視野看待產(chǎn)品研發(fā)。對于一些公司來說，眾包資源很可能有一天開始擠掉其內(nèi)部的研發(fā)活動(dòng)，這就對管理人員提出了更高的要求。
2、新的制造戰(zhàn)略和設(shè)施
截至2011年，只有25％增 材制造參與直接生產(chǎn)最終產(chǎn)品。但是如今用 3D打印直接生產(chǎn)最終產(chǎn)品成為這個(gè)行業(yè)增長最快的部分，年增長率達(dá) 60％。隨著成本的不斷下降和3D打印機(jī)功能的不斷增加，能夠經(jīng)濟(jì)地使用3D打印技術(shù)制造的零件范圍將大大拓寬。據(jù)天工社了解，以波音公司為例，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；醫(yī)療產(chǎn)品公司也正在使用3D打印制造的產(chǎn)品，如髖關(guān)節(jié)置換。
當(dāng)然，并不是每一種產(chǎn)品都適用這項(xiàng)技術(shù)，并從中獲得好處（降低成本、性能改進(jìn)，或兩者兼有）。企業(yè)應(yīng)該明白這一點(diǎn)并有所鑒別。當(dāng)前比較適合 3D 打印技術(shù)應(yīng)用的產(chǎn)品包括具有高勞動(dòng)力成本要素（如裝配耗時(shí)及有二次加工過程）的零部件、模具要求復(fù)雜而且產(chǎn)量還比較低（因此高加工成本），或廢品率過高。
增材制造技術(shù)也會(huì)影響制造設(shè)備的決策。勞動(dòng)力因素對于3D打印制造而言仍然是有意義的，但事實(shí)上，它的重要性相對于傳統(tǒng)制造降低了。或者，企業(yè)會(huì)發(fā)現(xiàn)的3D打印的數(shù)字化性質(zhì)使得在遙遠(yuǎn)的國家產(chǎn)生復(fù)雜的零件的難度降低，而且對于電力和勞動(dòng)力投入成本也會(huì)降低。
高級管理人員應(yīng)該關(guān)注的一個(gè)相關(guān)領(lǐng)域是3D打印材料市場的發(fā)展。未來的材料成本是不確定的，因?yàn)楝F(xiàn)在很多打印機(jī)都使用其廠商專有或授權(quán)的材料。未來如果能夠制訂更普遍的材料標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)顯著降低3D打印成本。
3、利潤來源轉(zhuǎn)移
增材制造技術(shù)可能會(huì)改變公司提升產(chǎn)品和服務(wù)附加價(jià)值的方式。傳統(tǒng)制造業(yè)的外包有助于推動(dòng)像耐克這樣的消費(fèi)品牌公司更多地依賴于他們的設(shè)計(jì)技巧。同樣，3D 打印技術(shù)可以減少其它種類制造方式的成本和復(fù)雜性，從而迫使公司使用別的辦法來區(qū)別他們的產(chǎn)品，比如使其制造的產(chǎn)品更容易修復(fù)（因此壽命較長），或者使用更加個(gè)性化的設(shè)計(jì)。
事實(shí)上，減少對硬模具的依賴（這有利于制造數(shù)以千計(jì)的相同制品）為個(gè)性化或定制化的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，使其成本更低，最終擴(kuò)大了消費(fèi)者的選擇范圍。個(gè)性化正畸牙套的增材制造是這些技術(shù)所具備潛力的一個(gè)例子。隨著越來越多這樣的產(chǎn)品在技術(shù)上可行，企業(yè)必須要確定哪些有足夠的吸引力和在商業(yè)上有價(jià)值。
大規(guī)模定制和更加個(gè)性化的設(shè)計(jì)將會(huì)成為許多公司提高競爭力的手段，最終會(huì)對一些領(lǐng)域的傳統(tǒng)制造商產(chǎn)生顛覆性影響。
在價(jià)值鏈的某些部分，增材制造的應(yīng)用對客戶的作用可能不太明顯，但其實(shí)際影響可能更加深刻。在傳統(tǒng)的售后市場供應(yīng)鏈中有一個(gè)難點(diǎn)，就是對備件庫庫存的管理，特別是對于較舊的傳統(tǒng)產(chǎn)品的備件庫存。而使用3D打印機(jī)制造備件可以改變售后服務(wù)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。據(jù)天工社了解，增材制造所需設(shè)施要求相對較低，所以完全可以取代大型地區(qū)性倉庫。一些備件的供應(yīng)甚至可以外包：分布更加廣泛的小型加工廠可以根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)現(xiàn)場制造所需零件。
當(dāng)然，零售商也可能有一天會(huì)使用這種小型工廠——例如為客戶量身定制產(chǎn)品，如玩具或建筑材料，以滿足他們的需求。
4、新功能
產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造手段有著內(nèi)在的聯(lián)系。建筑師不能設(shè)計(jì)無法施工的房子，而工程師則不能在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)不考慮鑄件、鍛造、銑削、車削和焊接等工藝的局限性。當(dāng)前圍繞傳統(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。麥肯錫研究人員與制造公司高管的談話表明，許多人都知道這種差距，都在爭先恐后地補(bǔ)充這方面的內(nèi)容。
所以增材制造技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用還涉及到技術(shù)方面的挑戰(zhàn)，其中包括設(shè)置環(huán)境參數(shù)，以防止形狀失真，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)。塑料相對簡單，金屬則比較困難，而漿和凝膠（打印活組織或鋅空氣電池的材料）是極其困難的。
最成功的競爭者會(huì)明白這些挑戰(zhàn)。一些企業(yè)已經(jīng)建立卓越中心（centers of excellence） ，并聘請?jiān)谠霾闹圃旆矫嬗胸S富經(jīng)驗(yàn)的工程師。
5、顛覆性的競爭者
3D打印的諸多好處之一是可以減少新玩家進(jìn)入市場的成本：例如，利用3D技術(shù)來降低模具成本使得它在開始生產(chǎn)階段就更便宜。最終產(chǎn)品的直接制造可以大大簡化并減少了設(shè)計(jì)師的工作。提供高度定制或合作設(shè)計(jì)產(chǎn)品的新企業(yè)不斷出現(xiàn)。還有些企業(yè)則充當(dāng)客戶在線設(shè)計(jì)和定制產(chǎn)品的制造平臺和銷售渠道。這些企業(yè)對消費(fèi)者口味的迎合程度以及與客戶之間聯(lián)系的密切程度將是傳統(tǒng)的公司很難比擬的。
起初，這些新的競爭者將只是細(xì)分市場玩家，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、更迅速的交貨支付溢價(jià)的領(lǐng)域運(yùn)營。但是，從長遠(yuǎn)來看，他們會(huì)以意想不到的方式改變行業(yè)，將其競爭優(yōu)勢擴(kuò)散到大批量、低成本制造以及價(jià)值鏈的其它領(lǐng)域，比如設(shè)計(jì)或擁有自己的客戶網(wǎng)絡(luò)。
此外，3D 打印槍支開源設(shè)計(jì)的可用性顯示了這種技術(shù)制造道德和監(jiān)管困境和顛覆產(chǎn)業(yè)的潛力，這中間無論是那個(gè)領(lǐng)域發(fā)生效果，都將影響百億以上的市場。
