3D打印與大數據會碰撞出什么樣的火花？

魔猴君  行業資訊   2355天前

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(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

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。

這些分布式制造點如何去打造，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，在當下和未來，都可以結合3D打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”，他們將是未來分布式制造點的一個分支，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打印機，能生產制造出材料多樣的汽車配件、建筑、裝修、服裝、鞋類等產品。

這種以創意設計平臺與分布式制造的方式，將會形成一種全新的D2U(DesignertoUser)的商業模式。即線上的設計師直接與用戶對接，從而省去大量的中間環節。

而3D打印產品本身，如果與大數據平臺相對接，會產生更大的價值。下面以筆者團隊研發的三維定制鞋為例，簡單介紹一下這種產品的優勢。

以大數據平臺為基礎的三維定制鞋是3D打印技術在垂直商業領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，形成規模龐大、可詳盡分析的抽象數據，再結合3D打印定制化生產的特點和傳統制造批量生產的優勢，將虛擬的數據對象轉化為實體成品。

精確的市場定位。人類的足部三維數據因地域、人種、個體特征等因素差異較大。傳統的制鞋模式只能以尺碼進行估計，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。而三維定制鞋加上大數據的模式，前端精確地對個體的足部形態進行數據采集，后端的分布式存儲集群對海量數據（603138）進行匯總。用戶可以利用大數據平臺的查詢檢索功能，找到真正適合自己的鞋類，實現個性化定制；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。

良好的用戶黏度。傳統電商的優勢主要體現在交易的便捷性，但用戶在交易完成后，很少因為平臺本身而產生依賴，同樣服務質量的電商，用戶的選擇余地很大。而對于以人體大數據為支撐的平臺，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；不僅如此，一旦提供某個階段的足部數據，用戶就可以適應不同品牌、不同類型的鞋子。這兩方面的特點，會使用戶在線上線下不斷地參與交互，所產生的用戶黏度遠遠超過傳統電商。

平臺的壟斷優勢。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”。三維定制鞋與大數據平臺的結合，是大數據落地的優良的入口。未來不論是鞋類廠商還是其他傳統電商，想要獲得用戶的足部數據，都要依賴以大數據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，誰就擁有數據壟斷的先機。

綜上所述，一旦形成以大數據平臺為基礎的3D打印分布式制造模式，將會產生顛覆性力量：

沖擊傳統電商。現在的電商運營模式是，在網上促成用戶交易，通過物流將產品發售到用戶手中。而未來，分布式制造方式，雖然不能達到人手一臺3D打印機的程度，但人們居住周圍的分布式制造點，可以就近提供相應的產品。人們無需在網上下單，就可以在分布式制造點的電腦里選擇數字模型，然后打印出來。按照目前美國的“每4公里范圍內有一臺”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。可以預見，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打印技術無法完成的產品，而物流的作用，更多的體現在對3D打印耗材的配送上。

改變制造模式和就業模式。從政治經濟學的角度來看，現有的資本主義生產關系的實質是以生產資料私有制為基礎的雇傭勞動制度。資本家占有生產資料，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。分布式制造方式的重要意義在于：生產工具(3D打印機)不再被少數資本家獨占，每一個個體勞者擁有極大的生產工業化產品的能力，并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、特別是勞動密集型制造業的重要破突，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打印技術的未來與前景

我們可以想象一下，未來的服裝店，將會把顧客的身材數據掃描之后傳輸到云端數據庫，配合設計師的設計方案，以最貼身、最舒服的結果，將產品打印出來。這種在家里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打印技術，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，相信在未來5至10年，3D打印技術將會有巨大的突破。

來源：中國3D打印網