3D打印與大數(shù)據(jù)會(huì)碰撞

現(xiàn)如今，投資界紛紛將目光聚焦在移動(dòng)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(xiàng)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(huì)變革。

一、新技術(shù)下的爭(zhēng)議

3D打印技術(shù)，是先在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)好CAD三維模型，然后3D打印機(jī)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?gòu)U棄副產(chǎn)品、材料多種組合、精確實(shí)體復(fù)制、便攜制造等多種優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)可以降低約50%制造費(fèi)用，縮短加工周期70%，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)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(guó)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(jí)行業(yè)則剛剛起步。

2012年4月，英國(guó)《經(jīng)濟(jì)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(huì)推動(dòng)第三次工業(yè)革命的實(shí)現(xiàn)。此論一出，反對(duì)的聲音層出不窮。

TCL董事長(zhǎng)李東生認(rèn)為，關(guān)于3D打印大部分說法言過其實(shí)，他不相信用3D打印技術(shù)能夠做出一臺(tái)電視機(jī)來，從哪個(gè)角度來看都沒有可能性，這只是神話色彩。

比較溫和一點(diǎn)的觀點(diǎn)則認(rèn)為，3D打印技術(shù)是現(xiàn)有制造業(yè)的補(bǔ)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(duì)產(chǎn)業(yè)會(huì)有革命性、風(fēng)暴般的影響，但會(huì)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(gè)人類生存方式。

為什么《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》與這些專家學(xué)者的觀點(diǎn)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(bǔ)充，目前還存在一些技術(shù)上的缺點(diǎn)。

首先是精度不夠高。在逐層制造過程中，雖然每個(gè)層次會(huì)被計(jì)算機(jī)軟件切得很薄，但在一定微觀尺度下，仍會(huì)形成一定厚度的一級(jí)級(jí)“臺(tái)階”，這就是所謂臺(tái)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(shí)間、材料數(shù)量都會(huì)成三次方增長(zhǎng)。如果想要打印兩倍于原體積的物體，就需要花費(fèi)8倍的時(shí)間和成本。

除了上述主要缺點(diǎn)之外，目前3D打印技術(shù)還存在材料種類較少、材料昂貴、機(jī)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?qǐng)?bào)》撰寫的一篇專欄文章中指出，“3D打印每個(gè)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(tái)注塑機(jī)每15秒就可生產(chǎn)100個(gè)完美無缺的塑料勺子，但性能最強(qiáng)大的3D打印機(jī)每10分鐘只能生產(chǎn)一個(gè)勺子，“這樣使生產(chǎn)效率降低了4000倍?！庇纱丝磥恚?D打印技術(shù)在批量制造中的確不占優(yōu)勢(shì)。

二、3D打印真正的顛覆性力量

那么，3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)倒底在哪里呢？為什么《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》會(huì)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(tái)、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(fèi)者手中。主要缺點(diǎn)如下：

二是在產(chǎn)品生產(chǎn)與流通過程中，會(huì)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(yùn)送到工廠；在生產(chǎn)過程中，主要采取模具鑄造和機(jī)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(yùn)送到各地，會(huì)占用能源、交通、倉(cāng)儲(chǔ)、人力等很多資源。

三是在消費(fèi)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(jì)方面，卻未必受到用戶的歡迎。用戶能接受，是因?yàn)闆]有更多的選擇。特別是用戶需要的個(gè)性化定制的產(chǎn)品，傳統(tǒng)制造方式因?yàn)楸境稍蚝茈y現(xiàn)實(shí)。

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(jì)師平臺(tái)，結(jié)合3D打印“個(gè)性化定制”的優(yōu)點(diǎn)，打造出遍布世界各地的分布式制造點(diǎn)。其主要思想如下：

在分布式制造的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品生產(chǎn)的單位時(shí)間消耗變得無足輕重，1萬個(gè)分布式制造點(diǎn)生產(chǎn)出單個(gè)成品，與1萬個(gè)成品在1個(gè)加工廠制造，其產(chǎn)能一樣。而且前者無需倉(cāng)儲(chǔ)、物流的環(huán)節(jié)。

要打造分式制造點(diǎn)，要解決的核心問題之一，就是必須擁有以龐大的設(shè)計(jì)作品為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)師平臺(tái)。

在這個(gè)平臺(tái)上，任何人即使不具備建模的知識(shí)，但只要有產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，就可以和設(shè)計(jì)師及時(shí)進(jìn)行溝通，設(shè)計(jì)出自己想要的數(shù)字模型，然后通過3D打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)；另一方面，這個(gè)平臺(tái)必須能夠確保證設(shè)計(jì)師贏利，設(shè)計(jì)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(jì)師平臺(tái)，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(shí)現(xiàn)；有了以3D打印機(jī)為工具的分布式制造點(diǎn)，可以為制造點(diǎn)周邊的普通用戶提供個(gè)性化定制的產(chǎn)品。

這些分布式制造點(diǎn)如何去打造，筆者認(rèn)為有三種可能。

這種以創(chuàng)意設(shè)計(jì)平臺(tái)與分布式制造的方式，將會(huì)形成一種全新的D2U(DesignertoUser)的商業(yè)模式。即線上的設(shè)計(jì)師直接與用戶對(duì)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(tái)相對(duì)接，會(huì)產(chǎn)生更大的價(jià)值。下面以筆者團(tuán)隊(duì)研發(fā)的三維定制鞋為例，簡(jiǎn)單介紹一下這種產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。

以大數(shù)據(jù)平臺(tái)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(xiàng)目之一。通過對(duì)廣泛人群的足部特征掃描、采樣，將信息匯聚到云計(jì)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(diǎn)和傳統(tǒng)制造批量生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，將虛擬的數(shù)據(jù)對(duì)象轉(zhuǎn)化為實(shí)體成品。

良好的用戶黏度。傳統(tǒng)電商的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在交易的便捷性，但用戶在交易完成后，很少因?yàn)槠脚_(tái)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(duì)于以人體大數(shù)據(jù)為支撐的平臺(tái)，比如三維鞋類電商，則可以根據(jù)人的足部生長(zhǎng)發(fā)育變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整；不僅如此，一旦提供某個(gè)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(diǎn)，會(huì)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。

沖擊傳統(tǒng)電商?，F(xiàn)在的電商運(yùn)營(yíng)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(tái)3D打印機(jī)的程度，但人們居住周圍的分布式制造點(diǎn)，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(diǎn)的電腦里選擇數(shù)字模型，然后打印出來。按照目前美國(guó)的“每4公里范圍內(nèi)有一臺(tái)”3D打印的普及程度，在中國(guó)這種人口眾多的地方，分布式制造點(diǎn)的輻射范圍，會(huì)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(huì)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(duì)3D打印耗材的配送上。

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(huì)把顧客的身材數(shù)據(jù)掃描之后傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)庫(kù)，配合設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)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(jì)、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(jí)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(huì)有巨大的突破。