3D打印技術(shù)風(fēng)聲水起，推動(dòng)著一次又一次的技術(shù)革新。在這個(gè)快速變化的3D時(shí)代，管理者及企業(yè)應(yīng)當(dāng)如何抓住3D的契機(jī)，實(shí)現(xiàn)新時(shí)代的變革？本文將為你一一揭曉答案。
增材制造的優(yōu)勢(shì)
也許很難想象這種技術(shù)會(huì)取代當(dāng)今大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)方式。用傳統(tǒng)的注塑加壓法一小時(shí)能生產(chǎn)幾千個(gè)小部件，而在技術(shù)愛好者的小市場(chǎng)里，親眼見過3D打印機(jī)運(yùn)行的人們，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)通過層層疊加制造產(chǎn)品慢得出奇。不過，該技術(shù)近期的發(fā)展正在工業(yè)生產(chǎn)條件下迅速改善速度問題。
也許有人忘記了標(biāo)準(zhǔn)化制造速度驚人的原因。之所以能飛快地制造那些小部件，是因?yàn)橥度肓舜罅抠Y金用以部署生產(chǎn)所需的機(jī)器設(shè)備。第一組生產(chǎn)設(shè)備耗資巨大，隨后便可依例而行，成本直線下降。
增材制造毫無規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益可言，然而卻避免了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的劣勢(shì)——缺乏靈活性。生產(chǎn)出的每個(gè)組件都是獨(dú)立制造，因此增材制造具有可以為適應(yīng)特殊需求，方便進(jìn)行調(diào)整的特性，甚至可以說，其特性是方便改進(jìn)且可適應(yīng)多變的時(shí)尚潮流。與標(biāo)準(zhǔn)化制造相比，建立增材制造產(chǎn)品體系的初期要容易得多，因?yàn)樯婕暗牟襟E要少得多。這正是3D打印適于制作單個(gè)產(chǎn)品如樣機(jī)、稀有備件的原因。如今增材制造也逐漸在較大規(guī)模的生產(chǎn)中發(fā)揮作用。買方可選擇各種不同形狀、尺寸和顏色組合，而制造方不必為這樣的定制付出高昂成本，哪怕訂單數(shù)量達(dá)到批量生產(chǎn)水平也無甚損失。
增材制造的一大優(yōu)勢(shì)在于，過去各自成型再行組裝的多個(gè)零部件如今可以做為一件產(chǎn)品一次性完成。舉個(gè)簡單的例子，3D打印制作的太陽鏡質(zhì)地輕巧，可用不同材料制作鏡架的不同配件：鏡腿柔軟可彎折，托舉鏡片的鼻托則質(zhì)地堅(jiān)硬，且全然無需組裝。
打印部件和產(chǎn)品也讓設(shè)計(jì)有更大的發(fā)揮空間，比如把鋼板內(nèi)部做成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，抑或此前無法實(shí)現(xiàn)的精妙幾何圖形。復(fù)雜機(jī)械元件如相互嵌套的齒輪組將可直接制造，無需組裝。增材制造法可用于組合元件，亦可實(shí)現(xiàn)精微復(fù)雜的內(nèi)部構(gòu)造。通用電氣航空集團(tuán)（GE Aviation）轉(zhuǎn)而使用3D打印制造某些引擎的燃料噴嘴。同款的噴嘴一年要生產(chǎn)4.5萬余個(gè)，人們也許認(rèn)為傳統(tǒng)制造法更適用于這種情況，但3D打印技術(shù)可以讓過去用20個(gè)零件組裝而成的噴嘴一次成型。通用集團(tuán)表示，這將節(jié)約75%的制造費(fèi)用。
增材制造亦可使用多個(gè)打印機(jī)噴嘴同時(shí)處理不同材料。因此光伏設(shè)備生產(chǎn)商Optomec及其他公司正在研發(fā)可將微型電池和電子線路直接打印在消費(fèi)性電子設(shè)備內(nèi)部或?qū)щ娡苛霞按蛴》椒?。除此之外，增材制造還可用于醫(yī)療設(shè)備、交通設(shè)施、航空航天器材、測(cè)量設(shè)備和電信基礎(chǔ)設(shè)施等諸多高精尖領(lǐng)域。
另一極具魅力的特點(diǎn)是可免除組裝工作。這使增材制造設(shè)備得到了前所未有的發(fā)展。眼下增材制造正處在風(fēng)口浪尖，美國國防部、洛克希德·馬丁公司、辛辛那提工具鋼公司（Cincinnati Tool Steel）和美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（Oak Ridge National Laboratory）聯(lián)手合作，力求以增材制造法打印出噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)內(nèi)外部的大部分元件，包括機(jī)身、機(jī)翼、內(nèi)部結(jié)構(gòu)面板、內(nèi)置線路和天線，不久后還可打印中央承重結(jié)構(gòu)。它們運(yùn)用“大面積增材制造”技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)控制大型起重架將打印機(jī)移動(dòng)就位，實(shí)現(xiàn)了巨大物體的制造。這種方法已獲批投入使用，所需組裝工作僅僅是將打印完成的用于導(dǎo)航、通訊、武裝和電子對(duì)抗系統(tǒng)等即插即用式電子模塊安裝起來。美軍在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)使用了極光飛行科學(xué)公司研發(fā)的無人駕駛飛機(jī)，機(jī)身完全由增材制造打印一體成型，一些飛機(jī)翼幅達(dá)到131英尺（約合40米）。
3D時(shí)代新戰(zhàn)略
以上關(guān)于增材制造優(yōu)勢(shì)的簡要討論表明，各大企業(yè)皆對(duì)這項(xiàng)技術(shù)翹首以待，而該技術(shù)又能削減倉儲(chǔ)、運(yùn)輸和設(shè)備成本，士氣魅力倍增。顯而易見，各行各業(yè)公司管理者都應(yīng)考慮自己的企業(yè)如何在以下三個(gè)戰(zhàn)略層面進(jìn)行調(diào)適：
1.產(chǎn)品的重新設(shè)計(jì)。
產(chǎn)品戰(zhàn)略回答的是商業(yè)最基本問題“我們賣什么”。企業(yè)須設(shè)想如何在增材制造時(shí)代更好地服務(wù)客戶。有哪些以前無法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)和特色如今成為可能？制約因素和運(yùn)輸造成的延遲消除后，哪些方面有了改進(jìn)空間？
舉例來說，在航空航天和汽車領(lǐng)域，3D打印常用于追求效能增益。此前通過減輕重量，噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)和汽車的燃料效率得以提高，但這通常以削弱產(chǎn)品結(jié)構(gòu)牢固程度為代價(jià)。使用新的增材制造技術(shù)可以制造空心部件，讓機(jī)體和車體變得更輕，從而提升燃料效率，與此同時(shí)還能合并內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高抗拉強(qiáng)度、耐久度和抗沖擊強(qiáng)度，此外還可以在產(chǎn)品不同部位按需使用耐高溫、耐化學(xué)品的新材料。
在其他領(lǐng)域，運(yùn)用增材制造技術(shù)生產(chǎn)更為定制化、演進(jìn)速度更快的產(chǎn)品，這將影響到對(duì)產(chǎn)品營銷的方方面面。傳統(tǒng)制造業(yè)的升級(jí)換代是劇烈的跨越式的，并需要花費(fèi)模具成本和安裝時(shí)間，而3D打印的產(chǎn)品升級(jí)換代則是通過打印技術(shù)的逐漸變化是漸進(jìn)式升級(jí)。如果產(chǎn)品升級(jí)換代的方式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，那么產(chǎn)品換代的概念也將隨之改變，那么新產(chǎn)上市前的宣傳攻勢(shì)自然會(huì)發(fā)生改變。想象一下，在不久的將來，增材制造技術(shù)利用基于云端的人工智能進(jìn)一步發(fā)展，無須改換設(shè)備便可修改或增加產(chǎn)品。產(chǎn)品戰(zhàn)略如產(chǎn)品組合與設(shè)計(jì)將可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)修改。變化如此之快，品牌承諾的核心新優(yōu)勢(shì)又該如何確定？市場(chǎng)營銷部門如何在不減少銷量的同時(shí)避免品牌走偏？
2.運(yùn)營的重新優(yōu)化。
運(yùn)營戰(zhàn)略囊括了關(guān)于公司如何購買、制造、運(yùn)輸和銷售商品全程的所有問題。有了增材制造，答案將大不相同。目標(biāo)始終是提高運(yùn)營效率，但實(shí)現(xiàn)的途徑有很多種。如今考慮使用增材制造技術(shù)的公司大半在為更換3D打印設(shè)備的時(shí)機(jī)和能夠減少直接成本的設(shè)計(jì)方案做著錙銖必較的財(cái)務(wù)分析。倘若這些公司能拓寬分析視野，想想總的制造成本和總開銷，就會(huì)有更多收獲。
省去組裝步驟能省下多少錢？按需生產(chǎn)，又能省去倉儲(chǔ)費(fèi)用？變更銷售渠道，比如通過能讓客戶指定各種產(chǎn)品配置的界面直接進(jìn)行銷售，能省下多少渠道費(fèi)用？當(dāng)今新舊制造方法共存，制造方有許多選擇，必須有所取舍，決定從何種元件或產(chǎn)品入手以何種順序轉(zhuǎn)向增材制造。
設(shè)施選址方面也會(huì)產(chǎn)生其他問題。應(yīng)當(dāng)靠近哪些客戶？與客戶的適宜距離？如何像制造產(chǎn)品一樣便捷地運(yùn)輸高度定制化產(chǎn)品？打印應(yīng)當(dāng)集中在廠房進(jìn)行，還是分散至經(jīng)銷商、零售店、移動(dòng)銷售點(diǎn)乃至客戶所在地的各個(gè)打印機(jī)？或許這些地點(diǎn)都可以。以上問題的答案會(huì)隨著匯率、人工費(fèi)用、打印效率及能力、材料成本、能源成本和運(yùn)輸成本上的變化而隨時(shí)變化。
產(chǎn)品或部件運(yùn)輸距離短，不僅節(jié)省資金，也能節(jié)約時(shí)間。如果你曾被迫將自己的車留在汽修店等待配件，你就能理解這一點(diǎn)。在汽車制造商中，寶馬和本田率先使用增材制造在工廠和經(jīng)銷店加工工程設(shè)備和汽車配件，特別是在新金屬、復(fù)合塑料和碳纖維材料可用作打印材料后，許多設(shè)備及配件皆可通過3D打印制造。許多行業(yè)分銷商都在留意，迫切希望幫助商務(wù)客戶將這種新的效率轉(zhuǎn)為資本。舉例來說，聯(lián)合包裹服務(wù)公司（UPS）正在其現(xiàn)有第三方物流業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上將機(jī)場(chǎng)樞紐倉庫轉(zhuǎn)為小型工廠，意在按客戶需求制造并運(yùn)送定制部件，以此取代大規(guī)模倉儲(chǔ)。如果說我們已經(jīng)生活在一個(gè)及時(shí)倉儲(chǔ)管理（即在有需要時(shí)才將部件或材料送至廠房——譯者注）的世界，那么現(xiàn)在我們可以看見這個(gè)“及時(shí)”程度達(dá)到了多高的水平——?dú)g迎來到即時(shí)倉儲(chǔ)管理的世界。
的確，高度集成的增材制造有著如此之多的潛在優(yōu)勢(shì)，也許業(yè)務(wù)流程管理將成為最重要的相關(guān)能力。一些精于此道的公司會(huì)建立專用協(xié)調(diào)系統(tǒng)，保住自身競爭優(yōu)勢(shì)。其他公司會(huì)在調(diào)整適應(yīng)的同時(shí)，盡力完善大型軟件公司制作的標(biāo)準(zhǔn)流程套組。
3.生態(tài)系統(tǒng)的重新配置。
最后是企業(yè)在何處、如何適應(yīng)更廣大商業(yè)生態(tài)環(huán)境的問題。管理者在這個(gè)層面面對(duì)著“我們是誰”和“我們需要具備什么素質(zhì)來成為自己”的謎題。有了增材制造，企業(yè)可擁有能制造多種產(chǎn)品的打印機(jī)，亦可將閑置生產(chǎn)力轉(zhuǎn)讓給其他生產(chǎn)不同產(chǎn)品的公司，在這種情況下，以上兩個(gè)問題的答案越發(fā)不清晰。設(shè)想你的廠房配備了多臺(tái)打印機(jī)，今天生產(chǎn)汽車零部件，明天生產(chǎn)軍事裝備，后天生產(chǎn)玩具，那么你究竟屬于哪個(gè)行業(yè)？傳統(tǒng)的行業(yè)邊界會(huì)變得模糊。管理者需對(duì)企業(yè)定位保有清晰的認(rèn)識(shí)，并以此為基礎(chǔ)做出資產(chǎn)投資或放棄的決定。
或許管理者會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的組織正朝著截然不同的方向演進(jìn)。企業(yè)一旦脫離標(biāo)準(zhǔn)化制造業(yè)那種繁雜后勤需求的束縛，就不得不重新審視自身生產(chǎn)力和其他資產(chǎn)的價(jià)值，重新思考自身價(jià)值如何與其他企業(yè)的價(jià)值相互補(bǔ)益或相互競爭。
得平臺(tái)者得天下
在已然成型的新型商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中占得一席之地，將來必能掌握核心控制力。eBay、IBM、歐特克（Autodesk）、PTC、Materialise、Stratasys和3D Systems公司，這些增材制造業(yè)的最大玩家的管理團(tuán)隊(duì)都深諳這一點(diǎn)。它們爭相研發(fā)互聯(lián)平臺(tái)，因?yàn)樗鼈冎?，平臺(tái)提供方這一角色是自己所能角逐的最大戰(zhàn)略目標(biāo)，花落誰家還未可知。
互聯(lián)平臺(tái)是21世紀(jì)高度電子化市場(chǎng)的顯著特征，增材制造市場(chǎng)也不例外。平臺(tái)所有者較為強(qiáng)勢(shì)，因?yàn)楫a(chǎn)品本身會(huì)隨著時(shí)間而變得不那么重要。已有一些公司開始著手搭建契約性質(zhì)的“打印機(jī)農(nóng)場(chǎng)”，這會(huì)促使按需制造產(chǎn)品的有效商業(yè)化。就連對(duì)于可打印商品最具價(jià)值的設(shè)計(jì)也不能例外，因?yàn)樵O(shè)計(jì)稿是純電子版，易于分享，而且3D掃描設(shè)施將能夠掃描產(chǎn)品獲取其設(shè)計(jì)信息。
在這個(gè)平臺(tái)上，有產(chǎn)品正在生產(chǎn)，有儲(chǔ)存的藍(lán)圖在不斷改進(jìn)，原材料供應(yīng)通過平臺(tái)追蹤和購買，客戶通過平臺(tái)下達(dá)訂單——平臺(tái)存續(xù)對(duì)身在其中的每個(gè)人而言都利害攸關(guān)。這個(gè)電子生態(tài)系統(tǒng)的管控方則坐享其成，在海量交易中收集有價(jià)值的信息并進(jìn)行銷售。他們可以將工作外包給可信賴的團(tuán)體，或是適時(shí)指派給內(nèi)部人員。他們將在世界各地做打印機(jī)生產(chǎn)力和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的交易，通過控制或重新定向“交易流”來影響價(jià)格。他們會(huì)像商品套利者一樣，利用自己單方面從平臺(tái)上數(shù)百萬宗交易中得來的信息資助貿(mào)易，或是低價(jià)買入再高價(jià)賣出。
隨著市場(chǎng)需求增長而將分散的生產(chǎn)力集中起來，這個(gè)責(zé)任會(huì)落到少數(shù)企業(yè)頭上，而且整個(gè)系統(tǒng)要高效運(yùn)作，就必須有人對(duì)其加以強(qiáng)化?？纯垂雀?、eBay、Match.com網(wǎng)站和亞馬遜購物網(wǎng)站的先例，這些網(wǎng)站分屬搜索引擎、商品交換平臺(tái)、品牌銷售網(wǎng)站，但它們同時(shí)也為增材制造打印機(jī)、設(shè)計(jì)師和設(shè)計(jì)資源庫牽線搭橋。隨著市場(chǎng)對(duì)交易衍生乃至未來對(duì)打印機(jī)生產(chǎn)力和設(shè)計(jì)的需求發(fā)展，以后或許還會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)化交易。
那么從本質(zhì)上講，依托打印機(jī)的制造資產(chǎn)所有者將與信息所有者展開競爭，爭奪這一商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的利潤。權(quán)力會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)從制造方轉(zhuǎn)移到設(shè)立品牌平臺(tái)、制定通用標(biāo)準(zhǔn)以協(xié)調(diào)和支持系統(tǒng)的大型系統(tǒng)整合方。整合方會(huì)開源并將達(dá)到較高質(zhì)量水平的小企業(yè)并購或與之聯(lián)合，以此促進(jìn)創(chuàng)新。小企業(yè)大概可以繼續(xù)嘗試有趣的新方式以在邊緣求生，但我們需要大型組織來對(duì)嘗試進(jìn)行監(jiān)督，并協(xié)助推動(dòng)小企業(yè)走上可操作、可擴(kuò)大的方向。
重演因特網(wǎng)歷史
看著正在演進(jìn)中的增材制造革命，我們很難不聯(lián)想到另一項(xiàng)偉大的變革性技術(shù)——因特網(wǎng)。放在因特網(wǎng)的發(fā)展歷程中，增材制造目前尚處于1995年。那一年因特網(wǎng)被炒得火熱，但沒有人能預(yù)料到經(jīng)濟(jì)與生活在之后10年中會(huì)因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)、智能手機(jī)和云計(jì)算而發(fā)生了怎樣的變化。那時(shí)幾乎沒有人預(yù)料到基于網(wǎng)絡(luò)的人工智能和軟件系統(tǒng)，能夠比人類更好地運(yùn)營工廠乃至城市基礎(chǔ)設(shè)施。
增材制造的發(fā)展也會(huì)帶來相似的轉(zhuǎn)變，站在未來回頭看看也許是環(huán)環(huán)相扣，但在今日尚無法估量。生產(chǎn)力極高的新型打印機(jī)取代高級(jí)技工，使得整個(gè)企業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)大國的工業(yè)生產(chǎn)中人工減少。在“機(jī)器組織”里，人類的作用或許只是為打印機(jī)服務(wù)。
這樣的未來并不遙遠(yuǎn)。企業(yè)一旦涉足增材制造，嘗到靈活性的甜頭，就會(huì)越走越遠(yuǎn)。材料科學(xué)研發(fā)出更多可打印材料，更多的制造商和更多的產(chǎn)品必然接踵而至。Local Motors汽車公司近日宣布，他們可以在48小時(shí)內(nèi)打印出一輛漂亮的跑車，包括輪胎、底盤、車身、車頂、車內(nèi)座位和儀表盤，只不過還沒有動(dòng)力系統(tǒng)。這輛跑車若裝好動(dòng)力系統(tǒng)上市銷售，定價(jià)會(huì)在2萬美元左右。3D打印使得設(shè)備和材料的生產(chǎn)成本降低，傳統(tǒng)制造方式僅存的規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)便隨之成為次要因素。
我們可以充滿信心地預(yù)測(cè)，接下來5年內(nèi)會(huì)出現(xiàn)全自動(dòng)、速度快、可大批量生產(chǎn)的增材制造體系，用于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化配件亦可節(jié)約成本。由于增材制造體系的靈活性，多種產(chǎn)品的定制化、多元化將應(yīng)運(yùn)而生，使得傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品的市場(chǎng)份額進(jìn)一步減少。
英明的商業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者不會(huì)坐看形勢(shì)自行發(fā)展。他們能夠清楚地預(yù)見到，增材制造發(fā)展下去將會(huì)改變產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、銷售和運(yùn)輸方式。他們嘗試在重新設(shè)計(jì)制造體系的路上邁出第一步。他們正考慮著要把賭注押在這新生商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的何處。他們?cè)谥贫ǘ喾N分層決策，以期能在在3D打印新世界中為自己的企業(yè)錦上添花。