3D打印技術(shù)風(fēng)聲水起，推動著一次又一次的技術(shù)革新。在這個快速變化的3D時代，管理者及企業(yè)應(yīng)當如何抓住3D的契機，實現(xiàn)新時代的變革？本文將為你一一揭曉答案。
增材制造的優(yōu)勢
也許很難想象這種技術(shù)會取代當今大批量生產(chǎn)的標準生產(chǎn)方式。用傳統(tǒng)的注塑加壓法一小時能生產(chǎn)幾千個小部件，而在技術(shù)愛好者的小市場里，親眼見過3D打印機運行的人們，通常會發(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。
也許有人忘記了標準化制造速度驚人的原因。之所以能飛快地制造那些小部件，是因為投入了大量資金用以部署生產(chǎn)所需的機器設(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)濟效益可言，然而卻避免了標準化生產(chǎn)的劣勢——缺乏靈活性。生產(chǎn)出的每個組件都是獨立制造，因此增材制造具有可以為適應(yīng)特殊需求，方便進行調(diào)整的特性，甚至可以說，其特性是方便改進且可適應(yīng)多變的時尚潮流。與標準化制造相比，建立增材制造產(chǎn)品體系的初期要容易得多，因為涉及的步驟要少得多。這正是3D打印適于制作單個產(chǎn)品如樣機、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)量達到批量生產(chǎn)水平也無甚損失。
增材制造的一大優(yōu)勢在于，過去各自成型再行組裝的多個零部件如今可以做為一件產(chǎn)品一次性完成。舉個簡單的例子，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)地堅硬，且全然無需組裝。
打印部件和產(chǎn)品也讓設(shè)計有更大的發(fā)揮空間，比如把鋼板內(nèi)部做成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，抑或此前無法實現(xiàn)的精妙幾何圖形。復(fù)雜機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，亦可實現(xiàn)精微復(fù)雜的內(nèi)部構(gòu)造。通用電氣航空集團（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，人們也許認為傳統(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個零件組裝而成的噴嘴一次成型。通用集團表示，這將節(jié)約75%的制造費用。
增材制造亦可使用多個打印機噴嘴同時處理不同材料。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驗室（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)斗機內(nèi)外部的大部分元件，包括機身、機翼、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)。它們運用“大面積增材制造”技術(shù)，利用計算機控制大型起重架將打印機移動就位，實現(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)場使用了極光飛行科學(xué)公司研發(fā)的無人駕駛飛機，機身完全由增材制造打印一體成型，一些飛機翼幅達到131英尺（約合40米）。
3D時代新戰(zhàn)略
以上關(guān)于增材制造優(yōu)勢的簡要討論表明，各大企業(yè)皆對這項技術(shù)翹首以待，而該技術(shù)又能削減倉儲、運輸和設(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)如何在以下三個戰(zhàn)略層面進行調(diào)適：
1.產(chǎn)品的重新設(shè)計。
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代更好地服務(wù)客戶。有哪些以前無法實現(xiàn)的設(shè)計和特色如今成為可能？制約因素和運輸造成的延遲消除后，哪些方面有了改進空間？
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。使用新的增材制造技術(shù)可以制造空心部件，讓機體和車體變得更輕，從而提升燃料效率，與此同時還能合并內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高抗拉強度、耐久度和抗沖擊強度，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，運用增材制造技術(shù)生產(chǎn)更為定制化、演進速度更快的產(chǎn)品，這將影響到對產(chǎn)品營銷的方方面面。傳統(tǒng)制造業(yè)的升級換代是劇烈的跨越式的，并需要花費模具成本和安裝時間，而3D打印的產(chǎn)品升級換代則是通過打印技術(shù)的逐漸變化是漸進式升級。如果產(chǎn)品升級換代的方式發(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)上市前的宣傳攻勢自然會發(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)計將可實現(xiàn)實時修改。變化如此之快，品牌承諾的核心新優(yōu)勢又該如何確定？市場營銷部門如何在不減少銷量的同時避免品牌走偏？
2.運營的重新優(yōu)化。
運營戰(zhàn)略囊括了關(guān)于公司如何購買、制造、運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。目標始終是提高運營效率，但實現(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)備的時機和能夠減少直接成本的設(shè)計方案做著錙銖必較的財務(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)，又能省去倉儲費用？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行銷售，能省下多少渠道費用？當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)施選址方面也會產(chǎn)生其他問題。應(yīng)當靠近哪些客戶？與客戶的適宜距離？如何像制造產(chǎn)品一樣便捷地運輸高度定制化產(chǎn)品？打印應(yīng)當集中在廠房進行，還是分散至經(jīng)銷商、零售店、移動銷售點乃至客戶所在地的各個打印機？或許這些地點都可以。以上問題的答案會隨著匯率、人工費用、打印效率及能力、材料成本、能源成本和運輸成本上的變化而隨時變化。
產(chǎn)品或部件運輸距離短，不僅節(jié)省資金，也能節(jié)約時間。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。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)上將機場樞紐倉庫轉(zhuǎn)為小型工廠，意在按客戶需求制造并運送定制部件，以此取代大規(guī)模倉儲。如果說我們已經(jīng)生活在一個及時倉儲管理（即在有需要時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“及時”程度達到了多高的水平——歡迎來到即時倉儲管理的世界。
的確，高度集成的增材制造有著如此之多的潛在優(yōu)勢，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建立專用協(xié)調(diào)系統(tǒng)，保住自身競爭優(yōu)勢。其他公司會在調(diào)整適應(yīng)的同時，盡力完善大型軟件公司制作的標準流程套組。
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。管理者在這個層面面對著“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，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，以上兩個問題的答案越發(fā)不清晰。設(shè)想你的廠房配備了多臺打印機，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行業(yè)？傳統(tǒng)的行業(yè)邊界會變得模糊。管理者需對企業(yè)定位保有清晰的認識，并以此為基礎(chǔ)做出資產(chǎn)投資或放棄的決定。
或許管理者會發(fā)現(xiàn)自己的組織正朝著截然不同的方向演進。企業(yè)一旦脫離標準化制造業(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)的價值，重新思考自身價值如何與其他企業(yè)的價值相互補益或相互競爭。
得平臺者得天下
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隊都深諳這一點。它們爭相研發(fā)互聯(lián)平臺，因為它們知道，平臺提供方這一角色是自己所能角逐的最大戰(zhàn)略目標，花落誰家還未可知。
互聯(lián)平臺是21世紀高度電子化市場的顯著特征，增材制造市場也不例外。平臺所有者較為強勢，因為產(chǎn)品本身會隨著時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“打印機農(nóng)場”，這會促使按需制造產(chǎn)品的有效商業(yè)化。就連對于可打印商品最具價值的設(shè)計也不能例外，因為設(shè)計稿是純電子版，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)計信息。
在這個平臺上，有產(chǎn)品正在生產(chǎn)，有儲存的藍圖在不斷改進，原材料供應(yīng)通過平臺追蹤和購買，客戶通過平臺下達訂單——平臺存續(xù)對身在其中的每個人而言都利害攸關(guān)。這個電子生態(tài)系統(tǒng)的管控方則坐享其成，在海量交易中收集有價值的信息并進行銷售。他們可以將工作外包給可信賴的團體，或是適時指派給內(nèi)部人員。他們將在世界各地做打印機生產(chǎn)力和產(chǎn)品設(shè)計的交易，通過控制或重新定向“交易流”來影響價格。他們會像商品套利者一樣，利用自己單方面從平臺上數(shù)百萬宗交易中得來的信息資助貿(mào)易，或是低價買入再高價賣出。
隨著市場需求增長而將分散的生產(chǎn)力集中起來，這個責(zé)任會落到少數(shù)企業(yè)頭上，而且整個系統(tǒng)要高效運作，就必須有人對其加以強化?？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、品牌銷售網(wǎng)站，但它們同時也為增材制造打印機、設(shè)計師和設(shè)計資源庫牽線搭橋。隨著市場對交易衍生乃至未來對打印機生產(chǎn)力和設(shè)計的需求發(fā)展，以后或許還會出現(xiàn)自動化交易。
那么從本質(zhì)上講，依托打印機的制造資產(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)力會在極短時間內(nèi)從制造方轉(zhuǎn)移到設(shè)立品牌平臺、制定通用標準以協(xié)調(diào)和支持系統(tǒng)的大型系統(tǒng)整合方。整合方會開源并將達到較高質(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嘗試進行監(jiān)督，并協(xié)助推動小企業(yè)走上可操作、可擴大的方向。
重演因特網(wǎng)歷史
看著正在演進中的增材制造革命，我們很難不聯(lián)想到另一項偉大的變革性技術(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)濟與生活在之后10年中會因為無線網(wǎng)絡(luò)、智能手機和云計算而發(fā)生了怎樣的變化。那時幾乎沒有人預(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營工廠乃至城市基礎(chǔ)設(shè)施。
增材制造的發(fā)展也會帶來相似的轉(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取代高級技工，使得整個企業(yè)乃至整個制造業(yè)大國的工業(yè)生產(chǎn)中人工減少。在“機器組織”里，人類的作用或許只是為打印機服務(wù)。
這樣的未來并不遙遠。企業(yè)一旦涉足增材制造，嘗到靈活性的甜頭，就會越走越遠。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，只不過還沒有動力系統(tǒng)。這輛跑車若裝好動力系統(tǒng)上市銷售，定價會在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)濟優(yōu)勢便隨之成為次要因素。
我們可以充滿信心地預(yù)測，接下來5年內(nèi)會出現(xiàn)全自動、速度快、可大批量生產(chǎn)的增材制造體系，用于生產(chǎn)標準化配件亦可節(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)運而生，使得傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品的市場份額進一步減少。
英明的商業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者不會坐看形勢自行發(fā)展。他們能夠清楚地預(yù)見到，增材制造發(fā)展下去將會改變產(chǎn)品的設(shè)計、制造、銷售和運輸方式。他們嘗試在重新設(shè)計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。他們在制定多種分層決策，以期能在在3D打印新世界中為自己的企業(yè)錦上添花。