大颠覆：从3D打印到3D制造

作者简介

（美国）里克·史密斯（Rick **ith），World 50创始人兼CEO。《华尔街*报》畅销书The 5 Patterns of Extraordinary Careers和The Leap作者。Fast Radius公司联合创始人，TED演讲人。 （美国）米奇·弗里（Mitch Free），数字制造业专家，2000年创立MFG. com并任总裁兼CEO。2005年当选Inc杂志“2005年度企业家”。Fast Radius公司联合创始人。

内容简介

我们**的大规模生产始于18 世纪，那时爆发的工业革命给人类带来了机械化大生产。但工业革命在亨利？福特的手上终结了。虽然自20 世纪初开始，生产技术和制作工艺都取得了许多令人瞩目的成就，然而是福特确立了**大规模生产的模式。他创造了***的规模经济，把汽车的生产成本降到了不可思议的程度。为了实现这个目标，他坚持不懈地在自己的工厂里推行两大原则：标准化和简单化。 福特*大的贡献之一就是生产出了**可以互相替换的汽车配件。没有这个，其他一切都无从谈起。在这之前，每一个汽车配件都需要工人一一打磨再组装，直到尺寸合适为止。福特对此并不满意，他曾经说过：“大规模生产不需要装配工。” 有了**标准化的配件，福特就可以组建他想象中的生产线了。他把工人安排在工作台边，那里有大量相同的配件，可以很快连接或组装上。他的雇员再也不用把时间浪费在打磨和安装上了。这意味着生产速度可以掌控，并且变得*快了。 接着，福特借鉴了屠宰场里的移动生产线的经验。在一些工业化的大型屠宰场里，一头头牛被吊在铁钩上从一个工作台移动到另一个工作台。每经过一站，身上不同部位的肉就会被迅速割下。在福特的工厂里，每一个工作台负责给汽车装上一个新配件。福特不断改进他的生产线，后来福特汽车的下线速度快得惊人。亨利？福特不是**个发明生产线的人，但却是**个使它完善的人。 众所周知，福特曾开玩笑说，只要福特T型车是黑色的，人们**可以把它漆成任何自己喜欢的颜色。但他选黑色作为标准颜色并不是为了美观，而是因为只有黑漆才干得快，才跟得上他生产线的速度！ 福特对生产废料同样介意。他*不了地板上堆积如山的锯末木屑，这些乱七八糟的东西不该出现在一间标准化、简单化的工厂里。他烦透了这些废料，就把木屑压成块打包出售，*后还专门为此成立了一家新公司，以他堂妹夫的名字命名为E. G.金斯福德（E. G.Kingsford）公司。 福特通过简单化和标准化提高了效率，生产线的生产速度不断加快。到1915年，制造一辆汽车所需的时间缩短了90%。随着汽车生产数量的增多，成本也相应下降。1908年推出的福特T型车售价为825美元；到1912年价格降到了575美元；到20世纪20年代中期，售价*是降至290美元。低廉的价格改变了美国的道路面貌。1916年，美国公路上行驶的汽车半数以上都是同一型号—黑色的福特T型车。 像那时候的很多实业家一样，福特认为他的目标就是把**延伸到商业领域。他在这方面取得了极大的成功。十几年前汽车这个东西还是专属于有钱人的玩物，而现在就连福特公司的蓝领工人也都买得起了。福特不仅赢得了市场份额，还创造了一个全新的市场。他是流水线生产的大师，进而也创造了世界上**件大众消费品。 福特对规模、标准化和简单化的不懈追求，终结了**次工业革命。从20 世纪初开始，他的大规模生产流水线被广泛应用，渗透到当今世界的各个领域。福特公司的成就是巨大的，但此外也出现了许多创新。比如说汽车工业，丰田（Toyota）、通用汽车（GM）等公司在20 世纪都有了技术上的改进，但它们仍然要依赖大规模生产线来制造大众化产品。苹果公司（Apple）是全世界*具价值和创新能力的公司之一，虽然它生产的产品有许多是亨利？福特做梦也想象不到的，但福特还是可以准确预测出这些产品是怎样被制造出来的。事实上，从福特开创现代生产的新世界以来，即便加入了机器人技术、**的材料以及计算机建模，生产也并没有经历**性的范式转变。 现在的问题在于，福特的天才计划已经后续乏力。制造业巨头仍指望通过简约化和标准化生产来榨取效率。我们也许会感到惊讶，投入了那么多的时间、金钱和智力，现代制造业却仍然是一个效率十分低下的**体系。解决这些问题的办法并不是进一步压榨。规模化、简单化和标准化的方法已经被利用到了极限，亨利？福特的大规模生产已经穷途末路。但我们也不是**无计可施。如果福特模式并不是制造业发展的必然方向呢？如果出现一项新技术，给制造业来一个天翻地覆的改变呢？ 事情从此变得有趣起来。大规模生产通过不断提高规模和标准化程度创造了大众市场，比如说生产100万辆黑色福特T型车。生产的产品越多，它的优势就越明显。但3D打印的成本不与生产的单位数量挂钩，即便产量少也不会亏本，因为它的单位成本是始终不变的。 *初3D打印的成本很高，尤其是与高效的大规模生产模式下低廉的单位价格相比较。**，3D打印只有在少数几种工业生产中才称得上划算，而且3D打印的产品刚开始的质量也很差。但几乎每一项变革性的技术在推行之初都会有同样的缺点，*何况它正在快速改进。 从1990 年到2000 年，随着打印机的质量提高和成本降低，3D 打印应用于工业生产终于成为可能。从那时起，3D 打印主要应用于快速成型。有了这种工艺，设计师和工程师可以很快做出设计样品。3D 打印快速成型的市场价值迅速增长， 仅在美国就达到几十亿美元。斯科特？克伦普的斯特塔西公司就是3D 打印机制造商中的佼佼者，市值高达数十亿美元。 **，工业用途的3D 打印机正被用于生产工业部件，其**度和公差都与传统制造方式相当。越来越多的企业悄悄开始了大胆的试验，尝试将这项技术应用于快速成型之外的其他领域，比如用以取代实物库存的按需生产、快速设计迭代以及定制生产。 成本越来越低、质量越来越高，这种势头发展的结果只有一个—3D 打印**的高度的设计灵活性和高超的定制生产能力，将使越来越多传统制造业的价值链变得脆弱不堪。假如成本一样、质量相当，设计师和工程师都会青睐3D 打印生产为他们提供的高度的设计复杂度空间。而消费者自然也会*喜欢功用和外观都**符合自己需求、能按要求在特定时间和地点生产特定数量的定制产品。随着价格持续下降， 3D 打印将在越来越多的领域取代传统制造业。3D 打印正在改变一切。*终，增材制造的兴起将把工业革命取得的成就远远地甩在后头。大颠覆已经开始！ 随着3D打印技术的兴起，工业革命的第二次浪潮正在袭来。3D制造将会带来的既令人着迷又令人生畏的变化，它将改变世界，就像福特T型车颠覆交通业，谷登堡的印刷机引发了信息革命一样。每一项新技术的采用都会掀起两波，而不是一波浪潮。**次浪潮是革命性的大规模生产，第二次浪潮是颠覆性的定制化生产。为了做好准备，企业应该马上采取措施，在工业革命的第二次浪潮中竞争与生存。 3D制造革命广泛而深入，且发展迅猛，以下技术突破只是冰山一角： ？ 阿姆斯特丹的一台机器可以在运河上打印出一座可以通行的造型精美的人行桥，不用人来指挥，也不用搭脚手架。 ？ 一家**汽车制造商设计出了一款可以根据实时行车条件自动改变其物理形状与结构的汽车。 ？ 哈佛大学的一名研究人员用3D打印技术制造出了只有一粒沙子大小的电池。 ？ 一名宇航员在太空打印*换部件，一位航运公司的管理者也在其货船上做着相同的事。 你要考虑的问题，不再是会不会出现一场历史性的大变革，因为它已无法避免，且势不可当。既然变革即将来临，你和你的组织现在能做些什么准备，才能够不仅存活下来，还能发展壮大？