雖然對(duì)第三次工業(yè)革命何時(shí)到來,國(guó)內(nèi)各界仍普遍持謹(jǐn)慎態(tài)度,。然而,,3D打印,、人工智能,、新材料、新一代信息技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)的成熟和產(chǎn)業(yè)化,,都透露出新一輪工業(yè)革命并非空穴來風(fēng),。
傳統(tǒng)制造業(yè)的國(guó)際分工格局,,正逐漸被新技術(shù)帶來的分散化生產(chǎn)以及消費(fèi)者多元化的需求打破。特別是2008年金融危機(jī)之后,,那些走向產(chǎn)業(yè)空心化的國(guó)家深刻認(rèn)識(shí)到制造業(yè)對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要性,,遂寄望于新技術(shù)將制造業(yè)拉回。
如果未來在以3D打印為代表的數(shù)字化制造技術(shù)上失去話語(yǔ)權(quán),,中國(guó)制造業(yè)將遭遇殘酷的打擊:傳統(tǒng)的制造手段和生產(chǎn)模式將被取代,;人力成本低廉等比較優(yōu)勢(shì)必然喪失;中國(guó)企業(yè)躑躅于產(chǎn)業(yè)鏈低端的現(xiàn)實(shí)將進(jìn)一步惡化,。
而中國(guó)是否能抓住這一輪技術(shù)創(chuàng)新的機(jī)遇,,很大程度上是在逼問中國(guó)是否有能力改革現(xiàn)有的創(chuàng)新體系。
顏永年決心最后一搏,。74歲的他,,在2012年創(chuàng)立了昆山永年先進(jìn)制造技術(shù)有限公司,并出任董事長(zhǎng),,為此,,他把家從北京搬到了昆山陽(yáng)澄湖邊。
相比創(chuàng)辦企業(yè),,顏永年在學(xué)術(shù)上的成就已有定論,,正是他在清華大學(xué)任教時(shí)把3D打印的概念和早期技術(shù)引入國(guó)內(nèi)。在顏永年看來,,制造科學(xué)如果脫離了產(chǎn)業(yè)化,,含金量就大打折扣,因此退休五年后,,他仍打算實(shí)現(xiàn)在校任教時(shí)未能完成的心愿——辦一家完全市場(chǎng)化的公司,,將研究成果產(chǎn)業(yè)化,3D打印就是那項(xiàng)昭示未來的研究成果,。
3D打印,,是增材制造的俗稱,其核心是數(shù)字化,、智能化制造與材料科學(xué)的結(jié)合,。與傳統(tǒng)上對(duì)原材料進(jìn)行切削的減材制造方法正相反,3D打印的過程好比用磚頭砌墻,,逐層增加材料,,最終形成物件。
以3D打印為代表的數(shù)字化制造技術(shù),,被《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志認(rèn)為是引發(fā)第三次工業(yè)革命的關(guān)鍵因素,,“其將改寫制造業(yè)的生產(chǎn)方式,進(jìn)而改變產(chǎn)業(yè)鏈的運(yùn)作模式”。
首先,,數(shù)字化制造技術(shù)將大大減少直接從事生產(chǎn)的操作工人,,勞動(dòng)力所占生產(chǎn)成本比例隨之下降。此外,,數(shù)字化制造的個(gè)性化,、快捷性和低成本能夠更快地適應(yīng)本地市場(chǎng)需求的變化,包括滿足小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)需求,。這些都促使發(fā)達(dá)國(guó)家鼓勵(lì)廠商把部分制造業(yè)遷回本國(guó),,對(duì)中國(guó)這樣的傳統(tǒng)制造業(yè)大國(guó)無(wú)疑敲響了警鐘。
不過,,中國(guó)在3D打印方面的理論研究和嘗試并不算晚,。富庶而開放的江浙一帶已有不少企業(yè)在運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù),僅昆山一地,,就有20余家企業(yè)利用3D打印為周邊發(fā)達(dá)的產(chǎn)業(yè)集群提供設(shè)計(jì)打樣服務(wù),。
而距昆山1.4萬(wàn)多公里的美國(guó)紐約,有著3D云打印之稱的Shapeways正忙著搬家,,將其運(yùn)營(yíng)重心從荷蘭移至紐約,。Shapeways在皇后區(qū)占地2.5萬(wàn)平方米的工廠取名為“未來工廠”,這是全世界規(guī)模最大的3D打印工廠,。2012年10月18日,,在工廠開業(yè)儀式上,紐約市長(zhǎng)邁克爾·布隆伯格(Michael Bloomberg)手中那把剪彩的剪刀,,就是3D打印制造,。隔河相望的曼哈頓區(qū),聚集了眾多年輕的3D打印企業(yè),。中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研究員王飛躍觀察,,即使在2008年金融危機(jī)后,這些企業(yè)仍保持快速發(fā)展,。
自從工廠出現(xiàn)以來,,產(chǎn)品與消費(fèi)者之間的距離從未如此接近過。3D打印給消費(fèi)者帶來了在大規(guī)模生產(chǎn)和個(gè)性化制造之間進(jìn)行選擇的自由,。如果你想要一個(gè)與自己相貌一樣的玩偶,,用3D打印機(jī)制作,成本可能只要100元,;如果委托工廠,,也許要花1萬(wàn)元。
業(yè)內(nèi)人士將2012年的3D打印機(jī)視為像1977年個(gè)人計(jì)算機(jī)和1990年網(wǎng)頁(yè)瀏覽器一樣,,是一個(gè)嶄新的市場(chǎng)從萌芽期進(jìn)入成長(zhǎng)期的轉(zhuǎn)折點(diǎn),。雖然3D打印技術(shù)目前尚未顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)——傳統(tǒng)制造業(yè)的規(guī)模效應(yīng)依然占據(jù)優(yōu)勢(shì),,但前者正慢慢搶走市場(chǎng)份額。
工信部已經(jīng)嗅出了危機(jī)的味道,。2012年12月14日,,工信部副部長(zhǎng)蘇波在增材制造技術(shù)國(guó)際論壇上透露,,中國(guó)將提速3D打印技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,。這一信息標(biāo)志著3D打印正式納入了中國(guó)工業(yè)主管部門的視野。
革新的號(hào)角
美國(guó)3D打印設(shè)備巨頭3D Systems(DDD.NYSE)的創(chuàng)始人,,查爾斯·胡爾(Charles W. Hull)比顏永年小1歲,,他至今仍管理著公司,擔(dān)任執(zhí)行副主席一職,,還是公司的首席技術(shù)官,。
1982年,在一家紫外線設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)任職的胡爾,,嘗試把光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于快速成型領(lǐng)域,。他將一種液態(tài)光敏樹脂倒入大容器中,在容器里放置一個(gè)升降平臺(tái),,容器上方的紫外激光器根據(jù)計(jì)算機(jī)指令照射液面,,所到之處,材料會(huì)發(fā)生光聚合反應(yīng),,迅速?gòu)囊簯B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài),,當(dāng)一層打印完成后,未被照射的地方仍保持液態(tài),,此時(shí)在液面以下0.05毫米-0.15毫米的升降平臺(tái)會(huì)下降一層,,激光器開始打印第二層。這個(gè)過程不斷重復(fù),,直到整個(gè)物件制造完畢(參見圖1),。這項(xiàng)立體光刻(SLA)技術(shù)就是最早的3D打印。
胡爾于1986年申請(qǐng)了專利,,并成立3D Systems公司,。“30年前發(fā)明這項(xiàng)技術(shù)時(shí),我們覺得這對(duì)制造業(yè)來說是一個(gè)機(jī)會(huì),。”胡爾的合伙人,、3D Systems公司總裁亞伯拉罕·雷切特勒(Abraham Reichental)對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者說,“現(xiàn)在,,客戶比我們還要積極,,推動(dòng)我們進(jìn)行適用性研究。五年前,,大部分客戶購(gòu)買設(shè)備用于設(shè)計(jì),;從兩年前開始,有一半的客戶用在了直接制造上。”