雖然對第三次工業(yè)革命何時到來,國內各界仍普遍持謹慎態(tài)度,。然而,,3D打印、人工智能,、新材料,、新一代信息技術等一系列關鍵技術的成熟和產業(yè)化,都透露出新一輪工業(yè)革命并非空穴來風,。
傳統(tǒng)制造業(yè)的國際分工格局,,正逐漸被新技術帶來的分散化生產以及消費者多元化的需求打破。特別是2008年金融危機之后,,那些走向產業(yè)空心化的國家深刻認識到制造業(yè)對于國民經濟的重要性,,遂寄望于新技術將制造業(yè)拉回。
如果未來在以3D打印為代表的數字化制造技術上失去話語權,,中國制造業(yè)將遭遇殘酷的打擊:傳統(tǒng)的制造手段和生產模式將被取代,;人力成本低廉等比較優(yōu)勢必然喪失;中國企業(yè)躑躅于產業(yè)鏈低端的現(xiàn)實將進一步惡化,。
而中國是否能抓住這一輪技術創(chuàng)新的機遇,,很大程度上是在逼問中國是否有能力改革現(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)立了昆山永年先進制造技術有限公司,,并出任董事長,,為此,他把家從北京搬到了昆山陽澄湖邊,。
相比創(chuàng)辦企業(yè),,顏永年在學術上的成就已有定論,正是他在清華大學任教時把3D打印的概念和早期技術引入國內,。在顏永年看來,,制造科學如果脫離了產業(yè)化,含金量就大打折扣,,因此退休五年后,,他仍打算實現(xiàn)在校任教時未能完成的心愿——辦一家完全市場化的公司,將研究成果產業(yè)化,,3D打印就是那項昭示未來的研究成果,。
3D打印,是增材制造的俗稱,,其核心是數字化,、智能化制造與材料科學的結合,。與傳統(tǒng)上對原材料進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打印為代表的數字化制造技術,,被《經濟學人》雜志認為是引發(fā)第三次工業(yè)革命的關鍵因素,,“其將改寫制造業(yè)的生產方式,進而改變產業(yè)鏈的運作模式”,。
首先,,數字化制造技術將大大減少直接從事生產的操作工人,勞動力所占生產成本比例隨之下降,。此外,,數字化制造的個性化、快捷性和低成本能夠更快地適應本地市場需求的變化,,包括滿足小批量產品的生產需求,。這些都促使發(fā)達國家鼓勵廠商把部分制造業(yè)遷回本國,對中國這樣的傳統(tǒng)制造業(yè)大國無疑敲響了警鐘,。
不過,,中國在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)在運用這項技術,,僅昆山一地,,就有20余家企業(yè)利用3D打印為周邊發(fā)達的產業(yè)集群提供設計打樣服務。
而距昆山1.4萬多公里的美國紐約,,有著3D云打印之稱的Shapeways正忙著搬家,,將其運營重心從荷蘭移至紐約。Shapeways在皇后區(qū)占地2.5萬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),。中國科學院自動化研究所研究員王飛躍觀察,即使在2008年金融危機后,,這些企業(yè)仍保持快速發(fā)展,。
自從工廠出現(xiàn)以來,產品與消費者之間的距離從未如此接近過,。3D打印給消費者帶來了在大規(guī)模生產和個性化制造之間進行選擇的自由,。如果你想要一個與自己相貌一樣的玩偶,,用3D打印機制作,成本可能只要100元,;如果委托工廠,,也許要花1萬元。
業(yè)內人士將2012年的3D打印機視為像1977年個人計算機和1990年網頁瀏覽器一樣,,是一個嶄新的市場從萌芽期進入成長期的轉折點,。雖然3D打印技術目前尚未顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)——傳統(tǒng)制造業(yè)的規(guī)模效應依然占據優(yōu)勢,但前者正慢慢搶走市場份額,。
工信部已經嗅出了危機的味道,。2012年12月14日,工信部副部長蘇波在增材制造技術國際論壇上透露,,中國將提速3D打印技術的研發(fā)和產業(yè)化,。這一信息標志著3D打印正式納入了中國工業(yè)主管部門的視野。
革新的號角
美國3D打印設備巨頭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,擔任執(zhí)行副主席一職,,還是公司的首席技術官,。
1982年,在一家紫外線設備生產企業(yè)任職的胡爾,,嘗試把光學技術應用于快速成型領域,。他將一種液態(tài)光敏樹脂倒入大容器中,在容器里放置一個升降平臺,,容器上方的紫外激光器根據計算機指令照射液面,,所到之處,,材料會發(fā)生光聚合反應,,迅速從液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài),當一層打印完成后,,未被照射的地方仍保持液態(tài),,此時在液面以下0.05毫米-0.15毫米的升降平臺會下降一層,激光器開始打印第二層,。這個過程不斷重復,,直到整個物件制造完畢(參見圖1)。這項立體光刻(SLA)技術就是最早的3D打印,。
胡爾于1986年申請了專利,,并成立3D Systems公司。“30年前發(fā)明這項技術時,,我們覺得這對制造業(yè)來說是一個機會,。”胡爾的合伙人,、3D Systems公司總裁亞伯拉罕·雷切特勒(Abraham Reichental)對《財經》記者說,“現(xiàn)在,,客戶比我們還要積極,,推動我們進行適用性研究。五年前,,大部分客戶購買設備用于設計,;從兩年前開始,有一半的客戶用在了直接制造上,。”