雖然對第三次工業(yè)革命何時到來,,國內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)業(yè)空心化的國家深刻認識到制造業(yè)對于國民經(jīng)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(shù)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi),。在顏永年看來,制造科學如果脫離了產(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(chǎn)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(shù)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(shù)字化制造技術,,被《經(jīng)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(chǎn)方式,,進而改變產(chǎn)業(yè)鏈的運作模式”,。
首先,數(shù)字化制造技術將大大減少直接從事生產(chǎn)的操作工人,,勞動力所占生產(chǎn)成本比例隨之下降,。此外,數(shù)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(chǎn)品的生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)人士將2012年的3D打印機視為像1977年個人計算機和1990年網(wǎng)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(jù)優(yōu)勢,,但前者正慢慢搶走市場份額。
工信部已經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)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(jù)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(jīng)》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,。”