2012年《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》：3D打印機(jī)帶來(lái)第三次工業(yè)革命

2012年4月21日出版的英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志,，專題論述了當(dāng)今全球范圍內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域正在經(jīng)歷的第三次革命 （the third industrial revolution），其中對(duì)3D打印技術(shù)做了重點(diǎn)介紹,。從此，3D打印技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入大眾視野,�,？梢哉f(shuō)這篇文章中的描述，現(xiàn)在來(lái)看仍然是非常超前的,。南極熊在整理資料時(shí),，翻出了這篇文章的中文編譯版本，再次分享給熊友,，希望大家能夠不忘初心,，本文來(lái)自南方張華博客。

全文：

法蘭克福會(huì)展中心是德國(guó)無(wú)數(shù)個(gè)貿(mào)易展覽會(huì)的舉辦地,。在這座造型不規(guī)則的會(huì)展中心外面,，矗立著一座高21米的活動(dòng)雕像——敲錘人。這個(gè)敲錘人手持錘子，穩(wěn)穩(wěn)地抬起,、落下胳膊,，鍛打一塊金屬塊。這座雕像的作者喬納森·博羅夫斯基稱,，工人運(yùn)用自己的大腦和雙手創(chuàng)造我們生活的世界,。這種故事人所盡知。不過(guò)勞動(dòng)工具正在發(fā)生顯著變化,，將會(huì)改變未來(lái)的制造業(yè),。

歐洲模具展是法蘭克福大型商貿(mào)展中的一個(gè)展會(huì)。它展出了能夠制造產(chǎn)品原型的設(shè)備,，以及可將上述設(shè)備投入生產(chǎn)的工具,。傳統(tǒng)的工程師使用車床、鉆頭,、沖壓機(jī)和制模機(jī)工作,。歐洲模具展上的設(shè)備雖由身著工裝褲的工人操縱，但卻一改傳統(tǒng)油膩不堪的形象,。每一個(gè)展廳擺滿了發(fā)出清脆爽利聲響的,、高度自動(dòng)化的機(jī)械工具，它們來(lái)自美國(guó),、亞洲和歐洲,。操作這些設(shè)備的男男女女大多坐在計(jì)算機(jī)屏幕前。你在這里根本找不到一個(gè)錘子,。

在沙漠中央工作的工程師發(fā)現(xiàn)自己缺少某件工具,，他不必再讓人從離他最近的城市送來(lái)，只要簡(jiǎn)單地下載工具設(shè)計(jì)圖,，然后把工具“打印”出來(lái)即可,。“增材制造”只是引領(lǐng)未來(lái)制造業(yè)的眾多突破之一,。

最近的一屆歐洲模具展于2011年11月舉行,，展出了一種新設(shè)備——3D打印機(jī)。 3D打印機(jī)通過(guò)將材料層層電解沉積的方法來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品,，而不是像以前那樣對(duì)材料鍛打,、彎曲、壓切,。這項(xiàng)工藝被恰如其分地稱作 “增材制造（additive manufacturing）”,。一家名為3D Systems的美國(guó)公司用3D打印機(jī)當(dāng)場(chǎng)“打印”了一把錘子，這把錘子有整潔的仿木手柄和金屬錘頭,。（注：增材制造是柔性加工技術(shù),，有別于削減型制造硬性加工技術(shù),，有利于環(huán)保、節(jié)能,、高效,、分布式、個(gè)性化,、按需生產(chǎn),，將顛覆傳統(tǒng)機(jī)械和模具制造工藝，及其規(guī)�,；�,、集中化工業(yè)模式。降低了低端制造人力成本與資本的需求和優(yōu)勢(shì),，相應(yīng),，提高知識(shí)型勞動(dòng)者的地位。將從壟斷式,、集權(quán)式資本主義,，向分布式、自由式資本主義過(guò)渡,，促進(jìn)信息與人的平等和自由,。）

這就是未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。你可以找個(gè)工廠,，讓它為你生產(chǎn)一把你自己設(shè)計(jì)的錘子,，而你將為此支付上千美元的費(fèi)用。這是因?yàn)橹圃煺呤紫纫�生產(chǎn)一個(gè)模具,，澆鑄錘頭,，磨平錘頭，車削出木質(zhì)手柄,，最后把這些部件裝配起來(lái),。僅做一把錘子，成本將無(wú)比高昂,。當(dāng)然,，由于規(guī)模經(jīng)濟(jì)，如果你生產(chǎn)成千上萬(wàn)把錘子,，每個(gè)錘子的成本將大大降低。但是,，對(duì)3D打印機(jī)而言,，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)將無(wú)足輕重。無(wú)論是生產(chǎn)一件產(chǎn)品還是生產(chǎn)機(jī)器能容納的最大量的產(chǎn)品,，開(kāi)動(dòng)機(jī)器的成本都是一樣的,。這就如同辦公室里的二維打印機(jī),，無(wú)論打印一張信箋還是更多的文件，一直打印到墨盒需要更換,、紙張需補(bǔ)充為止,，其打印的單位成本總是一樣的。

3D打印的應(yīng)用范圍之廣讓人難以置信,。助聽(tīng)器和戰(zhàn)斗機(jī)上科技含量較高的零件已經(jīng)可以按個(gè)性化定制的形狀打印出來(lái),。供應(yīng)鏈的地理格局也將轉(zhuǎn)變。在沙漠中央工作的工程師發(fā)現(xiàn)自己缺少某件工具,，他不必再讓人從離他最近的城市送來(lái),，只要簡(jiǎn)單地下載工具設(shè)計(jì)圖然后把工具“打印”出來(lái)即可。工程項(xiàng)目因需要一套工具而被迫中止,，顧客抱怨他們?cè)僖舱也坏街�前買過(guò)的備用零件,，這樣的日子或許有一天將一去不復(fù)返。

其他的變化也差不多如此,。新型材料比舊材料更輕,，強(qiáng)度更大，更耐損耗,。從飛機(jī)到山地車,，碳纖維正在取代鋼鐵和鋁，成為制造這些產(chǎn)品的主要材料,。新技術(shù)使工程師可以用很小的尺寸塑造物品,。納米技術(shù)讓產(chǎn)品的功能變強(qiáng)，如止血的繃帶,、效率更高的引擎和更易清潔的瓷器,。因特網(wǎng)讓更多的設(shè)計(jì)師可以合作開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，因此設(shè)計(jì)的門(mén)檻正在降低（注：即分布式工作及商業(yè)模式）,。當(dāng)年福特需要花很多錢(qián)來(lái)建造他那間位于胭脂河（RiverRoug）旁的龐大工廠,，而他的現(xiàn)代同行們除了一臺(tái)筆記本和發(fā)明的渴望之外，幾乎可以從零開(kāi)始,。

就目前的情況而言,，盡管像3D打印這樣的“增材制造”尚未達(dá)到造出一輛汽車或者一部iPhone手機(jī)的程度，但它已被用來(lái)生產(chǎn)汽車的個(gè)性化部件或者為客戶定制iPhone手機(jī)內(nèi)外殼,。盡管這是一個(gè)相對(duì)稚嫩的技術(shù),，但大多數(shù)人或許已經(jīng)擁有在3D打印機(jī)協(xié)助下生產(chǎn)的產(chǎn)品了。它可能是一雙鞋子,，在批量生產(chǎn)前作為一種設(shè)計(jì)原型被實(shí)體印制出來(lái),。它或許是一部助聽(tīng)器，為個(gè)人定制以適合使用者的耳型,。它甚至有可能是件首飾,，由3D打印機(jī)澆鑄成型或者采用越來(lái)越多的可打印材料直接做成,。

“增材制造”只是引領(lǐng)未來(lái)制造業(yè)的眾多突破之一，傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備正變得更智能化,，更具柔性,。大眾汽車公司已經(jīng)推出了一項(xiàng)全新的生產(chǎn)戰(zhàn)略——橫置發(fā)動(dòng)機(jī)模塊化平臺(tái)，簡(jiǎn)稱MQB,。通過(guò)對(duì)某些部件如發(fā)動(dòng)機(jī)掛接點(diǎn)的參數(shù)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化,，這家德國(guó)汽車制造商有望在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)所有的模件。今年,，大眾汽車公司已經(jīng)引進(jìn)了這項(xiàng)工藝,，且進(jìn)展迅速，十年之內(nèi)將有更多新車型面世,。最終它將使美國(guó),、歐洲和中國(guó)的分廠能夠根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的要求生產(chǎn)本土化的車輛。

隨著直接從事制造行業(yè)的人數(shù)的減少,，勞動(dòng)力成本在整個(gè)生產(chǎn)成本中的比例也將隨之下降,。這將鼓勵(lì)制造商將一部分制造行業(yè)遷回發(fā)達(dá)國(guó)家。（注：發(fā)達(dá)國(guó)家的靠知識(shí)和先進(jìn)制造技術(shù),，將重新顛覆發(fā)展中國(guó)家的廉價(jià),、低環(huán)保制造業(yè)優(yōu)勢(shì)。對(duì)中國(guó),，是機(jī)遇,，也是危機(jī)。）

由于自動(dòng)化的銑床能夠互換部件,，進(jìn)行多維切割,，能夠“感知”故障，再加上裝有視覺(jué)和其他知覺(jué)系統(tǒng)的機(jī)器人,，工廠的生產(chǎn)效率可以大幅度提升,。日產(chǎn)汽車位于英國(guó)桑德蘭的工廠建于1986年，目前是歐洲生產(chǎn)效率最高的汽車廠之一,。1999年,，它雇傭4594名員工，共生產(chǎn)了271157輛汽車,。2011年,，該廠制造了480485輛汽車，是英國(guó)產(chǎn)量最高的汽車廠,，而它的員工只有5462名,。

勞斯萊斯是英國(guó)的一家企業(yè)，它生產(chǎn)噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)和其他動(dòng)力系統(tǒng),，其工程與技術(shù)部門(mén)主任科林·史密斯稱,，“我們不能指望使用過(guò)時(shí)的手動(dòng)工具生產(chǎn)現(xiàn)代化的部件，廠大人多的時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返了”,。

隨著直接從事制造行業(yè)的人數(shù)的減少,，勞動(dòng)力成本在整個(gè)生產(chǎn)成本中的比例也將隨之下降。這將鼓勵(lì)制造商將一部分制造行業(yè)遷回發(fā)達(dá)國(guó)家,，因?yàn)樾录夹g(shù)使得制造商能更快地適應(yīng)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)需求的變化,，而且成本更為低廉。

產(chǎn)品制造的原材料也在發(fā)生變化,。例如,，不管是山地自行車還是大型客機(jī)的生產(chǎn)，碳纖維復(fù)合材料正在逐步取代鋼鐵和鋁,。再過(guò)些時(shí)日,，甚至連制造設(shè)備都有可能不再是機(jī)器了，而是由經(jīng)過(guò)基因工程改造后的微生物來(lái)完成,。

未來(lái)工廠的一切都將由智能軟件操縱,。制造行業(yè)的數(shù)字化將會(huì)跟已經(jīng)完成數(shù)字化的其他產(chǎn)業(yè)一樣，產(chǎn)生斷裂效應(yīng)（disruptive effect）,。這些已經(jīng)完成數(shù)字化的產(chǎn)業(yè)包括辦公設(shè)備,、電信、攝影,、音樂(lè),、出版和電影等行業(yè)。這種效應(yīng)將不會(huì)局限在大型制造商中間,。事實(shí)上,，這些大企業(yè)應(yīng)當(dāng)未雨綢繆，因?yàn)檫@種即將完成的技術(shù)將會(huì)使中小企業(yè)甚至個(gè)體企業(yè)家變得更具有競(jìng)爭(zhēng)力,。產(chǎn)品創(chuàng)新將會(huì)更為容易,，成本更低。提供3D打印和類似于臉譜（Facebook）的其他生產(chǎn)服務(wù)的社區(qū)已經(jīng)在網(wǎng)上興起——這是一種新的現(xiàn)象,，可以稱之為社會(huì)化生產(chǎn),。

生產(chǎn)方式像個(gè)輪子一樣兜了個(gè)圈又回到了原點(diǎn)，從大規(guī)模生產(chǎn)方式又轉(zhuǎn)到了更加個(gè)性化的生產(chǎn)方式,。未來(lái)的工廠將更關(guān)注個(gè)性化定制以上所有變革的結(jié)果將促成第三次工業(yè)革命,。由于采用了新材料、全新的生產(chǎn)工藝,、易操作的機(jī)器人,，以及在線制造協(xié)作服務(wù)的普及，制造業(yè)小批量生產(chǎn)變得更加劃算,，生產(chǎn)組織更加靈活,，勞動(dòng)投入更少,。生產(chǎn)方式像個(gè)輪子一樣兜了個(gè)圈又回到了原點(diǎn)，從大規(guī)模生產(chǎn)方式又轉(zhuǎn)到了更加個(gè)性化的生產(chǎn)方式,。這一轉(zhuǎn)變反過(guò)來(lái)將會(huì)把制造業(yè)的某些就業(yè)崗位帶回發(fā)達(dá)國(guó)家,，這些工作崗位一度被發(fā)達(dá)國(guó)家丟棄至新興世界。

第一次工業(yè)革命始于18世紀(jì)晚期英國(guó)的紡織業(yè)機(jī)械化,。在工業(yè)革命以前,，紡織業(yè)工作種類繁雜，需要許多工人在數(shù)百間紡織工坊里面手工完成,，后來(lái)工作都集中到一間紡織廠里面,，工廠就這樣誕生了。第二次工業(yè)革命始于 20世紀(jì)早期,，那時(shí)候亨利·福特發(fā)明了裝配流水線,，迎來(lái)了大規(guī)模生產(chǎn)的時(shí)代。前兩次工業(yè)革命讓人們更加富裕,，同時(shí)使得人口更加向城市集中�,，F(xiàn)在第三次工業(yè)革命正在展開(kāi)，制造業(yè)正往數(shù)字化的方向發(fā)展,。這次革命不僅將改變商業(yè),，還將改變除商業(yè)外的許多行業(yè)。

一些令人注目的科學(xué)技術(shù)正走入公眾視線,，如智能軟件,、新型材料、更靈敏的機(jī)器人,，新型加工（尤其是三維打�,。┖鸵幌盗谢�于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。過(guò)去的工廠是基于生產(chǎn)大量同一產(chǎn)品這一理念而運(yùn)作的,。正如福特說(shuō)過(guò)一句著名的話,，他說(shuō)買汽車的人可以給車涂上任何他們想要的顏色，只要是黑色就可以,。但是生產(chǎn)品種花樣更多的小批量產(chǎn)品的成本正在降低,，這些產(chǎn)品每項(xiàng)都是按照顧客的奇思妙想定制的。未來(lái)的工廠將更關(guān)注個(gè)性化定制——比起福特的裝配生產(chǎn)線,，這看起來(lái)更像是紡織工人的小屋,。

這場(chǎng)革命不僅將影響到如何制造產(chǎn)品，還將影響到在哪里制造產(chǎn)品,。在未來(lái)人們要想從事制造業(yè),，需要掌握更多的技能像所有的革命一樣，這一場(chǎng)革命將是破壞性的。數(shù)碼技術(shù)將給媒體業(yè)和零售業(yè)帶來(lái)巨大的沖擊,，這就好比紡織廠讓手工織布機(jī)退出舞臺(tái),、福特的T型老爺車讓蹄鐵匠失業(yè)那樣。許多人看到未來(lái)的工廠會(huì)感到震驚,。未來(lái)的工廠不會(huì)有積滿灰塵的機(jī)器,，機(jī)器邊上也不會(huì)站著滿身是油污穿工裝褲的工人。工廠里面的機(jī)器將非常干凈,，而且?guī)缀醵际菬o(wú)人看管的。一些汽車制造商比起約十年前,，已經(jīng)能以同樣的人力生產(chǎn)兩倍數(shù)目的汽車,。大多數(shù)工作將不在工廠現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，而是在附近的辦公室里面,，辦公室里滿是設(shè)計(jì)師,、工程師、IT專家,、物流專家,、市場(chǎng)專員和其他領(lǐng)域的專業(yè)人員。在未來(lái)人們要想從事制造業(yè),，需要掌握更多的技能,。

這場(chǎng)革命不僅將影響到如何制造產(chǎn)品，還將影響到在哪里制造產(chǎn)品,。過(guò)去,，工廠常搬到低工資的國(guó)家以降低勞動(dòng)力成本。但勞動(dòng)力成本的重要性日漸降低：一臺(tái)售價(jià)499美元的第一代iPad,，只有33美元是加工勞動(dòng)力成本,，而最終在中國(guó)裝配的成本只占8美元。越來(lái)越多的國(guó)外生產(chǎn)項(xiàng)目遷回發(fā)達(dá)國(guó)家,，這不是因?yàn)橹袊?guó)工資成本在上升,，而是因?yàn)檫@些公司想貼近客戶，以更快地應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的變化,。并且,，因?yàn)橐恍┊a(chǎn)品很精密，所以讓設(shè)計(jì)人員和生產(chǎn)人員在同一個(gè)地方更有利于溝通,。波士頓咨詢集團(tuán)預(yù)計(jì),，在諸如運(yùn)輸、電腦,、金屬制品和機(jī)械制造等領(lǐng)域,，美國(guó)有10%—30%的產(chǎn)品從中國(guó)進(jìn)口，而到2020年這些產(chǎn)品全部可以在美國(guó)本土制造，使美國(guó)出口總值每年增加 200億到550億美元,。

消費(fèi)者將毫無(wú)困難地適應(yīng)一個(gè)產(chǎn)品更好,、交貨更迅捷的新時(shí)代。然而,，各國(guó)政府要適應(yīng)這一時(shí)代則相對(duì)較難,。政府會(huì)本能地保護(hù)現(xiàn)有的行業(yè)和企業(yè)，對(duì)老的工廠給予大量補(bǔ)貼,。對(duì)于他們認(rèn)為會(huì)盛行起來(lái)的新技術(shù),，將花費(fèi)數(shù)十億美元予以支持。他們還持有一種想法,，即制造業(yè)遠(yuǎn)比服務(wù)業(yè)重要,，更別提金融業(yè)了。然而事實(shí)上,，制造業(yè)與服務(wù)業(yè)的界限正變得模糊,。勞斯萊斯不再賣飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)了，它賣的是每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際推動(dòng)飛機(jī)在天空飛行的小時(shí)數(shù)�,，F(xiàn)在大量的企業(yè)家能在網(wǎng)上與那些特立獨(dú)行的技術(shù)怪才交換設(shè)計(jì)圖,，然后在家里把它們變成產(chǎn)品，接著把這些產(chǎn)品賣遍全世界,。隨著這場(chǎng)革命的迅猛發(fā)展,，政府應(yīng)該堅(jiān)持做好一些基礎(chǔ)性的事情：提供更好的學(xué)校教育以培養(yǎng)高素質(zhì)的勞動(dòng)力，對(duì)所有企業(yè)界定清晰的游戲規(guī)則,，并為它們提供公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境,。（注：國(guó)家計(jì)劃主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)政策，將遭遇更多的麻煩,，不改變國(guó)家主導(dǎo)的追趕型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,，注定擺脫不了跟在自由創(chuàng)新的發(fā)達(dá)國(guó)家的屁股后面的命運(yùn)。）