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3D打印和社会制造:历史与未来 精选

已有 42982 次阅读 2013-5-25 11:16 |个人分类:科研记事|系统分类:观点评述|关键词:3D打印,社会制造| 3D打印, 社会制造


2012年底,我与同事赴美考察了十余个3D打印和社会制造的相关公司,亲身经历使我深感要精确地把握这一新兴行业的现状与随之即来的发展是一项困难的任务。因此,这里我只能回顾历史,展望未来,抛砖引玉。

二百多年前,瓦特发明了蒸汽机,拉开了近代工业革命的序幕。实际上,瓦特只是改进了蒸汽机的设计;在他之前,其他的工程师和科学家都曾制出过各种工业蒸汽机,最早甚至可以追溯到公元一世纪古希腊数学家希罗(Hero of Alexandria)发明的气转球。

回顾历史,蒸汽机的真正作用其实不在于一种省力的机器,而是在于使机械动力驱动成为主流的社会理念和主要的开发手段。正是这一理念,使人类社会真正地从以开发地表资源为主的农业社会,一步跨入了以开发地下资源为特征的工业社会。

二十年前,MIT的三位研究生萌生了利用普通打印机进行3D打印的想法。今天,许多人认为3D打印机能像二百年前的蒸汽机一样,引发甚至其本身就是第三次工业革命。其实,3D打印与之前的快速成型、快速制造技术一脉相承,目前都是走向加式制造的主要途径和工具,其思想可回溯到一百多年前法国的照相雕塑(Photosculpture)和美国的地貌成形(Topography)等专利技术,甚至回追到远古时代的房舍构建技术。

然而,正如蒸汽机促成第一次工业革命是通过引发人类理念的变革而完成的, 3D打印机要促生新的产业革命,也必须通过诱发新的人类理念转化来实现。问题是:新的理念是什么?

我们认为,这一新的理念如果不直接是社会制造,也一定与社会制造直接相关。社会制造将使得传统的企业转变为能够主动感知并且响应用户大规模定制需求的智能企业,其核心就是主动、实时地将社会需求与社会制造能力有机地衔接起来,从而有效地实现需求和供应之间的相互转化。为此,我们必须把社会搜索、社会计算、社会制造等相关的新兴领域有机地结合起来,将互联网、物联网和物流网与3D打印机组成的社会制造网无缝地连接,通过众包等方式使社会民众充分参与产品的全生命制造过程,促成个性化、实时化、经济化的生产和消费模式,形成新的产业革命。

正如Google依靠大规模的计算机服务器阵列满足人们信息搜索的需求,从而改变人类生活与工作方式一样,我们可以设想未来的3D打印机组成大规模的社会制造阵列,实时方便地满足人类对各种个性化产品的物质需求,使生活和产业中的“长尾效应”常态化,进而更加深刻地改变我们生活的社会;这就是为什么3D打印将改变我们的世界,这就是为什么社会制造将带来一场产业革命的真正原因。

具体而言,3D打印技术可使生产制造从大型、复杂、昂贵的传统工业过程中分离出来,凡是能接上电源的任何计算机都能够成为灵巧的生产工厂;人类将以新的方式合作进行生产制造,制造过程与管理模式将发生深刻变革,目前的制造格局必将被打破。显然,作为今日世界的制造大国之中国将面临严峻的挑战,西方媒体甚至直白地宣称:“天将变了”,“未来的制造业将再次回流到先进发达国家”,“美国制造,出口中国”的新时代即将来临!就连美国总统奥巴马也在上月的国情咨询讲话里特别地强调3D打印技术,全国上下将其视为拯救美国制造业的希望之光。

我们认为,与信息行业的发展历程相比较,快速成型相当于上世纪60年代的专用和大型计算机,而3D打印机则是上世纪70年代的个人PC和苹果台型计算机。令人担心的是,我们在这一新兴领域目前所处的地位,差不多就是半个世纪前我国在世界信息行业所处的地位!

显然,我们必须尽快补上3D打印这一课,但我们切不可忘记信息行业在个人计算机出现之后浪潮般的发展进程:Microsoft的快速崛起,还有随之而来的OracleYahooAmazoneBayGoogleFacebookTwitter,国内的百度、阿里巴巴、QQ和微博等等。以目前的情况判断,3D打印机的核心价值必将展现于社会制造的发展与成熟。社会制造对于制造行业而言,就是信息行业中从MicrosoftAmazon再到GoogleTwitter的一体化合成,可视为虚拟网络世界与真实物理世界的首次完美结合。因此,在关于3D打印机之大量媒体渲染的背后,社会制造才应当是我们关注的要点,否则,我们可能错失良机,一误再误,代价将难以估量。

在社会制造的环境中,消费者与企业通过网络世界能够随时随地参加到生产流程之中,社会需求与社会生产能力将实时有效地结合在一起,“想法到产品(Mind to Product)”,“需求就是搜索,搜索就是制造,制造就是消费”将成为现实。最终意味着生活和产业中的“长尾效应”之常态化。因此,社会制造必将极大地刺激社会需求,同时有效地提升整个社会的参与程度,其直接结果就是社会就业率的大幅度提高。而且,加速发展社会制造产业,不但能够解除我国长期在模具和材料工业落后受制于人的不利局面,还可以使我国蓬勃发展的社会媒体和网络文化得到进一步的升华,使其成为促进社会经济科学发展的有力工具:从被动到主动,从消极到积极。一言蔽之,社会制造对于提高我国制造业的竞争力、加速产业升级和转型、扩大社会内需、繁荣国家经济,具有至关重要的战略意义。

希望像蒸汽机一样, 3D打印机能够通过社会制造的理念和实践,使人类社会再一次从以开发地下资源为主的工业社会,一步跃入以开发“地上”数据和智力资源为特征的“智业”社会,充分发挥人类共同的智力,使数据真正地成为驱动和支撑大数据时代社会发展的“石油”和“黄金”矿藏。


参考文献:

王飞跃,从社会计算到社会制造:一场即将来临的产业革命,中国科学院院刊,第27卷,第6期, 658-669页, 2012年。

 

本文发表在2013年第9卷第4期的《高科技与产业化》杂志37-38页






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