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《经济学人》封面文章:颠覆性的新制造术

  2011-03-12

《经济学人》封面文章:颠覆性的新制造术

2011-02-21 13:51 雅虎财经 我说两句(加入讨论) 转发至

《经济学人》2011年2月12日刊封面图片

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最新一期的英国《经济学人》于2011年2月12日正式出刊。本文标题为“颠覆性的新制造术”。文章介绍了一种能够改变未来世界的新制造科技。

18世纪末的工业革命使得大规模生产商品成为可能,同时也带来了以众人没有想象到的方式改变经济和社会的规模经济的概念。现在一种反向概念的新制造科技也已出现。一种三维印制方式(three-dimensionalprinting)能够实现像规模经济那样,低成本地制造出单件产品,它由此削弱了原有概念。新科技可能会像早期工厂那样对整个世界带来深远影响。

其工作过程如下。首先从电脑中调取欲加工部件蓝图,然后修正外观和调整色泽。接下来的工作就是按动打印键。电脑傍的加工设备会马上对加工指令进行处理,有条不紊地按照既定步骤完成产品加工。加工的内容既可以是从喷嘴中不断向外喷注的材料,也可以使用胶液或高聚光源,有选择地固化加工件表面的塑料(12740,-100.00,-0.78%)或金属微粒镀层。由于以每次增添一层,不断在加工件表面堆积材料的方式完成产品加工,因此新科技又被称为添加式制造(additivemanufacturing)。

像汽车零部件、灯罩,甚至一把小提琴一类产品最终可轻易地用此方法制出。新科技的美妙之处在于,它无需注定要在工厂应用。一些小物件甚至可用在办公室、店铺,甚至家中的,类似于台式打印机大小的设备完成,而在制作自行车零部件、一些汽车外板、飞机零部件时,则需要尺寸更大的加工设备和更大的加工空间。

这种加工工艺目前仅适用于像塑料、树脂和个别金属类的特定材料,其加工精度约为十分之一毫米。如同上世纪70年代末的电脑信息处理技术(computing)一样,这种新科技在当今还只是少数科研和工业领域的工作者的宝物。但像此前的计算技术一样,随着新科技高效地改善和降低成本,其应用领域在快速扩大。目前,一台名为制作者(fabricator)或"fabber"的最普通的3D打印机价格,低于1985年时一台激光打印机的价格。

以添加方式制作产品有数个比传统方式更大的优势。它可省去生产线而节省成本。它所需的加工材料少到仅及传统方式的十分之一,由此大量减少了原材料的浪费。它能制造的形状是传统技术根本无法企及的,由此使得像飞机机翼,热交换器之类产品设计实现新的更高效方式。它同样也可快速,以更低成本制作单件产品,并能做到在对设计略加修改后制成差异化的产品。

3D打印机(3Dprinters)在前30年间主要用于航天、医疗和汽车工业的模型制作。一旦设计定型,仍要使用传统的生产线、零部件加工和装配方式。然而,3D印制工艺(3Dprinting)已完善到开始用于直接生产成型的产品。它现在在制作约1000个零部件的批产量上可与注塑模型生产方式直接竞争,随着它进一步走向成熟,批产量会变得更大。由于新方法对每件产品进行单独加工,而不是靠每一工序使用另一套模具,因此,产品的小修改不会增加额外成本。总之,今后在从鞋、眼镜和厨房用具等各种产品上,大规模定制化(mass customisation)最终要超越规模化生产方式(massproduction)。

通过降低进入加工业的门槛,3D印制工艺也应能推动创新。只要电脑能设计出产品,人们就应能把它制作出来。通过先尝试性地制作少量的商品,让使用者进行评价和提出改进意见后,再利用他们的反馈调整设计进行量产。这对发明者和创业型企业必定是福音,因为尝试新品会变得风险更小、代价更低。如同开放源编程者共享软件代码进行协作一样,工程师们在产品和其他硬件制作上也开始采用开放性设计进行协作。

影响力如此深远的科技进步将重新界定制造业的经济原理。有人相信,新科技将会使得制造业彻底摆脱集中式管理模式,逆转伴随工业革命出现的都市化。按此逻辑推,各个村庄在拥有能够加工所需产品的制作者(fabricator)系统时,人们将不再需要工厂。由此带来的城市经济和社会受益会远超过它们作为吸引工人来操作生产线和装配线的作用。

但是,有人认为,新科技减少工人的做法将削弱低成本、低工资国家的优势,让制造业重新回到发达国家。这种结果有可能出现,但亚洲制造业者也会像吸收这种新科技的其他地方一样来巩固自己的地位。若即使3D印制工艺能把制造业带回发达国家,但它也不会创造多少新的就业机会,因为它是一种比传统方式使用人工更少的新科技。

这种新科技不仅有重新分布资本和工作的含义,而且还涉及到知识产权规则。当数字文件描述了有关物品时,它们更易于被拷贝和扩散,即更易于偷盗者行窃,就如同音乐产品一样。当新玩具、新鞋的设计蓝图不慎流入互联网时,设计者思想被窃的机会大增。

当然,限制使用3D打印机,以及现行管理IP地址法律应如何适用于盗窃诉讼案的呼声肯定存在。如同开放源代码的软件一样,各种非商业化的新模式也一定会出现。目前仍不清楚的是3D印制工艺究竟是要求收紧,还是放松现行监管法律。若它走向前者会阻碍创新,若退到后者则会鼓励盗窃。这令许多法律界人士在急迫地寻找解决办法。

正如前人无法预料1750年的蒸汽机,1450年的印刷术和1950年时的半导体对未来人类进步所带来的影响一样,想要预见3D印制工艺的长期影响是不可能的。但这项新科技已经走来,且还可能颠覆它所触及到的任何领域。公司、监管者和企业家现在应开始对它的应用做认真思考。眼下至少有一件事非常清楚,3D印制工艺尽管在短期会让商业竞争分出胜负,但它必定扩大工业和想象力的王国。(皖东)

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