羅軍：當3D打印遇上工業4.0
2015-8-27 來源：數控機床市場網 作者：
智能制造將是制造業發展的必然趨勢，是傳統產業轉型升級的必然方向。智能制造時代的顯著特征是信息化、網絡化、自動化、集成化、數字化，是信息技術與互聯網技術在工業領域的深度滲透。未來10年左右，人類社會將進入到智能制造時代。信息化的浪潮可以瞬息改變我們的很多傳統商業模式、生活模式。今天，無論我們是從事傳統制造業，還是新興產業，都有必要正視互聯網和信息技術帶給我們的巨大挑戰。
“工業4.0”已風靡全球
“工業4.0”概念最初在德國學界和產業界的建議與推動下形成，如今已風靡全球，成為投資者耳熟能詳的熱詞。
工業4.0戰略是建立在互聯網和信息技術為基礎的互動平臺上，使更多資源要素和生產要素的整合變得更為方便快捷，并使3D打印技術、數字技術、物聯網、大數據、云計算、智能材料等眾多先進技術融合更加緊密，變得更加智能化、自動化、個性化。它實質上是第三次工業革命的拓展和延伸，是推動第四次工業革命的重要載體，但不是真正意義上的第四次工業革命。
在我國經濟進入新常態的背景下，以3D打印、機器人等新興技術為核心的智能制造將在傳統產業的轉型升級和結構性調整中扮演十分重要的角色，要盡早布局，搶抓產業發展的制高點，才能在下一輪經濟發展中掌握主動權。
未來的產業特征將是平臺產業和平臺經濟，資源整合的工作顯得尤為重要。未來新興技術將不再是單一技術的體現，3D打印、物聯網、互聯網、云計算、大數據、移動互聯網等技術將逐步融合在一個個創新平臺之上，形成如云工廠或夢工廠這樣的組織形式，新技術將使制造變得更加智能，只需要通過選項和配置，就可以在云工廠中實現下單生產，可以說，云工廠是制造業后期的發展方向。
對于我國制造業來說，《汽車工藝師》是個優秀的微信，值得關注。發展工業4.0的路徑應是加緊建立更多新興技術的研發總部、孵化總部和運營總部、創新總部，對新興技術要從高起點切入，像硅谷那樣，成為全球創新中心。提升我國3D打印、機器人及智能裝備產業的競爭力首先應從應用市場入手，搭建更多的開放式應用服務平臺。通過開放式服務平臺，可以有效打開應用市場，讓更多的用戶有機會主動去接觸3D打印、機器人等先進制造技術，從而成為堅實的客戶群體。同時應鼓勵和扶持我國3D打印、機器人及智能裝備企業不斷加快自主創新，增強核心競爭力。
迎接3D打印3.0時代
3D打印技術如何更好地與工業4.0結合，與智能制造結合？對此，我總結了3D打印的發展歷程，并根據不同發展階段的不同特性，劃分了三個階段，也就是3D打印的3.0時代。
第一代3D打印機誕生于80年代中后期，主要是以能夠打印模型為主，到了后期以開發模具為主，逐步演變為快速成型。第二代3D打印機是在最近幾年由快速成型發展到能夠打印出高精度的功能性產品，并在航空航天等領域得到廣泛應用。第三代3D打印機可能在未來10年誕生，是在智能制造的大背景下，將3D打印技術與物聯網、大數據、云計算、機器人、智能材料等其他諸多先進技術結合，成為若干智能制造平臺上的某個部分。
整體來看，3D打印技術2.0時代遠比1.0時代成熟很多，無論是技術層面，還是材料、成本、可操作性、應用面等各個方面都有大幅改善。但是，智能制造已經成為未來制造業發展的必然趨勢，傳統技術和傳統產業與互聯網、物聯網、地理信息網的融合更加緊密。在智能制造時代，個性化定制服務將成為一種常態，各種生產要素與資源要素的整合將上升到一個新的高度。3D打印3.0時代將在未來智能制造過程中發揮重要的引領和支撐作用。
技術進步和創新將是一個長期的業態，3D打印3.0時代不是終點，只是近期的目標和方向。很多專家認為，3D打印技術是最能夠創造奇跡和神話的技術之一，3D打印技術是最有發展前景的技術之一。我們今天的3D打印技術還是一個非常基礎性的技術，盡管我們已經進入到3D打印的2.0時代，能夠打印出我們需要的功能性產品，已經是一個很大的進步。3D打印技術未來還有很長的路要走，發展空間巨大。
3D打印發展需要跨界思維
3D打印技術要真正快速發展，還需要一次顛覆性的蛻變，而跳出現有的為制造而制造的傳統思維框架，才可能實現這樣的蛻變。
智能機器人將會賦予人的功能，具有搜集信息、整理信息、分析信息、處理信息的能力，而且還不需要吃飯睡覺，不需要節假日。如果將機器人的這些優勢與3D打印技術結合起來，3D打印技術將變得更加智能化，自動化程度將顯著提高，將會按照設計好的圖紙自行加工、配送原材料、自我校正、后處理、檢測、包裝……
3D打印技術的未來發展絕不能單靠自身的積累和完善，未來的3D打印技術一定是其他相關技術的集成發展，或者融合發展是一種必然的趨勢。3D打印與創客結合，是一種趨勢。“創客”一詞來源于英文單詞“Maker”，是指出于興趣與愛好，努力把各種創意轉變為現實的人。創客以用戶創新為核心理念，是創新2.0模式在設計制造領域的典型表現。很顯然，3D打印與創客結合，是推廣3D打印的最佳模式。國內外不少創客組織都在使用3D打印機，幫助他們開發新產品和創意新產品，將他們的奇思妙想變為現實。
海爾集團看到了傳統生產模式正面臨嚴峻挑戰，正在全力推動創客計劃，將企業過去長期依賴的設計部門、生產服務部門演變為一個個獨立的服務商。眾多的服務商就是一個個創客組織，為企業提供服務。企業成為為眾多服務商服務的平臺。青島3D打印創新中心總部現在變成“盤谷創客空間”。很多人認為，創客組織對3D打印的應用還是一個比較初級階段的過程，但是，創客組織這個非常活躍的群體一旦發展起來，力量非常巨大。它不僅僅可以推動3D打印技術的推廣應用，對于鼓勵年輕人動手動腦，創新思維模式和推動科技創新，都具有重要的作用。
今天的3D打印機還是孤零零的一臺機械設備的存在，大家還在設法解決速度問題、穩定性問題、材料問題，這些問題都非常重要，但是未來的3D打印機絕對不是今天這個樣子，應是一個個服務平臺。就好比我們今天的智能廚房、智能家居、智能汽車、智能辦公、智能手機、智能電視……智能3D打印機也將為時不遠。
我們規劃3D打印3.0時代，實質就是展望智能3D打印時代，要讓3D打印機的功能更為完善、性能更好、使用更為方便。過去我們通過電腦上網了解信息，現在逐步過渡到移動互聯網階段。而移動互聯網的快速發展，也才剛剛開始。今后，移動互聯網將會在我們生產生活領域全覆蓋，今后每個人一個手機號碼、一個身份證號碼就可以了，全部信息聯網，一個終端平臺。
那么，我們的3D打印機將來如何變得像手機這樣普及？手機終端后面是龐大的互聯網技術團隊和信息技術團隊。因此，我們首先要解決的是3D打印機的信息化改造，才能適應未來移動互聯網和移動信息網絡的全面普及。目前，我們過度重視硬件，忽視軟件建設。要設法讓每一臺打印機都有一個相對強大的后臺支撐，有很多愛好者可以很方便地將他們開發的軟件上傳，能夠聯網到一個個平臺，自動進入各個云端。要給3D打印機安裝一個CPU，這個CPU可以隨時升級，遠程控制，可以自動修復、自動切換、自動與上下游相關配套模塊結合。這基本上就構成了3D打印3.0時代的主要特征。這個時間段大概只需要10年左右的時間。
3D打印發展的幾大趨勢
桌面級3D打印機的普及只是時間問題，最終取決于3D打印機自身的工藝改造和技術完善。幾大趨勢：一是桌面3D打印機將變得更為小巧、便于攜帶，外表上看起來更時尚，幾年后它將會像電腦一樣方便攜帶。第二，觸屏功能、攝像功能、上網功能、自動修復功能一應俱全。第三，打印的精度非常高、打印的材料非常便宜。第四，價格大多控制在3000元人民幣以內，成本大概在1000元人民幣左右。第五，市場空間非常巨大，預計國內市場保有量在2億臺以上，3D打印機進入家庭、進入學校將變為常態。
工業3D打印機的幾大趨勢：第一，平臺化、智能化、系統化。未來的產業形態一定是平臺化趨勢，是眾多先進制造技術的融合發展，3D打印也不例外。第二，對傳統制造業的全面滲透和覆蓋，但僅僅是生產流程和生產工藝中某個環節的應用。（歡迎關注《汽車工藝師》 auto1950 ）第三，隨著技術的進步，穩定性、精密度將不再困難，材料可以全面突破。第四，成本降低以后，將率先在鑄造、模具等行業全面滲透，并在其他領域得到廣泛推進。第五，打印速度將顯著提高，一個激光頭還是兩個激光頭將不再是困擾速度的主要因素。第六，打印機的價格將在三年后下降至少三四成。
生物3D打印機的幾大趨勢：第一，應用面將大大提高，不再僅僅停留在打印牙齒、骨骼修復等方面，打印部分人體器官將成為常態。第二，整個應用推廣的進程相對緩慢，主要取決于各個國家的政策支持程度。第三，復雜的細胞組織和器官的打印還有很多技術難題需要突破。
建筑3D打印機的幾大趨勢：第一，現在的框架結構建筑實質就是運用了3D打印技術的原理。在標準化、批量化建筑領域，3D打印的市場幾乎不會存在。第二，對于一些特殊環境下的建筑需求，將有逐步試行的可能。第三，個性化建筑使用面最廣，但是由于成本因素并不一定具有較大優勢。第四，未來的市場保持謹慎樂觀。但是作為一項新技術，還需要不斷嘗試，去總結和發現。
材料領域的幾大趨勢：第一，目前國際上處于壟斷地位的材料企業還將保持三五年優勢。第二，隨著技術的進步和3D打印技術的不斷優化，材料問題將不再是困擾行業發展的難題。第三，智能材料將異軍突起。智能材料其實也是功能性材料的一種，可以隨著時間、溫度等外部環境的改變而發生變化。第四，可降解的環保材料將占據主流，其他材料將被淘汰。第五、材料的成本將顯著降低。
商業模式的幾大趨勢：第一，設備生產商將與互聯網結合更加緊密。第二，設備生產商將與加工服務商、材料供應商達成戰略聯盟。第三，在工業4.0的推動下，電商結合更加緊密。
以上內容轉自四川日報
（作者系世界3D打印技術產業聯盟執行主席兼秘書長、中國3D打印技術產業聯盟執行理事長秘書長）羅軍
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