《3D打印：從想象到現(xiàn)實(shí)》在線閱讀第3章 靈活制造：既好，又快，還省

《3D打�。簭南胂蟮浆F(xiàn)實(shí)》第3章 靈活制造：既好，又快，還省

在我常去的汽車修理店的收銀處有一個(gè)標(biāo)簽，上面寫(xiě)著：“我們可以為你做得又好、又快或者又便宜。請(qǐng)選擇其中任意兩個(gè)�！边@句玩笑話真是言簡(jiǎn)意賅。但是，如果汽車修理店是錯(cuò)的又會(huì)怎么樣？

在地球的另一邊，一家遙遠(yuǎn)的牙刷廠生產(chǎn)兒童牙刷，售價(jià)10美分。這家工廠采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備并且雇用高級(jí)技術(shù)人員。這聽(tīng)起來(lái)不錯(cuò)，像是高品質(zhì)的配置。工廠每天的牙刷產(chǎn)量在30萬(wàn)把以上，生產(chǎn)速度很快。

難道是汽車修理店錯(cuò)了么？也許你可以把它又好、又快、又便宜地修好，沒(méi)有必要舍棄其中之一。但也許汽車修理店沒(méi)有錯(cuò)，我們第一眼所見(jiàn)僅僅是冰山一角。

大規(guī)模生產(chǎn)往往涉及隱性成本，還可能延遲交貨。如果你從企業(yè)全局的角度考慮而不是從消費(fèi)者的角度考慮，大規(guī)模生產(chǎn)成本并不低。將設(shè)計(jì)概念轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品，這一過(guò)程也不是特別快。如果你想要的并不是萬(wàn)金油似的各種場(chǎng)合都可以使用的產(chǎn)品，那么大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品也不是特別好。

小批量地大規(guī)模生產(chǎn)？矛盾！銷售給消費(fèi)者的最終產(chǎn)品價(jià)格越低，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)批量銷售就越重要。這就是為什么牙刷廠為了收回小批量生產(chǎn)的投資，大批量銷售其大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品，最小的訂購(gòu)量高達(dá)28 000把牙刷。

另一個(gè)隱性成本是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。工廠的生產(chǎn)是殘忍的，將設(shè)計(jì)概念轉(zhuǎn)換成可以大規(guī)模生產(chǎn)并獲得收益的難度與將一部復(fù)雜的小說(shuō)改編成電影差不多。即使是一把簡(jiǎn)單的塑料牙刷的設(shè)計(jì)（在計(jì)算機(jī)上看起來(lái)很好），在塑料成型過(guò)程中承受工業(yè)強(qiáng)度的壓力時(shí)，結(jié)果也難以預(yù)測(cè)。經(jīng)濟(jì)規(guī)律同樣無(wú)情，新的設(shè)計(jì)理念被迫在產(chǎn)品質(zhì)量和制造成本之間進(jìn)行權(quán)衡。

工廠和生產(chǎn)線是大規(guī)模生產(chǎn)相同產(chǎn)品的理想方式。然而，這樣生產(chǎn)的成本并不低，甚至簡(jiǎn)單的塑料制品大規(guī)模生產(chǎn)的背后也存在很多看不到的成本。企業(yè)必須雇用技術(shù)精湛的技術(shù)人員和工程師，準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的產(chǎn)品，校準(zhǔn)工廠的機(jī)器和監(jiān)督裝配生產(chǎn)線。

想又好又快地生產(chǎn)產(chǎn)品，又想壓低制造成本，這是一個(gè)困境，核心在于被稱為“規(guī)模經(jīng)濟(jì)”的基本經(jīng)濟(jì)規(guī)律。規(guī)模經(jīng)濟(jì)是支持現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)的無(wú)形力量，是使大規(guī)模生產(chǎn)有利可圖的經(jīng)濟(jì)規(guī)律。

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規(guī)模經(jīng)濟(jì)在降低大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品消費(fèi)價(jià)格的同時(shí)增加了企業(yè)利潤(rùn)。然而，為了收回前期在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的投資，企業(yè)必須出售大量相同的產(chǎn)品，只有這樣才能從最初的投資中獲益。

大規(guī)模生產(chǎn)極大的隱性成本之一是犧牲產(chǎn)品的多樣性。為了獲取規(guī)模經(jīng)濟(jì)收益，企業(yè)必須經(jīng)得住改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)的誘惑，除非有大量的市場(chǎng)機(jī)會(huì)能夠確保投資有利可圖。每一次設(shè)計(jì)的改變，每個(gè)小小的升級(jí)或變化，都會(huì)觸及底線。

大規(guī)模生產(chǎn)不能同時(shí)為企業(yè)和消費(fèi)者提供又好、又快并且便宜的產(chǎn)品，那么工匠生產(chǎn)又會(huì)怎樣呢？熟練的工匠小批量生產(chǎn)定制的產(chǎn)品-無(wú)須裝配線也不必投資建設(shè)所需要的工廠，工匠也不雇用熟練的設(shè)計(jì)師、工程師和技術(shù)員。如果一個(gè)設(shè)計(jì)概念在制成產(chǎn)品后被證實(shí)存在致命的缺陷，工匠可能需要承擔(dān)材料浪費(fèi)的成本。然而，由于只生產(chǎn)了一個(gè)有缺陷的產(chǎn)品，工匠能夠快速調(diào)整最初的設(shè)計(jì)，這就避免了扔掉上百個(gè)（或者上千個(gè)）有缺陷的產(chǎn)品所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。工匠生產(chǎn)的缺點(diǎn)是不具規(guī)模。

兼具大規(guī)模生產(chǎn)和手工生產(chǎn)的特征

大規(guī)模生產(chǎn)具有高效優(yōu)勢(shì)，能夠增加企業(yè)利潤(rùn)、降低消費(fèi)價(jià)格，然而規(guī)模經(jīng)濟(jì)也對(duì)產(chǎn)品的多樣化和定制化產(chǎn)生了負(fù)面影響。相反，工匠能輕松生產(chǎn)多樣化和定制的產(chǎn)品，但是產(chǎn)出量比較小。3D打印技術(shù)提供了一條融大規(guī)模生產(chǎn)和手工生產(chǎn)于一體的新途徑。

當(dāng)首次發(fā)現(xiàn)鴨嘴獸時(shí)，探險(xiǎn)家們認(rèn)為這是一個(gè)騙局，以為是一個(gè)愛(ài)開(kāi)玩笑的人在一只毛茸茸的動(dòng)物身上粘貼了鴨子嘴、有蹼的腳和袋鼠的育兒袋。3D打印就是制造業(yè)的鴨嘴獸，將精準(zhǔn)的數(shù)字技術(shù)、工廠的可重復(fù)性和工匠的設(shè)計(jì)自由結(jié)合在一起。

就像工廠里的機(jī)器一樣，3D打印機(jī)也是自動(dòng)化的。數(shù)字設(shè)計(jì)文件會(huì)簡(jiǎn)潔地接收生產(chǎn)特定產(chǎn)品的指令，然后為3D打印機(jī)的各個(gè)步驟提供指導(dǎo)。這個(gè)過(guò)程可以保存下來(lái)或通過(guò)電子郵件發(fā)送到其他任何地方。

就像工匠能生產(chǎn)多種產(chǎn)品一樣，3D打印機(jī)具備多種用途。一臺(tái)打印機(jī)可以制造出各種各樣的產(chǎn)品，并且無(wú)須大量的前期投資。在3D打印機(jī)上打印1 000個(gè)不同的產(chǎn)品與打印1 000個(gè)相同的產(chǎn)品，成本是一樣的，定制的成本幾乎消失。

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盡管具有這些優(yōu)勢(shì)，3D打印制造業(yè)并不具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)。像任何極端的個(gè)性特征一樣，事實(shí)上，3D打印未能提供規(guī)模經(jīng)濟(jì)是其最大的弱點(diǎn)，但同時(shí)也是其最大的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一個(gè)靠大生產(chǎn)規(guī)模獲取邊際利潤(rùn)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)非常重要。然而，如果一家企業(yè)的商業(yè)模式是銷售少量獨(dú)特的、不斷變化的或者定制的、具有高邊際收益的產(chǎn)品，那么3D打印產(chǎn)品（像鴨嘴獸）代表了革命性的飛躍。

3D打印和設(shè)計(jì)技術(shù)使得設(shè)計(jì)與制造更靈活，小企業(yè)也能獲得之前只能由全球性企業(yè)掌握的強(qiáng)大工具。財(cái)力雄厚的企業(yè)配備一臺(tái)3D打印機(jī)和設(shè)計(jì)軟件，就能夠提供此前只有大企業(yè)內(nèi)部的設(shè)計(jì)和工程部門(mén)才能提供的高端服務(wù)。

在為創(chuàng)作本書(shū)進(jìn)行研究的過(guò)程中，我們了解到，3D打印正在之前的制造地區(qū)（紐約州北部和部分中西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)衰退地區(qū)）萌芽。那里的企業(yè)員工很多是以前解散的地方制造工廠的工人，當(dāng)在外包生產(chǎn)和工廠自動(dòng)化雙重沖擊下失去工作的時(shí)候，這些失業(yè)的工人面臨著一個(gè)艱難的選擇：是去其他地方尋找工作，還是留下來(lái)設(shè)法工作？

過(guò)去，沒(méi)有哪一家小企業(yè)能夠買得起一臺(tái)工業(yè)用3D打印機(jī)和一臺(tái)強(qiáng)大的、能夠運(yùn)行工業(yè)設(shè)計(jì)軟件的計(jì)算機(jī)。這種情況正在改變。我們參觀的一家小公司由一個(gè)經(jīng)歷了西部制造業(yè)輝煌的人建立，我們叫他“邁克”（這不是他的真名，因?yàn)樗�的家庭不想他們的企業(yè)被別人認(rèn)出）。邁克的公司為當(dāng)?shù)靥峁┕こ淘O(shè)計(jì)、快速成型和3D打印服務(wù)。

為了了解更多，我們拜訪了邁克。開(kāi)車穿過(guò)衰退地區(qū)是一種發(fā)人深省的體驗(yàn)。在去邁克公司的路上，州際高速公路關(guān)閉了，手機(jī)服務(wù)也停了。當(dāng)?shù)厝艘呀?jīng)搬走，只留下空蕩蕩的城鎮(zhèn)，整個(gè)城鎮(zhèn)在日益萎縮的稅收基礎(chǔ)上勉強(qiáng)維持。

車窗外是風(fēng)景如畫(huà)的鄉(xiāng)村景觀，起伏的丘陵、破舊的紅色谷倉(cāng)和成群的奶牛。兩車道公路穿過(guò)不斷流失人口的小城鎮(zhèn)。我們的頭腦中不斷思考著“留下來(lái)的人們?nèi)绾沃\生”等問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)的車程，我們到達(dá)了邁克公司的總部。邁克在門(mén)口迎接我們，把我們領(lǐng)進(jìn)了地下室的車間和設(shè)計(jì)工作室。在這個(gè)半車間半辦公室的地方，這家小公司的總部看起來(lái)并沒(méi)有倉(cāng)儲(chǔ)式生產(chǎn)的嘈雜和規(guī)模。房間里燈火通明，幾臺(tái)計(jì)算機(jī)放置在房間角落的桌子上�？繅Ψ胖�一張臺(tái)球桌，像大多數(shù)臺(tái)球桌一樣，上面堆了一些盒子和未使用的產(chǎn)品。

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