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传统制造业供应链给予3D打印的机遇和挑战 

2020-01-12 21:41 发布

3D打印行业资讯 /[市场] /转载 3D科学谷
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作者:赵华
“晚上七点客户联系确定设计,八点开始3D打印加工到十二点,凌晨一点跨城寄出,早上八点到达千里之外用户的手中”。最近的一篇文章让每天在制造之都发生的故事重新引起关注,让无数人惊叹,也再次为制造业离不开中国的说法注入了自豪之情。
与此同时,此类现象引出的一个问题却有意无意被忽略:有这么快速的工程原型设计及制造响应服务,中国的科技企业在多大程度上受益于此提升核心技术预研和高附加值产品开发能力。
      3D打印对供应链带来的改变是直观的:一方面,我们可以大胆利用这一轮全球范围内设计摆脱束缚重新变革的浪潮,寄希望更多行业的原创产品向价值链的上游拓展;另一方面,在原有的基础上,我们还可以稳妥的将3D打印定型为一种对传统生产加工方式的快速替换,而继续专注于供应链成本和效率的极致优势。

3D打印与数字制造带来全球范围内价值链与供应链的不可逆改变

      在工程技术领域,绝大多数的产品开发都要经历从市场调研、产品定义、原型设计与验证、试生产到批量制造、上市后的服务维护直至被新产品逐渐替代的过程,这一过程被称之为产品生命周期。这个周期在不同行业、不同市场中出现、时间跨度是几个月,或者是数年乃至更长不等。
这个过程中企业(OEM)的核心竞争力与利润往往集中在某些特定擅长环节,称之为价值链的关键。
而随着过去几十年全球制造业的分工布局,越来越多的企业将市场销售/研发设计与生产组装/采购物流等环节剥离开来,后者形成一个以代工厂(CM)及多级供应商为代表的完整跨行业供应链系统。这种制造环节高效,但是在生产效率的PK达到无与伦比的精益化程度后,促使OEM企业更多投入在市场营销与技术研发领域,以挖掘在非生产环节的核心价值,并区别于竞争对手。

      3D打印,特别是工业3D打印在过去三年的技术突破和需求爆发,很大程度上正是顺应了这种需求:给面向最终用户的产品提供更多快速创新,个性化定制化的可能,以及给企业 (OEM)带来重新解放设计变革性提高产品性能的基础。前端企业的设计采用了3D打印带来新一代产品后,这又反向要求后端的生产制造环节加快采用3D技术的步伐,以满足量产需求。需要注意的是,我们常常容易低估这种由于基础技术突破和先行者的积极采纳,而给各行各业带来的累积影响,直至其成为行业共识而变成难以逆转的局势。
完善的传统供应链基础—对于3D打印应用接纳的挑战。

      工欲善其事,必先利其器。正是由于对于制造业趋势的洞悉,过去几年,多数国家在各自的先进制造业转型计划中,都将3D打印与数字制造列为基础学科,将它作为提升各行各业技术进步的重要工具。但是受到起始因素及比较优势影响,在实际采纳与应用路径上却慢慢显示出了清晰的不同:
在以德国和日本为代表的国家,传统的制造业一级供应商或者方案集成商成为了3D打印助推的一支重要力量。这很大程度上是由于生产制造本身多数在其他国家进行,本地的供应商/服务商在多年积累中已经与企业客户(OEM)在上游研究设计和验证上有了深度的融合,以获得附加值利润的共享,成为了新技术前瞻性应用的重要力量。

      而在美国工程技术行业,在此之上企业很多时候会通过公司内部设立新的边缘创新部门来独立于传统决策流程,进行更灵活的研发探索,以推动新技术到新产品的开发。
这些情况虽有些许不同,但这些国家的共通点是,由于制造组装和供应链本身不在本国进行,反而在采纳新技术时容易凝聚共识。将3D打印突破点选择在技术本身所能带来的设计性能提升,以最大化企业在市场上的长期竞争力。
与此相反,我国做为制造业全球最大的市场,做为全世界唯一拥有联合国产业分类当中全部工业门类的国家,拥有着全球最完善的多级供应链体系,也逐渐形成了对于不同工艺甚至不同组件各司其职的专业分工。

      这一传统制造最强的优势,在新技术的采纳吸收上反而容易由于受益主体和标准不明确而形成空档期,以至目前市场上3D打印服务行业热火朝天,细分行业应用领域创意百家争鸣,却暂时很少见端到端用增材制造解决工程整体从设计到生产制造的规模使用案例。
不过让整个行业欣喜的是,过去的一年里我们看到3D打印在国内市场的应用部件迅速上升到千万件量级,其中的很多部分经历了从原型到小批量试生产的产品生命周期。随着从设计师、工程师、产品经理、代工厂、供应商, 每一位个体受益于增材制造技术所带来的快速、经济、环保、新设计,这项技术在终端制造的应用也自然水到渠成。

只争朝夕—从制造大国到先进数字制造强国

3D打印与数字制造不是这些年来我国制造业引入的首类变革新技术,也不会是最后一项。工业机器人、传感器及数据分析等等,在进入初期都经历了类似的挑战,短期投入与中长期回报的平衡,开发主体在设计企业、代工厂和供应商之间的平衡,在初期得到了验证后都迅速在庞大的制造业市场呈现了指数级的增长,而最终带来了制造业整体竞争力的提升。
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制造业微笑曲线。来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Smiling_curve
      同样的作为第四次工业革命的关键技术, 3D打印的积极采用也将助力于制造业。随着越来越多的国内企业希望有自己的核心技术,走向正向设计的道路,这些企业正在从微笑曲线的底部向两端呈现转型上升的发展趋势。

      随着正向设计与3D打印优势的结合、人工智能与工艺开发的结合、数字孪生与生产控制的结合,这些因素积极的推动3D打印与产业化的深度结合,将整个价值链沿微笑曲线的两端延伸,这也将助力国内的创新型企业推动我国实现从制造大国到强国的顺利转变。

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