从分布式计算到分布式制造：3D打印模式带来的制造业革命

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十年前，人们不断地升级计算机硬件以达到更快的数据处理能力。如今，分布式计算通过将计算机、手机等终端的数据处理能力集中，形成巨大的能力资源，通过协同完成原先的超级任务。分布式计算把众多的计算机资源通过网络联系在一起，使任何一部普通的计算机都可拥有处理超级任务的计算的能力。这种分布式计算技术改变了传统IT产业的技术基础，将需要巨大计算能力才能解决的问题分成众多小的部分再分配给许多计算机进行处理，它将所有电子产品变成具备无限处理性能的设备，并影响着整个IT产业的格局。　　正如分布式计算对传统IT产业所带来的变革一样，3d打印也将对传统制造业带来新一轮革命。今后几十年，随着3D打印机的普及，部分传统工厂将逐渐消失，生产制造将从大型、复杂、昂贵、冗长的工业过程分离出来，3D打印技术将使得任何计算机都能成为优秀的生产工厂，人们将以新的协作方式进行生产制造，制造过程将发生深度变革，制造业也将因3D打印的技术特点，再次回流到发达国家，“美国制造”将成为可能。　　制造工艺的革新使“中国制造”受到冲击　　3D打印技术原指堆积制造(Additive Manufacturing)技术中的一种，现在普遍被用来描述堆积制造行业。3D打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。可以说，3D打印技术的未来前景无可估量。　　纵观历史，第一次工业革命使工厂替代了手工作坊，用机器替代了手工劳动，同时，蒸汽机为生产提供了更加便利的动力，彻底改变了传统生产方式，生产效率发生了革命性变化。工业革命开创了大机器工业，改变了经济，制造业和贸易得到蓬勃发展。第二次工业革命以电力的广泛应用、装配生产线的出现为标志，在大机器工业内部进行变革，虽没有使生产方式发生根本的变化，但生产效率和产业结构发生了巨大改进，生产力高度集中，规模经济效应得以体现。如今，经历了金融危机的欧美等工业发达国家和地区进一步坚定了“再工业化”的国家战略，纷纷将发展以3D打印为代表的智能制造作为未来重振制造业的重要手段。届时，新的制造工艺将在减少成本、提升效率等方面，对我国传统制造业造成一定冲击。制造模式的变革赋予每个人都具有制造的能力　　3D打印作为智能制造中的一种新的加工工艺，将改变第二次工业革命产生的以装配生产线为代表的大规模生产方式，产品生产从传统的批量化、标准化向个性化、定制化转变，实现生产模式的根本变革。这种新型模式把制造真实产品由以重型设备和密集劳动力为基础的传统制造业转变成为更类似于艺术和软件的分布式模式，即人人都是创造的主体。另外，3D打印也颠覆了传统制造业经济学。大规模生产中最大的开销为前期的工具投入，而且产品越复杂，更改越多，成本也就越高。而3D打印所代表的数字制造则正好相反，制造不同的产品与制造完全一样的产品花费相同;打印各种小部件构成的高精度产品与打印一个普通的塑料块花费相同;在生产开始后修改产品只需要修改原型设计图，生产工具无需任何花费。　　同时，3D打印的推广应用将减少产品推向市场的时间，用户可以通过共享方式下载原型设计图，并根据自身的个性化需求在软件中进行修改，只要在数小时内便可将符合自身需求的个性化产品打印出来，抛弃了传统工厂大规模标准化制造的形式，使产品的生产制造周期大幅缩短，并从工厂向个人延伸。消费者可以将需求直接转化为产品，并使得任何人均能够通过共享和众包(Crowdsourcing)等形式参与产品的设计、改进、宣传、推广、营销等过程，并可分享其产品的利润。换句话说，3D打印所带来的生产模式转变，将开创一个全新的扁平式、合作性的全球手工业市场，而非传统意义上的层级式、自上而下的企业结构。一个由数百万人组成的分布式制造网络代替了从设计到制造在内的所有环节，大幅降低产品的生产成本，从而使数以万计的个人与中小型生产商对传统上处于优势地位的大型生产者提出挑战。　　新模式为企业生产及创新带来无限动力　　传统产品的生产模式，首先由生产商对市场进行调研，然后根据调研结果找出产品的消费需求，再根据需求设计出新产品，最后通过工厂进行统一的批量化制造。而如今，3D打印所形成的分布式制造模式，以用户创造内容为代表，使人人都有能力进行制造并参与到产品全生命周期当中，彻底颠覆传统制造业模式，生产企业也能因此而受益。在产品开发方面，新模式使产品设计、生产制造由原来的以生产商为主导逐渐转向以消费者为主导，消费者能够更早、更准确的参与到产品设计和制造过程中，并通过庞大的分布式网络对产品不断完善，使企业的产品更容易适应市场需求，并获得利润上的保证;在产品创新方面，3D打印模式延伸了创新边界。通常，研发和创新因成本问题而无法紧密联系。如今3D打印模式使用于产品初始阶段的成本大幅下降，新技术、新产品的产学研得以紧密结合。另外，借助庞大的分布式制造网络等社会资源，企业的创新能力与研发实力均能获得大幅度提升，创新边界得以延伸。当前，不少令人感到科幻的3D打印案例不断传出，然而，3D打印技术并非万能，因其在材料、打印尺寸、规模经济等方面的劣势，在短期内仍然无法取代整个传统制造业。但不可否认，3D打印技术的出现，带给人类一种全新的生产方式，挑战了传统工业整体格局和规模化生产方式理念。由于人们有了可以随时随地制造满足自身需求产品的能力，传统制造业正面临着新一轮的变革，3D打印带来的社会化制造模式已成大势所趋。【来源互联网】
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