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3D打印技术背景下产品设计新模式

发布时间:2017-12-07 09:05:00 文章来源:未来智讯    
    [关键词]3D打印 设计模式 共同创造
    中图分类号:TP751 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0022-02
    1.3D打印技术辐射力
    3D打印机是一种利用纸层叠和光固化等技术的快速成型设备。它与普通打印机工作原理类似,打印机内装有粉末状或液体的“打印材料”,与计算机连接后,通过计算机控制把“打印材料”逐层叠加起来,最终把计算机里的数字模型变成实物(如图1)。实际上,3D打印技术本身诞生已有20多年,随着科技的发展,3D打印机的体积越来越小,价格也越来越便宜,它逐渐由专业人员使用到被普通人获得并使用,这预示着大批量个性化生产时代的来临。最近几年,工业界和学术界开始高度重视3D打印技术,在许多相关报告中,3D打印的个人使用和世界范围的应用已被列为最新发展趋势1。
    根据目前情况预计,未来3D打印技术有潜力影响人们的生活方式,从而带来一次技术革命,出现一种全新的生产形式、商业和经济形式,甚至改变目前制造业的整体格局。
    1.1 生产形式的转变
    目前的生产组织形式基本是“集中生产、全球分销”,这种形式导致在来回运输过程中产生大量的碳排放,而3D打印技术将促使这种形式发生根本性的变化,产生“分散生产、就地销售”的生产组织形式,通过减少来回运输达到减少碳排放的产生。新的生产组织形式使得企业竞争力的核心变为生产个性化产品和对市场的快速反应。这将导致企业不再仅仅因为成本而把工厂放在距离市场比较远的地方,这也是美国“制造业回归”的原因所在。
    1.2 商业形式的转变
    3D打印技术的使用催生了“个人制造”的商业形式。Shapeways是一个以3D打印产品和服务交易为主要功能的网络平台。2011年,该平台产品销售量实现约10倍的增长,一个“个人制造”领域的“CtoB”(消费者到企业)2商业形式已渐渐拉开帷幕。由于没有专业制造标准的限制,这种“CtoB”商业形式的创新速度将远高于专业制造企业。同期,全球个人3D打印设备销售量同比增长接近300%,大幅超越商用3D打印机增速,这些数据似乎在佐证个体创意通过3D打印追求自我实现的欲望正在急速膨胀。3由此引发的以用户为中心的“CtoB”商业形式将更加关注用户个性化、多元化的需求,当前买方市场不断扩大的环境下,“CtoB”商业形式将比以企业为中心的“BtoC”形式更加具有优势,或将成为未来主流的商业形式。
    1.3 经济形式的转变
    前两次工业革命强调通过大规模生产来达到降低成本的目的。3D打印技术则以用户为中心,更加注重用户体验,从而导致经济形式发送转变。3D打印引发的新工业革命不像前工业革命,以规模经济为主要特征,规模经济重要性将降低。基于3D打印的个性化定制从成本上来看,不一定便宜,但却拥有一批具备较强消费能力的用户支撑,对于他们而言,跟成本相比,这种体验更重要。因此,他们可以接受相对较高的成本。这将导致经济形式由原来的规模经济转变为体验经济,未来用户将是制造和消费体验的群体,虽然有些产品仍然需要批量化生产,规模经济还是主要竞争力所在,但是日益增多的柔性制造对市场的个性化服务和快速反应能力显得更加重要。
    1.4 是革命,但非颠覆
    在国家经济发展中,制造业一直都被视为支柱产业。3D打印技术在制造方面所展示的几乎“无所不能”能力,让很多人开始怀疑迅猛发展的3D打印产业未来可能会取代传统制造业。
    针对这一疑虑,3D打印技术相关专家认为:一方面,3D打印技术可以解决传统制造无法解决的技术难题,对目前制造业的结构性调整和转型升级起到积极的作用;另一方面,传统制造业所擅长的规模化、批量化、精益化生产是3D打印技术的所无法解决的问题。因此,3D打印技术本身不仅不是要取代传统制造业,相反是为传统制造业的创新发展注入新鲜动力,成为传统制造业的新“引擎”4。因此,对于3D打印和制造业的关系,我们可以这样认为:当前,制造业的地位在信息产业冲击下受到动摇,3D打印技术的兴起恰恰能够促进信息产业与制造业的很好地融合,为传统制造业插上了信息化的翅膀。
    2.传统设计模式
    2.1 批量化产品设计模式
    如图2所示,实现产品的价值链一般是围绕着产品,进程和商业规模,对应于实际生产链,分别为设计,生产和销售。在大规模生产的模式下,产品的实现遵循“设计→制造→销售”周期(图3a),这可以称为是一个面向库存的生产系统。通常情况下,提供标准的产品,实现市场的大部分需求,其优势是规模上的经济性。
    这种生产方式制约着传统的产品设计模式,产品设计设计模式被与制造商利益绑定的专业设计师垄断,极大压制着大众对产品的多样化、个性化的需求。即使有独立设计公司与设计师进行产品多样化的设计,可在没有生产商愿意使其生产成为产品的情况下,那么这些设计永远只是设计,不能用于人们的日常生活。
    2.2 大规模定制产品设计模式
    跟随着时代的步伐,传统生产方式也逐渐被一些现代的生产方式所取代,这其中包括大规模定制生产,这是一种能够给用户带来新的体验的一种新的生产方式。大规模定制化设计带来一个“设计→销售→配置→制造”的周期(图3b),其主要特征是以利用库存设计和订单制造的推拉式系统。通过对产品差异化的管理来实现少众市场的需求,保持经济效益的前提下提高客户的满意度。大规模定制化设计的核心是最大化的对产品外部多样化做加法,同时对产品内部的多样化做减法。但是,大规模定制化设计的本质仍然是由一些专业的设计师主导的由上到下的一种产品设计模式,它的多样化也只是体现在产品表面而已。
         3.3D打印技术背景下产品设计新模式
    3.1 3D打印技术赋予社会创造活力与制造能力
    正如前文所述,3D打印快速成型技术的出现实现了制造业数字化,引起了新一轮的产业革命,大规模生产所依赖的规模经济不再重要,厂商竞争优势的核心将会是满足消费者的多元化需求。在这样的环境下,将会充分激发用户的异质性需求,进一步发展了用户创新在产业创新中的范围和深度。这意味着“长尾效应”常态化将在产业和生活中成为现实,意味着个性化的经济化和规模化,意味着消费者将被赋予多元创造活力和制造能力。简言之,3D打印促使社会制造时代的到来。
    社会制造的最大特色是消费者可以直接将需求转化为产品,实现“从想法到产品”,使消费者能通过互联网服务、虚拟现实等技术参与产品设计、改进、宣传、推广、营销等过程,并分享产品利润,实时地满足人们多元化需求(如图3)。由此可见,3D打印结合网络技术赋予社会多元创造活力与制造能力,使民众充分参与产品制造全过程,满足社会多元化需求,实现实时化、经济话和个性化的生产和消费模式。
    3.2 3D打印技术催生社会化设计模式
    随着3D打印被越来越多的消费者使用,未来产品的设计模式将会发生巨大改变,有传统的设计师主导的由上自下的模式转换成有消费者主导的由下自上的新模式,社会化设计模式。这种新颖的社会化设计模式实现了“共同设计→销售→按需制造”这一流程(图3c)
    在这个过程中,客户从设计阶段与公司进行积极地互动,顾客与设计师共同打造,适应以产品与服务为平台的设计,到“制造”产品,以适应多变的消费者需求,力求达到高附加值的客户满意度,同时保持高质量的生产效率。消费者的需求跟产品设计能够更加紧密地结合在一起得益于这种设计模式。因为它不同于以往的专业设计团队对设计流程的控制,这为产品创新和发展增加了新的血液。
    4.小结
    在现代设计的行业中,适应时代发展的设计模式是那些不依赖于重资产或者能够以很低的成本获得重资产的设计行业领域,产品设计模式需要改变――由原来设计师或企业主导的自上而下的设计模式转变为与用户“共同创造”,实现产品设计民主化。其中3D打印技术发展是产品设计模式发生重大变革的主要原因,未来我们将会通过3D打印机生产出自己的产品以便他人消费和使用,在此过程中,群众的创造能力通过才能长尾和供应长尾被释放出来,从而实现自我的价值跟满足,这就是3D打印机的终极意义。
    参考文献
    [1] 〔美〕克里斯・安德森.创客――新工业革命[M].中信出版社,2012.
    [2] 〔美〕胡迪・利普森,梅尔芭・库曼.3D打印:从想象到现实[M].中信出版社,2013.
    [3] 〔美〕彼得・马什.新工业革命[M].中信出版社,2013.
    [4] 王飞跃.从社会计算到社会制造:一场即将来临的产业革命[J].中国科学院院刊.2012,27〔6〕:658-669.
    [5] 邵宇.3D打印技术的发展与产品设计民主化[J].工业设计.2013,〔3〕:65-67.
    脚注
    ① 李双双,王飞跃.《详解3D打印技术与社会制造》,东方早报,http://tech.ifeng.com/it/detail_2013_04/16/24265570_1.shtml,2013年04月16日。
    ② “CtoC”是指“消费者到企业”的商务模式,指在客户需求的直接刺激下,更具个性化、更具有以客户为中心的两种商业模式。
    ③ 张亮.《3D打印技术快速成型激发限畅想》,电气自动化技术网,http://www.dqjsw.com.cn/xinwen/shichangdongtai/119836.html,2013年03月14日。
    ④ 邓鑫.《3D打印个性化的造物时代》,深圳特区报,http://sztqb.sznews.com/html/2013-06/17/content_2517915.htm,2013年06月17日。
    作者简介
    汪文娟(1989.11―― ),女,汉,湖北鄂州,硕士研究生,学生在读,设计艺术学。
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