()隨著物聯網時代的到來以及第三次工業革命的開啟，幾乎所有的產業都會進行結構轉型。有一批新型的微型制造商在減少邊際成本的同時還能提高生產力，能夠在與之前所向披靡的全球制造業公司的競爭中勝出。這種微型制造商就是3D打印技術的提供者。預計在2012到2018年期間，3D打印技術將以每年106%的速度發展。

新的3D打印技術是“極限生產力”的一個例子。這種生產方式的分布特點意味著任何人，到了最后所有人，都可以獲取生產的方式。這樣一來，對越來越多的產品來說，誰應該擁有和控制生產方式的問題會變得越來越無關緊要。

與傳統的中心式生產方式相比，三維打印主要有以下幾個不同特點：首先，除了開發軟件之外，三維打印的生產過程基本上沒有人力的參與；所有的工作都是由軟件來完成，這就是為什么把這個過程稱作“info-facture(智造)”［1］要比“manufacture (制造)”更加合適。

3D打印的早期實踐者付出了很大的努力，以確保用于編程和打印物理屬性產品的軟件源語言的開放性，這樣每個生產型消費者就可以在DIY的興趣者網絡上互相分享新的想法。這種開放設計理念把產品的生產設想成了一個動態的過程，在這個過程中，成千上萬，甚至數以百萬計的參與者，通過一起制造產品可以互相學習。知識產權保護的消除也極大地降低了產品打印的成本，幫助3D打印企業比傳統的制造企業獲得了很大的優勢，因為后者深陷各種專利的泥淖中。開源的生產模式促進了3D打印行業的指數式的增長。

3D打印的生產過程與第一、第二次工業革命的生產過程在組織形式上完全不同。傳統的工廠生產是一個去除的過程。首先，原材料被切割開來，然后進行篩選，最后通過組裝形成成品。在這個過程中，出現了大量的原材料浪費，而這些浪費的部分再也無法成為成品的一部分。相比之下，三維打印是一個添加的信息化生產過程。被熔化的材料在軟件的指揮下一層一層地被打印出來，最終形成一個完整的產品。添加式的信息化生產過程生產同樣的產品需要的材料只需要去除式的傳統生產方法的十分之一，這樣3D打印機就獲得了效率和生產力方面的顯著優勢。預計在2012到2018年期間，3D打印技術將以每年106%的速度發展。

3D打印機可以打印出自己的零件，這樣就避免了昂貴的重組費用以及重組所浪費的時間。有了3D打印機，客戶可以單獨定制一件產品，也可以批量定制，而且價格更低。中心式的工廠，由于是資本集約型的規模經濟，投入大批量生產需要昂貴的固定生產線投入，這樣就缺少了3D產品生產程序的靈活性。而3D打印技術生產一件產品與生產10萬件同類產品在每件產品的成本上是一樣的。

一臺家用的3D打印機也可以使用現場的或者附近電力合作社生產的可再生能源發的綠色電力來給自家的打印室供電。中國、歐洲以及其它地方的中小企業已經開始以區域型綠色電力合作社的形式合作，對橫向分散式的電力網絡予以利用。隨著中心式的化石燃料與核能發電的成本不斷上漲，優勢開始向能用邊際成本接近為零的可再生資源為自己供電的中小企業傾斜。

在物聯網經濟模式中，市場成本也會大幅下降。第一、第二次工業革命的中心式通信手段(借助雜志、報紙、廣播、電視等)的高成本意味著只有較大的、運作范圍遍布全國的制造公司才能夠負擔得起在全國和全球市場上的廣告費用，這就在很大程度上限制了小型制造企業的銷售范圍。在第三次工業革命中，世界上任何地方的一個小小的3D打印活動都可以在不斷增多的互聯網市場中推銷信息化生產的產品，同時邊際成本接近于零。

像歐盟一樣，中國也在3D打印的發展中起著領頭的作用。北京航空航天大學正在使用3D打印技術生產火箭和衛星使用的復雜零件。另外一家中國的公司——盈創，2014年使用廉價的回收材料在24小時內建造了10所房子。這些房子的建造幾乎不需要人工勞動，每間房子的造價都不到5000美元。這一成就使得在中國和其它發展中國家以接近為零的邊際成本建造數以百萬計的廉價房成為可能。太爾時代是中國最大的桌面3D打印機生產商，其產品主要供小型企業和家庭使用。它在2014年推出了最新款3D打印機——UP！這家公司正在與美國的領先3D打印機公司進行著激烈的競爭，希望在未來能夠占據大部分的全球市場。

歐盟和中國的大多數全球生產企業都會繼續興旺下去，但必然會因制造活動的這種擴散而經歷根本性的轉型，轉型將垂青于具有高新技術的中小型企業。歐洲和中國的制造業巨頭將會越來越多地與新一代的中小型3D打印企業通過合作網絡開展合作。雖然大多數的生產工作將會由效率和產量更高的中小型企業完成，但是大型企業會越來越多地從聚集、整合以及管理產品的銷售和分配中尋找利益點。

物聯網平臺點對點的特點允許數以百萬計的截然不同的參與者——中小型企業、社會企業以及個人——能夠走到一起，彼此間直接互相生產和交換產品或者服務。這種模式會讓第二次工業革命中使邊際成本居高不下的中間商失去立足的條件。

特別要強調的一點，第二次工業革命向第三次工業革命的過渡不會一夜之間一蹴而就，而是需要三十到四十年的時間。很多今天的跨國公司會成功地管控好這種過渡，方法是通過采納第三次工業革命的新型分布式與合作式商業模型，同時繼續他們傳統的第二次工業革命式的商業行為。在未來的歲月中，不同于在縱向一體化的市場中銷售零散的產品和服務，資本主義企業將很可能在匯聚和管控橫向分散式的網絡中發現并獲得更多的價值。

里夫金：自動化交通和物流互聯網成物聯網中樞

里夫金先生為我們描繪了3D打印的美好未來，它從單純的技術創新成為顛覆傳統生產制造方式的新生力量。然而，從傳統的中心式生產到分散式生產方式的轉變，僅有3D打印技術能否實現？帶著這個疑問，記者對里夫金進行專訪。

在里夫金看來，自動化交通和物流互聯網成為物聯網的中樞之一，其崛起也是新型的分散式生產方式得以實現的必要條件。

里夫金告訴記者，通信互聯網與能源互聯網的編制使得構建和發展自動化交通和物流互聯網成為可能。而自動化交通和物流互聯網，與通信和能源互聯網交匯，共同構成了物聯網的中樞，使之能夠對第三次工業革命經濟模式下的產品進行管理、提供動力和運輸。

他告訴記者，自動化交通和物流互聯網由四大基礎支柱構成。這四大基礎支柱和能源互聯網的類似，也必須同步部署方能使系統有效運轉。

“首先，各地都要建造充電站，使各種車輛能夠得到動力補給或者將富余電力回輸給基礎電網。”里夫金說：“中國在電動汽車銷售方面居于世界前列。2014年中國售出了30多萬輛迷你電動汽車。而在2016年到2020年的十三五期間，電動汽車的銷量預計會急劇攀升。這段時期，政府將會為這個產業出臺條件誘人的鼓勵發展措施，為汽車購買者提供大量的購車補貼。此舉將使得中國成為實現內燃機動力汽車向電動汽車轉化的先驅者。”

“第二，物流網絡中的設備需要安裝傳感器，以便工廠、倉庫、批發商、零售商以及終端用戶都能夠獲得實時的物流動態。”里夫金繼續說道：“第三，任何物理屬性產品的存儲和轉移都需要進行標準化管理，從而使之能夠有效地被傳遞到任何節點，能夠沿著任何通道進行運輸，就像信息在萬維網上一樣，能夠在物流系統中輕松高效地傳輸。”

第四，里夫金補充說，物流通道上所有的操作站都需要匯聚到協作的網絡中，使它們全部有用的東西都進入到一個共享的物流空間，利用橫向的分散式經濟結構來優化貨物的運輸。比如說，成千上萬的倉庫和物流中心可以建立合作社來分享未被使用的空間，這就可以允許運輸單位使用最高效的路線進行卸貨和裝貨。

他告訴記者，物流網的平臺會提供貨物裝載和運輸時間表、天氣情況、交通情況等與物流有關的實時數據，以及始發地到目的地沿途的倉儲容量的最新信息。自動匹配功能將會使用大數據和分析方法開發出算法和應用來優化物流線路的綜合效率，并且在減少每一批貨物邊際成本的同時大幅地提高勞動效率。

“到2025年，道路、鐵路以及水路至少會有一部分的貨物運輸由無人駕駛的電動或者燃料電池運輸工具承擔，這些運輸工具的動力來自于近乎零邊際成本的可再生能源，而其操作則是通過愈發復雜的分析方法和算法進行的。通過一個智能的自動化交通和物流互聯網，無人駕駛的交通工具還會提高生產力，將運輸的人力邊際成本減少到幾乎為零。”里夫金表示。

此外，他還告訴記者，長遠看來，人們從開自己的車出行向借助于智能道路系統上的無人駕駛車輛出行的轉變，將會從根本上改變交通領域的商業模式。雖然世界上的大型汽車生產廠商在未來的30年間將會減少汽車生產，但是他們可能會對自己進行重新定位，成為全球自動化交通和物流互聯網上的管理者，對出行服務和物流進行管理。

總之，里夫金認為，通信互聯網、可再生能源互聯網以及自動化交通與物流互聯網的匯聚構成了物聯網基礎設施的中樞。這一新的數字化平臺從根本上改變了我們管理和從事經濟活動的方式。數字化的物聯網平臺是第三次工業革命的核心。

盧秉恒：3D打印重構社會生產生活方式

為應對新一輪科技革命和產業變革，我國制定《中國制造2025》，堅持創新驅動、智能轉型、強化基礎、綠色發展，加快從制造大國轉向制造強國。在這一過程中，智能制造是主攻方向，也是從制造大國轉向制造強國的根本路徑。2015年8月23日，中共中央政治局常委、國務院總理李克強主持國務院專題講座，討論加快發展先進制造與3D打印，開講人是中國工程院院士、西安交通大學機械工程學院院長盧秉恒。

在進入“工業4.0”時代的今天，信息化廣泛而深入地融合到各行業，作為最能體現“工業4.0”特點的3D打印，有何變革意義，我國的3D打印技術在全球處于何種位置，3D打印對普通人的生產、生活有何影響？記者就此相關問題專訪了盧秉恒。

記者：里夫金提出互聯網與新能源的結合引發第三次工業革命，您對第三次工業革命是怎么認識的？

盧秉恒：第一次工業革命是發明蒸汽機，勞動變成機器化，體力、畜力勞動讓機器代替，從手工業作坊變成工業化生產。第二次工業革命，有了電磁場理論，人們發明了電動機，可以用電力提供動力，機床也發明了，人們能夠大批量生產產品，以福特汽車大批量的生產方式為代表，建立了公差、互換性理論，制造的零件可以互換，大批量制造使汽車變得很便宜，形成大批量制造模式。

第三次工業革命根本上是信息化廣泛而深入地進入各種領域。從數控機床發展到智能機床，生產線也是智能的，可以監控制造過程，發現有問題可以更換刀具、調整機床。信息化可以把人們的消費需求集中起來，做個性化設計，用3D打印、智能軟件控制生產出需要的單件產品，用批量生產、交貨的成本和交貨期生產個性化的商品。形成一種新的生產模式。我認為第三次工業革命的特征是信息與工業技術融合，能夠生產個性化東西，機器不但代替了人的體力，而且還代替智力。在此背景下，我國提出“互聯網+”的概念是非常適時的。

記者：近年來，3D打印成為熱詞，有哪些具體用途？它的變革意義是什么？

盧秉恒：3D打印的用途，一是產品的快速開發，像快速制造模型、模具、首件。二是生產個性化的產品。三是材料節約型制造，這在航空航天領域表現明顯，社會價值也比較大。四是用3D打印的觀點對我們現有的產品、裝備進行再設計，在結構一體化、換熱結構的優化等等，可以形成許多設計創新，使人們的創新設計不再受到可制造性的約束。五是用3D打印進行再制造，對某些器件進行修復。如以前飛機發動機葉片磨損了只能整臺發動機報廢，現在可以用3D打印進行修復，花費很少的材料與工時，使昂貴的發動機再生。

3D打印是比較符合工業4.0特征，一是3D打印通過計算機可以把制造過程控制到零件結構的每一個點；二是自動化制造過程中沒有中間障礙。目前，在CAD、CAM、數控加工的制造過程中，存在自動化孤島。把圖紙變成驅動數控的程序，首先要對制造產品有工序過程設計，毛坯從哪里來，加工分幾道工序，先后順序如何，要采用什么樣的設備，要準備什么樣的工裝卡具等等，這些東西是很復雜的專門知識，這一系列的路徑排列組合，讓人們陷入困惑，實現自動化的CAPP是很難的。從863計劃開始，我們要做計算機輔助工藝過程設計(CAPP)，直到現在也沒有這樣商業化的軟件，因為問題太復雜了、零件品種、加工工序太多了、排列組合的可能性太多了，人們不可能窮盡和完全掌握它。

而3D打印把這些工序過程變成了一個過程，其數據格式是統一的，不存在CAPP自動化、智能化的瓶頸。3D打印消除了自動化孤島，最能體現“工業4.0”的特點。

記者：在“工業4.0”時代，企業的出路和發展方向在哪里？

盧秉恒：工業4.0是指工業、信息物理系統融合，現在我們到了信息時代，信息對我們的生活對制造業會產生重大影響，因此我們要把物理系統各個數據接口做好，符合標準。這樣一來，我們在自動化、智能化的推進過程中就沒有障礙和孤島了。

記者：“互聯網+”、3D打印、“工業4.0”對人們的生產生活有什么具體的影響？

盧秉恒：它們改變人們的生活和工作模式，人們以后可以不在商場挑商品，可以自己設計自己需要的商品，把自己的需求發布到網上，很多創客進行設計，然后分包組織生產，再進行物理配送。如此一來，它使社會生產模式發生了變化，給創新帶來更大的空間。

人們不再受單位的約束，設計師可能就是自由職業者，這使得社會生產的組織模式、社會生活的模式發生很大變化。今天你可以設計飛機，明天可以設計時裝。個人的創新能力可以最大程度地得到發揮，形成一個真正創新型社會。

隨著個性化消費時代的到來，大批量的生產如果設計出現偏差，產銷不對路，就賣不出去造成浪費。現在海爾跟用戶一起設計，體現用戶需求，這個產品肯定是用戶需求的。個性化、定制化變成可能，是因為信息化提供了個性化設計制造的平臺。

記者：我國3D打印技術在世界上處于何種位置？未來進一步發展還面臨哪些瓶頸？

盧秉恒：我國3D打印研究工作做得不錯，排在世界前列。我國3D打印專利的數量在世界上第二。3D打印在某些方面的研究處于全球領先地位，像北京航空航天大學教授王華明用打印出飛機起落架，現在批量列裝；2001年，西安交大做個性化的下頜骨修復，當時中國媒體報道，而直到2012年歐洲才做第一例。但是在3D打印的產業化、應用方面，我國還有差距，我國的裝機量在世界上第四，我國制造業占世界的五分之一，是世界第一，從這點來看，3D打印跟我國整體制造業還是不匹配的。由于3D打印許多技術還有待發展，所以現在我們有經過努力實現并跑的機遇。我們可以抓緊科技革命、產業變革機遇，利用自有的優勢，走到世界前列。

3D打印材料是世界范圍的難題，很多工程材料目前還不適合用3D打印，打印的效率、成本都劃不來，這還需要深入研究。我國在發展上的瓶頸主要有：缺少原創、在核心器件的開發不夠等，尤其這一產業規模小，在各個制造領域應用3D打印還缺少研究。市場好了才能帶動發展，而應用上存在瓶頸，例如進入航空航天、醫療領域時都需要標準，醫療產品沒有個性化的標準，難以進入應用。我們2001年突破頜面骨修復技術，成果早就很成熟，申報認證有六七年了，由于缺乏國家標準，一直沒有批復下來，沒有標準就不能發證，就不能大規模應用。用于航空也很難，沒有標準，無法衡量是否符合適航標準就不能大規模應用。而這兩個行業應用前景廣闊，但是都缺乏標準。(來源：經濟參考報 文/張彬 趙婧 杰里米·里夫金 編選：免費論文下載中心）