深度：增长再次加速？公司开启3D打印战略的路径与建议
有内容 有深度 有态度 欢迎关注
随着工业4.0的兴起和数字技术的发展，增材制造技术经过一个轻微放缓期，近来再次加速达到两位数字增长预期。随着技术的逐步成熟，3D打印会对当前的制造供应链及至消费供应链造成什么样的冲击？
唐隆基博士编译了德勤最近的一个研究报告《2019 TMT（科技、媒体和电信）预测》中关于3D打印的研究报告——《3D打印增长再次加速》供学习参考。该报告指出，3D打印是工业4.0必不可少的技术成份，同时它也是一项重要的制造业供应链颠覆性的数字技术。该报告还提出了理解增材制造（AM）的路径及价值的框架。
关键总结
在当今日益复杂的生产和维护环境中，越来越多的组织通过寻求3D打印来应对供应链和制造运营中的限制。
公司如何或应该如何开始3D打印战略？当然，答案不唯一，反而有许多途径可以将3D打印技术集成到组织策略之中。
理解增材制造（AM）的路径及价值框架
（文末附有该路径解析）
在高层，企业应该检查他们的商业模式。企业领导层应该清楚地了解，3D打印对于他们的业务所代表的机会或威胁，以及将如何颠覆他们所在的行业。接下来，他们应该查阅3D打印相关商业案例。传统按件进行的价格对比，并不能总是全面地体现3D打印的所有优势，因此，为了合理地评估商业案例，企业应该开发一套基于生命周期的成本对比，以便在产品研发、生产、服务及售后等各环节获取3D打印的优势（如果有）。
这项评估的关键是了解公司目前已经在何处应用 3D打印技术，以后可以在何处应用 （愿景），最终应该在哪里采用（基于现实的目标）。在此之后，公司应该决定是否继续实现这个目标——即3D打印技术对于商业是否具有意义，如有意义，探明在哪个具体领域（如供应链，产品开发，或其他方面）有实施意义。在测试可行性和可取性之后，领导者应该评估当前的流程和资产状况，然后制定路径图，随时间的推移进行扩展。
想要在工业规模上使用3D打印，组织需要管理一系列复杂的、相互关联的、数据驱动的事件。“数字主线”是从初始设计延伸到成品部分的单一无缝数据链，是优化3D打印生产能力的关键。德勤将其称之为“增量制造的数字主线”或DTAM。
围绕DTAM 和 3D 打印的五个主要建议
评估相关工具和技术的当前状态。对所拥有的制造资源的当前状态进行盘点，可以使公司发现一些痛点， 并了解他们需要重点关注的地方。
确定公司的关注重点：产品开发、供应链优化或两者兼具。一旦制造企业评估他们当前的生产能力以及他们希望在3D打印框架内所处的位置，他们就可以开始构建和实施DTAM的路径图或3D打印总体方法。至关重要的是，这应与商业需求相关联：重点应放在推动商业成果上，而不仅仅是能力的建立。
考虑当前的数据存储和使用方法，以及它们如何映射到DTAM。3D 打印应该被整合到总体制造流程当中。为实现这一目标，组织需要通过一个数字主线协调3D打印技术和其他可能也会使用的技术（正在形成，或消减的）。公司可以检查他们如何在当前的制造活动中收集、存储和使用数据，然后考虑他们是否正在最大化高效地存储和使用来自工厂车间的信息。通过这种方式，他们可以构建更高效的DTAM。很容易想象出三种制造技术被融合使用的场景，但这些活动或许需要由贯穿整个制造过程的数字主线做支撑。
认识到目前还没有一站式、端到端的DTAM创建方案。公司应该检查实施DTAM和扩展 3D打印将如何影响他们的业务，以及根据特定需求开始构建公司期望的模型。
考虑人的因素。3D 打印和DTAM 都需要工程师和组织内其他人员的认可和采纳，因此人才的招聘、培训和留用是重要的考虑因素，包括管理方式的调整。
经过几十年的发展，3D打印终于进入了一个领先于大多数其他制造技术的持续性增长时期。与许多其他新技术一样，“从大处着眼、从小处着手，快速扩大规模”非常重要。未来几年，我们可能会看到3D打印技术在各类制造业中得到更广泛的应用，从机器人到火箭飞船。对制造业甚至超出制造业范围的涟漪效应可能是深远的。您的公司能否从中受益？如果能，如何受益？
附：路径解析
路径1：静态路径——增材制造的起点
AM为公司的目标领域提供了改进机会，独立于任何那些显著改变产品和供应链的需求。正是在这条静态路径上，该技术在过去30年中找到了立足点，并贡献了价值，最常用于建模、原型设计、工具作业和短期生产当中。
AM提供的关键性能增强功能是简化流程和加速设计过程。其优点是可以缩短产品上市时间、提高产品质量并降低成本。例如，在航空航天领域使用立体光刻技术（最古老和最常见的AM技术之一）打印复杂设计，用于发动机零件，机翼和其他用于飞行试验部件的生产。
同样，3D打印技术降低生产使用的工具和其他固定装置的成本。例如，珠宝制造商使用AM生产组装模具从而减少交货时间；航空航天制造商利用它来打印掩蔽在其镀铬和涂层工艺的部件。
总的来说，与路径 1相关的绩效，通过降低成本来提高盈利能力，并通过加快产生现金流的速度（通过加速业务周期）来实现价值。为实现这些目标而部署AM，既不需要变革供应链，也不需要通过重新开发产品来提供价值，为有兴趣整合这些技术的公司提供相对较低的起点。
路径2：供应链进化——追求绩效和增长的AM
与路径 1（静态）类似，供应链进化路径提供了改善绩效的重要机会，这次是通过供应链转型。主要来说，AM显著降低最低有效规模从而产生衍生收益，改变传统供应链并降低营运资本要求。
AM重新定义供应链运营的主要用影响之一是现场服务运营和“长尾”库存。这些变化可以同时提升三个价值驱动因素：利润（成本）、风险和时间。例如，军方在野外外科医院设置中试验中对AM的使用。在一个示范项目中，军方试图在偏远地区运输急需的生产医疗和手术器械。示范项目明确了以下困难：可用性挑战（时间到交付），数量和种类（成本）的物流限制，匹配供需（风险），设备限制（资金成本）以及在野外场所提供无菌仪器的能力。
供应链的进化演变也体现在企业对消费者层面，多个大型零售商和其他服务提供商利用规模和范围经济在当地网点提供按需印刷。例如，UPS开始将 AM功能投入本地经销商店，以满足小型企业的原型设计需求。由AM带来的最低经济规模的切实转变使这种商业模式成为现实。
长远来看，供应链结构的这种转变可能代表着一个关键增长，大大小小的企业都试图以此变得比竞争对手更快、更便宜、更精准。
路径3：产品进化——追求产品创新的AM
真正的创新机会在路径3中凸显，在某些情况下，AM可以生产出用其他方法发无产出的实体产品，前面提到的用于下一代 LEAP技术飞机发动机的GE飞机燃料喷嘴就是一个的例子。只有使用增量流程，才能具备这种技术可支持、成本可忽略的方式，将20种不同子部件安装在一个单一构建里。
此外，AM技术可以更多得兼容多种材料，并且能够在组件和产品中嵌入传感器，电子器件和其他技术。美国军方已经证明了这方面的能力，AM能将应变仪和其他传感器嵌入空气动力学结构中，以监测性能和磨损。嵌入式设计应用还可以扩展到导热材料中的冷却通道。此类设计可用于在铸造过程和其他制造过程中更好地散热。
AM技术带来的范围经济带来各种能创建和开拓市场的新型定制可替代品，否则这些市场将无法高效地服务。例如，Cubify的 3DMeTM代表了众多新产品公司中的一家，这些公司能够就个人收藏品和其他产品进行超现实描绘。服装公司也开始采取行动，例如，研究人员已经演示了使用 AM改善鞋类性能的经济方法。鞋类制造商正在利用这一点以及其他见解，例如，用传统制造业无法实现的生物力学设计定制个性化跑步者定制的钉板。
产品演变路径（路径3）也提供了一些改善性能的机会。目前的应用表明，性能价值可以从风险的缓和中获得，这种价值的提升等同甚至可能高于路径1、2中提高速度和增强盈利能力所带来的价值增长。这个机遇来自于产品适应性提高，定制工具以及使用其他方法无法实现的流程监控。例如，AM技术通过个性化定制消费者植入物（例如牙冠和助听器）的设计能力，已在各种医疗设备领域拥有了强有力的立足点。AM技术对此类应用的影响是在所难免的。
路径4：商业模式进化（组合供应链和产品的发展）——AM追求商业模式创新
Path IV公司试图将 AM技术依次或同时应用于产品和其对应的供应链的上。从本质上讲， 他们寻求结合路径2和路径3中嵌入的策略和价值，不仅要获得重新定义竞争水平的运营优势，还要构建新的商业模式。在许多情况下，这些同步努力代表了对创造价值的新方式的尝试，以开拓新市场或减弱竞争者竞争能力的方式提供增长机会。
例如，卫浴设备制造商Symmons Industries通过创建渠道来改变其供应链，在设计过程中直接与客户互动，如门把手和橱柜把手的设计。该公司利用这种合作开发和制造面向市场的新的个性化定制产品。
同样，医疗保健行业也正在同时转变供应链和产品，AM技术正迅速转变医疗计划和执行的方式。将卓越的成像技术与低成本、多材料兼容的AM技术，可以使医疗诊所降低成本、提速服务并提高质量。在医疗保健方面，战略要求与用新方法为患者提供服务关系更密切，而不非与整体细分市场发展。
在合理地假设下，路径3的特征-产品创新目标贯穿了整个路径4。创新产品的交付可能需要一个新的或修订的供应链和分销方法，当其与供应链创新结合，则很可能创造阻扰竞争者和市场的机会（例如，在牙医办公室制造的高度定制牙冠），在部署 AM和数字技术以提高生产者和终端用户之间的协作水平时尤其如此。生产过程中的非 AM方面（例如，将鞋钉固定到鞋子上）可以决定实际生产在哪步发生，但是中间商的非中介化可能会成为变革后供应链的一个特征。
欢迎转发
延伸阅读：
原文始发于微信公众号（3D打印技术参考）：深度：增长再次加速？公司开启3D打印战略的路径与建议