大顛覆：從3D打印到3D製造 [The Great Disruption] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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産品特色

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隨著3D打印技術的興起，工業革命的第二次浪潮正在襲來。3D製造將會帶來的既令人著迷又令人生畏的變化，它將改變世界，就像福特T型車顛覆交通業，榖登堡的印刷機引發瞭信息革命一樣。每一項新技術的采用都會掀起兩波，而不是一波浪潮。*次浪潮是革命性的大規模生産，第二次浪潮是顛覆性的定製化生産。為瞭做好準備，企業應該馬上采取措施，在工業革命的第二次浪潮中競爭與生存。
3D製造革命廣泛而深入，且發展迅猛，以下技術突破隻是冰山一角：
? 阿姆斯特丹的一颱機器可以在運河上打印齣一座可以通行的造型精美的人行橋，不用人來指揮，也不用搭腳手架。
? 一傢全球汽車製造商設計齣瞭一款可以根據實時行車條件自動改變其物理形狀與結構的汽車。
? 哈佛大學的一名研究人員用3D打印技術製造齣瞭隻有一粒沙子大小的電池。
? 一名宇航員在太空打印更換部件，一位航運公司的管理者也在其貨船上做著相同的事。
你要考慮的問題，不再是會不會齣現一場曆史性的大變革，因為它已無法避免，且勢不可當。既然變革即將來臨，你和你的組織現在能做些什麼準備，纔能夠不僅存活下來，還能發展壯大？

內容簡介

3D 打印看上去像是一項比較新的發明，但從3D 打印概念的提齣至今已經足足有35 個年頭瞭。*早一款3D 打印機價格低於5 000 美元，直到2007 年纔推齣，一個迅速崛起的産業助長瞭我們的夢想—讓3D 打印機走進韆傢萬戶。
將近十年後，消費者的這一強烈願望仍未實現，3D 打印依然隻局限於發燒友的圈子。但近五年來，工業用途的3D 打印實現瞭長足的發展，變得相當成熟。從製作樣品和小飾品到完全按需製造，這一轉變已被普遍接受，並開始改變整個商業模式。
今天，工業3D 打印已經相當可靠。任何製造企業，不論規模大小、不論所屬行業，都可以考慮將3D 打印作為提高其生産綫産能的重要手段。這項技術終於兌現瞭自己的諾言。
3D 打印從“打印圖形”嚮“生産部件”的飛躍，標誌著製造業曆史上的一個革命性時刻。如今，3D 打印已經能為大大小小的企業解決生産規模問題，包括提高自動化水平和生産效率，提供庫存管理和供應鏈拓展的新方式，等等。3D打印的全球化時代已經到來。準備迎接下一場工業革命吧！
“大顛覆”真的要來瞭，我們避無可避。這不是會不會來的問題，而是什麼時候來的問題。這就是我們寫這本書的目的：不是要介紹一種像是從科幻小說裏摘抄來的（盡管它確實在科幻小說中齣現過）新技術，讓你嘖嘖稱奇；而是要讓你相信，3D 打印會在你的有生之年，對你所在的行業産生巨大的顛覆作用。

作者簡介

（美國）裏剋·史密斯（Rick Smith），World 50創始人兼CEO。《華爾街日報》暢銷書The 5 Patterns of Extraordinary Careers和The Leap作者。Fast Radius公司聯閤創始人，TED演講人。 （美國）米奇·弗裏（Mitch Free），數字製造業專傢，2000年創立MFG. com並任總裁兼CEO。2005年當選Inc雜誌“2005年度企業傢”。Fast Radius公司聯閤創始人。

精彩書評

要想在這場顛覆所有行業的技術巨變中獨占鰲頭，這本書是每個人都需要讀一讀的。
——貝絲·康斯托剋，通用電氣公司副總裁

對於各行各業的領導者為何要理解3D打印且必須此時此刻就要去理解它，本書給齣瞭令人信服的論述。
——艾倫·格什恩霍恩，UPS首席商務官

3D打印的全球化時代已經到來。準備好迎接下一場工業革命吧，希望本書能對您有所啓發！
——陸凱德，SAP全球管理委員會成員

目錄

前 言 數字化與3D 打印工業革命：從“圖形”到“工業部件” // VII
序 “它會改變一切！” // 001
第1 章 範式+ // 007
高難度，小批量，變化無窮 // 014
定製人體 // 017
點播時代 // 020
大規模定製 // 024
新視角 // 027
第2 章 彩泥的啓示：一種新的製造方法 // 029
加起來 // 034
更復雜 更自由 // 037
嚮前走 更簡單 // 040
超越規模 // 043
福特改革製造業 // 045
重迴1994 // 049
第3 章 第二次浪潮 // 053
字詞之外 // 058
從印刷術到互聯網 // 059
信息顛覆 // 062
革命與火車 // 066
復雜與定製 // 068
革命的代價 // 069
快速消失的平衡車（Segway） // 072
第4 章 大規模定製 // 075
量身定製 // 082
總價值 // 085
福特探索第二次浪潮 // 086
零件百寶箱 // 092
對速度的要求 // 094
海陸兩用工廠 // 096
第5章 無限製設計 // 099
製藥快車道 // 103
免費的復雜度 // 106
整體製造 // 107
無所不能的打印 // 110
破解自然之謎 // 111
信息太多 // 116
信息太多，永遠不夠 // 117
第6章 彈性製造雲 // 121
低成本陷阱 // 125
彈性製造雲 // 127
直接數字化製造 // 132
太空雲平颱 // 136
全球大洗牌 // 137
網上做的麯奇餅 // 139
3D 打印不會餓死郵遞員 // 142
第7 章 3D 的未來 // 145
更低的門檻 // 151
3D 打印造大件 // 155
3D 打印造小件 // 158
3D 打印“變”齣活物 // 159
3D 打印整個物體 // 162
4D 打印即將到來 // 164
打印的新方法 // 167
第8 章 同步性 // 171
文化技術 // 177
改組 // 182
相互聯係的發展 // 186
超越自我 // 190
第9章 威脅倍增器 // 193
問題一：知識産權 // 197
問題二：環境 // 200
問題三：工作 // 203
問題四：生物打印 // 204
問題五：3D打印藥物 // 206
問題六：國傢經濟安全 // 207
非洲和新國富論 // 209
3D打印是把雙刃劍 // 212
第10章 顛覆性領導 // 215
從靜態到動態 // 221
從實物資産到信息 // 223
從等級製度到網絡優勢 // 225
第一次浪潮的領導方式 // 227
在邊緣 // 229
iTunes 軟件和蘋果應用商店 // 234
第二次浪潮的領導方式 // 235
學習型組織 // 237
第二次浪潮的生産方式 // 238
領導者現在應該做什麼 // 239
顧客大膽嘗鮮 // 247
第11 章 黑客羅德打印快車道 // 249
創造新的未來 // 256
不斷演變的汽車 // 259
跳齣當下 // 262
緻 謝 // 267

精彩書摘

我們今天的大規模生産始於18 世紀，那時爆發的工業革命給人類帶來瞭機械化大生産。但工業革命在亨利·福特的手上終結瞭。雖然自20 世紀初開始，生産技術和製作工藝都取得瞭許多令人矚目的成就，然而是福特確立瞭今天大規模生産的模式。他創造瞭前所未有的規模經濟，把汽車的生産成本降到瞭不可思議的程度。為瞭實現這個目標，他堅持不懈地在自己的工廠裏推行兩大原則：標準化和簡單化。
福特最大的貢獻之一就是生産齣瞭完全可以互相替換的汽車配件。沒有這個，其他一切都無從談起。在這之前，每一個汽車配件都需要工人一一打磨再組裝，直到尺寸閤適為止。福特對此並不滿意，他曾經說過：“大規模生産不需要裝配工。”
有瞭完全標準化的配件，福特就可以組建他想象中的生産綫瞭。他把工人安排在工作颱邊，那裏有大量相同的配件，可以很快連接或組裝上。他的雇員再也不用把時間浪費在打磨和安裝上瞭。這意味著生産速度可以掌控，並且變得更快瞭。
接著，福特藉鑒瞭屠宰場裏的移動生産綫的經驗。在一些工業化的大型屠宰場裏，一頭頭牛被吊在鐵鈎上從一個工作颱移動到另一個工作颱。每經過一站，身上不同部位的肉就會被迅速割下。在福特的工廠裏，每一個工作颱負責給汽車裝上一個新配件。福特不斷改進他的生産綫，後來福特汽車的下綫速度快得驚人。亨利·福特不是第一個發明生産綫的人，但卻是第一個使它完善的人。
眾所周知，福特曾開玩笑說，隻要福特T型車是黑色的，人們完全可以把它漆成任何自己喜歡的顔色。但他選黑色作為標準顔色並不是為瞭美觀，而是因為隻有黑漆纔乾得快，纔跟得上他生産綫的速度！
福特對生産廢料同樣介意。他受不瞭地闆上堆積如山的鋸末木屑，這些亂七八糟的東西不該齣現在一間標準化、簡單化的工廠裏。他煩透瞭這些廢料，就把木屑壓成塊打包齣售，最後還專門為此成立瞭一傢新公司，以他堂妹夫的名字命名為E. G.金斯福德（E. G.Kingsford）公司。
福特通過簡單化和標準化提高瞭效率，生産綫的生産速度不斷加快。到1915年，製造一輛汽車所需的時間縮短瞭90%。隨著汽車生産數量的增多，成本也相應下降。1908年推齣的福特T型車售價為825美元；到1912年價格降到瞭575美元；到20世紀20年代中期，售價更是降至290美元。低廉的價格改變瞭美國的道路麵貌。1916年，美國公路上行駛的汽車半數以上都是同一型號—黑色的福特T型車。
像那時候的很多實業傢一樣，福特認為他的目標就是把民主延伸到商業領域。他在這方麵取得瞭極大的成功。十幾年前汽車這個東西還是專屬於有錢人的玩物，而現在就連福特公司的藍領工人也都買得起瞭。福特不僅贏得瞭市場份額，還創造瞭一個全新的市場。他是流水綫生産的大師，進而也創造瞭世界上第一件大眾消費品。
福特對規模、標準化和簡單化的不懈追求，終結瞭第一次工業革命。從20 世紀初開始，他的大規模生産流水綫被廣泛應用，滲透到當今世界的各個領域。福特公司的成就是巨大的，但此外也齣現瞭許多創新。比如說汽車工業，豐田（Toyota）、通用汽車（GM）等公司在20 世紀都有瞭技術上的改進，但它們仍然要依賴大規模生産綫來製造大眾化産品。蘋果公司（Apple）是全世界最具價值和創新能力的公司之一，雖然它生産的産品有許多是亨利·福特做夢也想象不到的，但福特還是可以準確預測齣這些産品是怎樣被製造齣來的。事實上，從福特開創現代生産的新世界以來，即便加入瞭機器人技術、先進的材料以及計算機建模，生産也並沒有經曆全球性的範式轉變。
現在的問題在於，福特的天纔計劃已經後續乏力。製造業巨頭仍指望通過簡約化和標準化生産來榨取效率。我們也許會感到驚訝，投入瞭那麼多的時間、金錢和智力，現代製造業卻仍然是一個效率十分低下的全球體係。解決這些問題的辦法並不是進一步壓榨。規模化、簡單化和標準化的方法已經被利用到瞭極限，亨利·福特的大規模生産已經窮途末路。但我們也不是完全無計可施。如果福特模式並不是製造業發展的必然方嚮呢？如果齣現一項新技術，給製造業來一個天翻地覆的改變呢？

事情從此變得有趣起來。大規模生産通過不斷提高規模和標準化程度創造瞭大眾市場，比如說生産100萬輛黑色福特T型車。生産的産品越多，它的優勢就越明顯。但3D打印的成本不與生産的單位數量掛鈎，即便産量少也不會虧本，因為它的單位成本是始終不變的。
最初3D打印的成本很高，尤其是與高效的大規模生産模式下低廉的單位價格相比較。今天，3D打印隻有在少數幾種工業生産中纔稱得上劃算，而且3D打印的産品剛開始的質量也很差。但幾乎每一項變革性的技術在推行之初都會有同樣的缺點，更何況它正在快速改進。
從1990 年到2000 年，隨著打印機的質量提高和成本降低，3D 打印應用於工業生産終於成為可能。從那時起，3D 打印主要應用於快速成型。有瞭這種工藝，設計師和工程師可以很快做齣設計樣品。3D 打印快速成型的市場價值迅速增長， 僅在美國就達到幾十億美元。斯科特·剋倫普的斯特塔西公司就是3D 打印機製造商中的佼佼者，市值高達數十億美元。
今天，工業用途的3D 打印機正被用於生産工業部件，其精確度和公差都與傳統製造方式相當。越來越多的企業悄悄開始瞭大膽的試驗，嘗試將這項技術應用於快速成型之外的其他領域，比如用以取代實物庫存的按需生産、快速設計迭代以及定製生産。
成本越來越低、質量越來越高，這種勢頭發展的結果隻有一個—3D 打印獨有的高度的設計靈活性和高超的定製生産能力，將使越來越多傳統製造業的價值鏈變得脆弱不堪。假如成本一樣、質量相當，設計師和工程師都會青睞3D 打印生産為他們提供的高度的設計復雜度空間。而消費者自然也會更喜歡功用和外觀都完全符閤自己需求、能按要求在特定時間和地點生産特定數量的定製産品。隨著價格持續下降， 3D 打印將在越來越多的領域取代傳統製造業。3D 打印正在改變一切。最終，增材製造的興起將把工業革命取得的成就遠遠地甩在後頭。大顛覆已經開始！

前言/序言

時間：2015 年年初。地點：明尼蘇達礦務及製造業公司（3M）明尼阿波利斯總部的一間董事會會議室。這是一傢年銷售額達300 億美元的全球製造企業。

幾個月前，我和米奇?弗裏決定成立一傢從事3D 打印業務的閤資公司。米奇有很深厚的製造業背景，創立瞭全球製造業在綫交易市場—MFG.com。我就是人們所說的那種“連環創業傢”，在好幾個行業中都創辦瞭企業。我倆都對新興的工業3D 打印非常感興趣，覺得這個領域已經引起瞭一些《財富》1 000 強企業的興趣。但對於這個即將探索的新領域，我倆誰也沒有明確的認識，直到那天我們的3M 公司之行。說實話，那天我們都有點兒忐忑不安。

我們嚮赫剋托?多爾頓以及3M 公司的其他高管做瞭自我介紹。赫剋托?多爾頓是公司的常務副總裁，負責生産和供應鏈。這次見麵一開始陷入瞭尷尬的冷場，於是我設法轉入正題：“你們認為3D 打印會對3M 公司的哪些具體的業務領域産生重大影響？”

赫剋托逐一打量在座的董事，沒人吭聲。接著，他從桌子對麵慢慢朝我們探過身來，雙臂本能地彎成弓形，像是要朝我們跳過來。

他說：“不是一個領域。它會改變一切！我們將見證一場史上空前的顛覆！”

一場曆史性的顛覆？

就在那一刻，我腦子裏靈光一閃。我們都把工業革命看成一個開關，工業革命前是一種情形，工業革命後又是另外一種情形。我們都生活在這場曆史性變革之後，在安全又穩固的現代世界。未來也將如此！

但如果不是這麼迴事呢？如果産業的艱難轉型還沒有完成呢？如果再來一次天翻地覆的變革呢？

我的腦子在飛轉，手卻在記錄本上寫下瞭三個字，好像是在喃喃自語：

大顛覆！

一轉眼，半年過去瞭。我和米奇聯係瞭不同行業的幾十傢企業，3D打印對這些企業各有各的用處，但有一點很清楚：原來我們隻是預感這會是一場規模大、範圍廣的曆史性顛覆，現在我們則堅信不疑。我們和世界上越來越多的企業領導者一樣，相信3D打印將極大地改變21世紀的生産方式，比近300年來工業革命帶來的影響還要大。“工業革命的第二次浪潮”正嚮我們湧來，它掀起的浪花已經開始衝刷我們的雙腳。這樣的斷言可能為時過早。話雖大膽，但並非沒有根據。

在這裏，需要簡單解釋一下這項技術的工作原理。想象一下你擺在傢裏或辦公室裏的文件打印機，3D打印機跟它有兩處顯著區彆。首先，3D打印機不用墨，而是用塑料、陶瓷甚至金屬。其次，3D打印機不是一次性印完一頁接著印下一頁，而是來來迴迴地連續打印幾百甚至幾韆次。它每一次都會在原來的基礎上添上極薄、極精細的一層，最後形成一件完整的三維物體。

最令人驚嘆的是：3D打印，又稱增材製造，是在20世紀80年代末纔齣現的。起初它隻被用來製作劣質的塑料物品。現在很多人還把這項技術跟一些新奇的小玩意兒聯係在一起。這些人將會錯過這場顛覆。比如說，現在通用電氣公司已經在用3D技術打印飛機發動機的關鍵金屬部件。這些部件在性能和重量上都有瞭顛覆性的改進，用其他辦法是做不齣來的。由於該技術比傳統的製造方式更具成本競爭力，從製鞋到汽車製造，再到食品藥品製造甚至是房地産，許多行業都有可能受益。這就提齣瞭一個關鍵問題：這場顛覆的範圍究竟會有多廣？

我們真的還不大清楚。我們已經知道3D 打印本身具有巨大的顛覆性，但正如我們接下來將會探討的，3D 打印隻有跟其他新興技術結閤起來，纔有可能完全顯示齣它的影響。3D打印製造與人工智能、超定製（hyper-customization）、計算機生成設計（computer-generated design）和物聯網相結閤的潛力之大，令人難以置信。而且，不要指望3D 打印帶來的顛覆會一下子全部湧現齣來。本書討論的巨大變革需要幾年，有的甚至需要幾十年纔會發生。

但我們要清醒地認識到：成韆上萬的高管已經在摩拳擦掌，未雨綢繆。像這些人一樣，我們相信，任何想要在即將重構的商業世界中發展，甚至僅僅是存活下來的人，都必須馬上瞭解3D 打印及其潛力。

“大顛覆”真的要來瞭，我們避無可避。這不是“會不會來”的問題，而是“什麼時候來”的問題。這就是我們寫這本書的目的：不是要介紹一種像是從科幻小說裏摘抄來的（盡管它確實在科幻小說中齣現過）新技術，讓你嘖嘖稱奇；而是要讓你相信，3D 打印會在你的有生之年，對你所在的行業産生巨大的顛覆作用。

為什麼我們要考慮的問題，不再是會不會齣現一場曆史性的大變革？個中緣由我們會在書中做齣詳細解釋。相反，讀者諸君應該這樣問：“既然變革即將來臨，我和我的組織現在能做些什麼準備，纔能夠不僅存活下來，還能發展壯大？”

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