3D打印機改變了制造業的游戲規則

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自2008年國際金融危機爆發以來，如何走出危機實現復蘇就成為全球性的爭論，為此也引發了國外諸多學者關於“第三次工業革命”的討論。第三次工業革命不同於18世紀后半葉以英國紡織機械化為標志的第一次工業革命和以20世紀初福特汽車公司大規模生產流水線誕生為標志的第二次工業革命，它以數字化制造及新型材料應用為代表，建立在互聯網和新材料、新能源相結合的基礎上，將使全球技術要素和市場要素配置方式發生革命性變化，也將推動人類社會進入個性化制造的嶄新時代。

“第三次工業革命”的實質是內涵豐富的、多層次的，是已經發生突破但仍處於演進中的工業系統變革

關於“第三次工業革命”，不能簡單理解為由3D打印、計算機模擬等個別新的制造技術和設備的出現和應用引起的整個工業系統的突變，其實質是一個內涵豐富的、多層次的，是已經發生突破但仍處於演進中的工業系統變革。

“第三次工業革命”的突破性表現在已形成了一個“多維、立體”的新生產制造技術體系及技術經濟范式。這個體系的底層是高效能運算、超級寬帶、激光粘結、新材料等“通用技術”，中層是以人工智能、數字制造、工業機器人為代表的制造技術和工具，高層是應用了前述新的通用技術和制造技術的大規模生產系統、柔性制造系統和可重構生產系統。這個體系的有效運行形成了全球化生產、個性化制造、社會化制造等新的技術經濟范式。

“第三次工業革命”的演進性表現在這場變革還處於“梯度、漸次”推進過程中。例如，高效能運算、虛擬設計與制造是近期跨國公司加速推進、應用的先進制造技術，3D打印技術的發展處於由傳統日用消費品、醫療器械向汽車、航空等新領域快速滲透的階段，而可重構生產系統是以美國為代表的先進工業國家為迎接全球制造和個性制造、為解決大規模定制系統無法很好地解決產品成本和產品多樣性、產品性能之間沖突所做的戰略性技術准備，目前仍然處於科學研究和概念設計的階段。

國外的科學家、未來學家和媒體之所以在今天大肆宣揚“第三次工業革命”的概念，並不是因為前面提到的基礎制造技術剛剛出現，事實上，這些基礎制造技術的發明和工業應用大多已經經歷了幾十年的時間﹔而是由於經過了長期的科學探索和技術積累，這些基礎技術的技術成熟度和經濟成本已經達到了使其在制造領域進行較大規模應用和推廣的水平。其中，作為現代制造技術系統中最底層技術的信息技術的快速進步使得信息存儲、傳輸和處理成本的幾何級數下降是主要原因。例如，1992年，1M數據的平均傳輸成本為222美元，但到2010年，大幅下降到0.13美元。

目前以美國、德國等制造業強國為代表的國家最為關注，同時也集中資源加大技術突破和應用的領域是高效能運算技術突破和平台建設。美國競爭力委員會提出將高效能運算定義為“改變全球制造業游戲規則的機器”，並建議通過政府企業的積極合作來推進美國“計算資源”的協調和整合，將美國的前沿計算能力轉化為制造業競爭力。之所以將高效能運算作為美國先進制造技術的突破口，一方面是因為高效能運算與美國的信息技術優勢銜接，另一方面，高效能運算可以大大提高新產品的開發能力，從而提高美國制造業的競爭力。目前，美國、德國和日本等國已紛紛出台計劃和政策，加大對高效能運算的研發和應用支持。