如今，企業運營處處都離不開數字技術。商業大師傑里米·裡夫金（Jeremy Rifkin）認為數字技術是“第三次工業革命”的一個重要支柱1。數字技術不僅是傳統商業模式的顛覆者，也是新商務渠道和客戶關係的締造者。據思科系統公司（Cisco Systems, Inc）估計，從現在到2022年，“數字化顛覆技術”將創造約14.4萬億美元的潛在價值2。
埃森哲認為，全球性數字化網路簡化並加快了產品、材料、零部件以及更重要的一點——資訊之間的流通，從而構成了一種新的生態系統，而數字化供應網路（DSN）正是這種新生態系統的支柱（見圖1）。
圖1 線性供應鏈正在向環狀數字供應網路轉變，從而讓運營流程更靈活
數字化供應網路不僅能幫助企業更快、更有效地合作，還能讓企業隨時隨地呼叫大量資訊。依託於數字化供應網路，3D列印技術可以顯著提高產品迭代速度；並以經濟可行的方式實現商品及零部件的大規模定製；而所有這些都會促使企業以全新的角度思考製造、供應鏈管理和客戶服務。
本文將從三方面探討3D列印技術如何藉助數字供應網路推動創新、創造價值以及顛覆傳統商業及運營模式。
1 第三次工業革命。
2 思科公司報告：《擁抱萬物互聯，抓住14.4 萬億美元的潛在機遇》。
3D列印技術入門
3D印表機利用增材製造技術，而傳統制造基本採用的是減材工藝，在鑄造、塑模、成型、拋光和組裝部件的過程中通常會產生廢料，而相同的部件使用3D印表機可以一次性流暢成形，基本無廢料。
3D列印最常見的方法是熔融沉積成型法（FDM），即用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）和聚乳酸（PLA）等塑料列印出不同的形狀。將材料加熱至熔融態後，隨著噴嘴沿著XY軸的機械移動，分層向下擠出。隨後，噴頭略微上升高度，重複操作。
對於帶懸垂結構的物體，製造商可使用多種列印材料。其中一種材料可以起支撐作用，並且在後續處理過程中可以輕易去除。其他技術，如立體平板印刷和鐳射燒結，則是利用鐳射將合金或粉末精確加熱，再使其固化。這些鐳射技術可有效使用FDM無法處理的金屬材料。無論是塑料還是金屬材料，3D印表機的壓力和溫度閥值都會越來越高，而且由於無需焊接，許多產品比之前通過工程設計生產出來的產品還要堅固。
過去，3D印表機主要用於模型製造，所以市場較小。不過，隨著新應用不斷湧現，市場需求逐漸增加，也帶動了價格下跌。預計未來，企業的3D技術投資會側重在速度、精確性和輸出能力提升方面，從而使3D印表機更大批量地製作更復雜的產品。
最近，美國能源部橡樹嶺國家實驗室（Department of Energy’s Oak RidgeNational Laboratory）和辛辛那提機床製造商宣佈了一項合作。雙方將研製一種新型3D印表機，其速度是目前大多數印表機的200至500倍，體積是現有印表機的10倍。此外，隨著鐳射燒結等技術專利的到期，預計未來將湧現出更多的創新。3D印表機與傳統減材製造工具相結合，製造出的金屬零部件不僅可以媲美甚至能超越傳統技術生產出的產品。而採用3D列印技術，用料更少，產品形態各異而且更輕巧。例如，通用電氣正在“列印”的噴氣發動機托架，重量上較之前輕84%。
3D列印改變製造業格局
史泰博公司（Staples）和亞馬遜公司已經推出了初級3D列印服務，實現了消費產品的即時生產。通用電氣油氣部門計劃用3D印表機試生產燃氣渦輪的金屬燃料噴嘴。福特汽車公司用3D列印技術製作汽缸蓋、剎車片、換擋手柄和排氣口等汽車零部件的模型。加利福尼亞州的一家公司甚至嘗試用3D印表機建造房屋。除此以外，3D印表機還被用於列印醫用移植體、珠寶、根據球員腳型定製足球靴、燈罩、賽車零部件、固態電池以及定製化手機等。
可見，3D列印技術的應用不斷擴充套件，並呈快速增長之勢。根據沃勒斯聯合公司（Wohlers Associates）和德意志銀行的研究，2010年到2014年，3D列印市場翻了一倍多，且年複合增長率高達27%。傑弗瑞投資銀行（Jefferies LLC）預計，至2021年，3D列印市場的年複合增長率將超過22%；沃勒斯估計，到2021年，3D列印市場的規模將達到60億美元。
同個人電腦和網際網路剛剛問世時一樣，雖然3D列印技術潛力無限，但現階段還無法完全釋放出來。不過，在某些領域，3D列印技術確實帶來了潛在機遇，比如製造業。因為3D列印技術令數字世界和現實世界之間的界限變得模糊，而在埃森哲看來，這正是顛覆了很多產業的主要力量。
快速模型製作與批量定製
製造業的傳統優勢是快速、高效、大批量地生產相同或相似的產品；而小批 量和定製化生產卻一直是個難題。3D列印技術徹底改變了這種模式，雖然3D打 印目前還不適合進行大批量生產，但它在生產過程中無需特殊的模具、夾具等工 具，因此可以解決小批量生產的經濟性問題。3D印表機收到產品的數字化引數後 便可以進行製作，還可以根據實際需要隨心所欲地調整數量。因此，3D列印技術 將改變模型製作流程，把批量定製帶到一個全新水平。
許多行業都已將3D印表機用於模型製作——3D印表機不僅為他們節省了時 間和大量開支，還能生產出更好的產品。以某消費品公司為例，該公司以前在 一個地方生產一件樣品要4天時間，然後還需要把這些樣品運送到各個工廠。如 今，給設計師和工程師配備了3D印表機之後，藉助成熟的數字化網路，該公司旗 下每家工廠都可以在當地列印出一樣的樣品，然後及時有效地溝通設計意見，並 基於反饋意見做出修改。結果，模型製作時間減少了75%，現在設計人員可以將 大部分精力集中在產品設計上，而不是像過去那樣花在反覆溝通、修改模型和協 調運輸方面。
在批量定製方面，3D列印技術同樣大有可為。假設一個消費者要買一把新 的門把手。在過去，他的選擇侷限於已經設計好的成品，因為這種方式對於生產 者而言是最經濟、最高效的，但對於消費者而言，這些產品有時卻無法滿足自己 的特殊需要。
藉助3D列印技術，批量定製變得可行。比如，專業設計師可以把自己的設 計上傳到類似於蘋果應用商店的地方，這樣只要有3D印表機，消費者就可以檢視 各種設計，然後基於個性化需求製造出特定款式的產品。這個過程正是3D列印技 術和數字供應網路大顯身手之處；數字供應網路可以儲存、傳送和促進資訊的解 讀，而3D列印技術可以把這些數字資訊變成實物。
歸根結底，3D印表機幫助企業縮短了製作零件模型和改進設計的時間，並 節約了相關成本，還能以更經濟的方式為每類產品分別製作模型，從而兼顧到不 同的尺寸和配置要求，最終推出多個產品線。隨著更多的公司搭建起自己的數字 供應網路，未來將有更多的產品設計方案輕鬆地在企業間分享，從而匯聚設計 師、供應商、製造商、物流人員、商業夥伴甚至客戶多方力量，以更低的成本生 產出更好的產品。
打造數字化新生態系統 滿足3D列印技術需要
數字技術正在改變產品設計、製造、評估、購買和消費方式，這點已經成為 共識。然而，數字技術對企業戰略、產品質量、資訊保安、售後支援甚至商品化 究竟會有怎樣的影響？目前還沒有明確的答案。
目前數字技術可以將設計師、供應商、製造商、物流人員和消費者有效地連 接起來，很難想象未來數字供應網路還將如何演變。我們知道它擁有巨大的顛覆 性潛能。想想數字化給出版、音樂、攝影和電信等行業帶來的巨大變化。例如， 過去音樂都儲存在唱片、磁帶或CD等實體介質上，而今，大部分音樂都轉為數字 格式，於是誕生出一個完整的數字供應鏈：從作曲、錄音、到發行再到消費，完 全顛覆了舊有模式。
對在位企業而言，數字化帶來的機遇遠遠大於挑戰。隨著更多零部件有了數 字化檔案存檔，企業能夠更好地在組織內外展開協作。以3D列印為例，一個統一 的平臺能連線起原材料供應商、物流和製造商，它們之間可以共享設計文件，從 而加快決策程式，生產出新的、更好的零部件，加快生產和交付時間。而得益於 創新的零部件設計、更低的貨運量和運輸成本、更多的生產和外包機會以及大規 模定製的可能性，未來很有可能會催生出一種新的經濟模式。
憑藉適當的數字版權管理技術，新生態系統下的版權所有者也無需擔心版權保護問題。一旦部件生產出來，先進的掃描技術可以保障產品品質。最終，數字 供應網路將成為上下游企業建立基於合同或臨時性生產關係的渠道，從而降低企 業風險，使其能夠快速應對需求變化。總之，3D列印簡化了產品以及產品零部件 的製造，真正做到隨時隨地滿足客戶需求。
要想充分利用這些創新，需要建立一個全新的“製造業數字生態系統”，來 支援全新的產品設計和生產方式，從而共享設計內容，讓生態系統中的企業甚至 客戶都能夠自行生產。在這種情況下，企業可以使用3D列印技術為顧客開發高度 定製化的產品。比如，某位顧客想把房子改建成西班牙歷史上特定時期的某種風 格，設計師和承包商可以不受工作的地域限制與顧客無縫協作，共同製作模型， 完善並最終“列印”出窗戶、門、五金部件等。
企業運營新視角
這種按需製作零部件及產品的方式能從根本上改變公司的內部運營模式。 在很多行業，3D列印都可以降低產品運輸量，以及改變原材料運輸本身及其目的 地。企業須明確哪些產品 （或零部件）可以列印，以及需要改造哪些製造、裝 配和貨運環節，而企業和第三方合作伙伴的關係也將大不同：物流服務供應商可 以在中央倉庫為客戶提供3D列印服務。這樣，製造商就可以把數字模型的版權賣 給物流公司，後者只要在當地列印出產品後再交付給客戶即可，而無需再將產品 從一個地方運到另一個地方。這一場景給商業教科書的 “延遲戰略”提供了經 典案例。
3D列印和數字供應網路讓人們可以從多個角度重新思考供應鏈管理中的延 遲戰略。其中一個角度是制定“準時制部件替換”策略。隨著生產裝置的老化， 企業很難做到在倉庫中儲備充足的備件——尤其是鑑於供應商可能不會把原先的 設計和模具全部儲存下來。但是通過數字供應網路，3D列印技術可以幫助企業 解決這一問題，讓企業只有在需要時再去生產零部件，從而解決了備件斷供的問 題，以及緩解庫存的資金佔用情況。
例如，要修理機器或是車輛故障，使用者可以購買所需部件的CAD圖紙，用3D 印表機自行製作，而無需找供應商特別定製。隨著交付提速和成本降低，這可能 意味著：已經停產或者很難找到的零部件突然又能找到了。就像用DNA技術讓已 經滅絕的物種復活一樣，3D印表機可以通過掃描已經停產但仍有需求的零部件讓 “恐龍”獲得重生，“列印”出新的零部件。
這樣做顯而易見的優勢是將停工期縮至最短。而在庫存管理方面帶來的益處 更大，因為幾乎每個庫存量單位（SKU）都有有限的存放期或是達到某個時點， 繼續佔用物理空間將不再划算。
企業儲備數字印表機而不是零部件，同時配以數字系統，用於接收和儲存相 關模型的文件，從而讓企業以經濟便捷的方式，獲取大量不同種類的零部件，這 些零部件只有在需要時才會生產。設想一個製造商或物流服務供應商，經營一支由飛機、卡車和廂式貨車組成的運輸隊。如果其中一個運輸工具出 現故障，那麼整個運輸隊的運輸能力就會下降。然而，該公司若是 能與運輸工具製造商達成協議，獲得相關零部件的3D模型資料，就 能降低停工時間，只需付出“列印”和安裝替換備件的時間。
建立內部零部件延遲專案的第一步是瞭解哪些零部件適合用 這種方式管理。方法是，從產品生命週期管理（PLM）系統中提取 “製造成本”和“製造所需時間”等資料，並進行印表機的可行性 評估。評估需要關注零部件規格以及3D印表機是否有能力複製這些 規格。關鍵引數包括尺寸、材料型別和必要的操作壓力以及溫度閾 值。至此，可以拿到一份初步可列印零部件清單。此外，若能量化 3D列印相對於減材工藝的優勢（如加快交付速度，降低物流成本， 提高質量），進而探尋新材料的使用和設計，或可帶來更多機遇。 通用電氣就是很好的例子，該公司將噴氣發動機噴油器作為一個單 獨的元件通過3D列印再造，而不是像以前那樣用20個零部件進行組 裝。
3D列印技術的另外一個作用是促進可持續生產。比如，某零 售商一下子收到了一大批貨物，零售商必須以較大折扣甩賣，否則 就得將貨物再退給製造商，從而增加了某一方的運輸成本。然而， 如能重新設計運營流程，由當地貨運商或零售商將貨物按需列印出 來，上述結果都可避免。此外還需要建立各種機制，確保可以隨時 將原材料用於生產其他產品或銷路更好的新設計。無論是哪一種情 況，都能避免浪費、降低貨運量並減少環境負擔。
名詞解釋
延遲策略是指儘量延遲產品的生產和最終產品的組裝時間，就是儘量延長產品的一般性，推遲其個性實現的時間。延遲策略能將供應鏈上的產品生產過程分為“不變”與“變”兩個階段，將不變的通用化生產過程最大化，生產具有通用性的標準部件，當接到客戶訂單時，企業便能以最快的速度完成產品的差異化過程與交付過程，以不變應萬變，從而縮短產品的交貨提前期，並降低供應鏈運作的不確定性。
讓理想照進現實
只要谷歌一下“3D列印”，就能看到這種強大技術在當下和 未來不計其數的應用場景。3D列印技術目前在理論上擁有無限可能 性，這場景堪比20世紀下半葉計算機、智慧手機和網際網路帶給人們 的遐想。
當然，遐想總是比實際行動容易得多。真正行動的話，企業需 要搞清楚如下的問題：什麼樣的想法真正切實可行？哪些考量指標 至關重要？哪些計劃最值得仔細研究？需要哪個層面的戰略和運營 改造？以上問題需要紮實的專業知識、審慎的研究和大量的工作。
一個簡單但有效的思路可以指引企業對3D列印和數字供應網 絡進行初步探索，這個思路是：
當前研究的這種技術能否幫助組織變得更……
互聯？ 是否有助於提高流程的實時可見性和無縫協作？
智慧？ 能否帶來更多可執行的洞見、自動化執行和加速創 新？
可擴充套件？在何種程度上幫助公司提高效率，增加靈活度？
快速？能否幫助公司更主動，更快響應，並且提升延遲戰略？
為幫助企業抓住3D列印技術帶來的契機，埃森哲開發出一套 診斷工具，用於判斷哪些零部件和產品可用於3D列印。該方法覆蓋 多種商業價值槓桿，如備貨週期和單位成本——從而有助於幫助企業建立起3D列印的商業專案（見圖3）。
圖3 將3D列印技術融合到現有業務的路線圖
隨著新應用的不斷湧現，3D列印技術在推動增長、盈利和 提升競爭優勢等方面似乎具有無限的潛力。希望通過本文的深入 分析，企業能對3D列印技術短期和長期影響有所瞭解，從而開 啟您的3D列印之旅。