制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)兩個(gè)被提到最多的概念非工業(yè)4．0和3D打印莫屬。前者代表著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代工業(yè)生產(chǎn)的未來(lái)圖景，后者則完全顛覆了傳統(tǒng)生產(chǎn)的加工裝配方式。兩大新型制造路徑如何演進(jìn)，未來(lái)的交集在哪，能否產(chǎn)生顛覆式產(chǎn)業(yè)變革？本文綜合一些研究結(jié)果與各位分享。

3D打印并非嶄新概念。

第一代3D打印機(jī)誕生于80年代中后期，主要是以能夠打印模型為主，到了后期以開(kāi)發(fā)模具為主，逐步演變?yōu)榭焖僦圃臁６壳八f(shuō)的3D打印，更多是在最近幾年由模具模型發(fā)展到能夠打印出高精度的功能性產(chǎn)品，以“增材制造”為本質(zhì)的3D打印2．0。

工業(yè)4．0更多是一種生產(chǎn)模式變革。

工業(yè)4．0其實(shí)是一個(gè)德國(guó)政府提出的高科技計(jì)劃，號(hào)稱是第四次工業(yè)革命。一般理解，第一次工業(yè)革命是利用水力及蒸汽的力量作為動(dòng)力源，第二次工業(yè)革命則使用電力為非常出名的大量生產(chǎn)提供動(dòng)力與支持，第三次工業(yè)革命則是使用電子設(shè)備及信息技術(shù)（IT）來(lái)校除人為影響以增進(jìn)工業(yè)制造的自動(dòng)化。德國(guó)聯(lián)邦教育及研究部和聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)及科技部聯(lián)合資助的工業(yè)4．0計(jì)劃投資2億歐元，用來(lái)提升制造業(yè)的電腦化、數(shù)字化、與智能化，其本質(zhì)是通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)—信息物理系統(tǒng)（Cyber－Physical System）相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。

工業(yè)4．0可以分為三大主題，一是“智能工廠”，重點(diǎn)研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及過(guò)程，以及網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的實(shí)現(xiàn)；二是“智能生產(chǎn)”，主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等；三是“智能物流”，主要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、務(wù)聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有物流資源供應(yīng)方的效率，而需求方，則能夠快速獲得服務(wù)匹配，得到物流支持。

現(xiàn)階段工業(yè)4．0與3D打印并無(wú)真正交集，但未來(lái)呢？

雖然智能生產(chǎn)中納入了3D技術(shù)，但就兩個(gè)概念本身，在演進(jìn)路徑上還沒(méi)有產(chǎn)生真正的交集。直到今天，3D打印機(jī)依然還是孤零零的一臺(tái)機(jī)械設(shè)備的存在，速度問(wèn)題、穩(wěn)定性問(wèn)題、材料問(wèn)題仍在困著這3D打印的規(guī)模化應(yīng)用，充其量只能算是工業(yè)4．0在制造方式上的一個(gè)選項(xiàng)而已。

但未來(lái)，隨著機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，活體油墨、智能材料的不斷完善，智能3D打印時(shí)代必將到來(lái)，真正成為智能制造不可或缺的一部分。未來(lái)配備“3D打印技術(shù)的機(jī)器人將變得更加智能化，自動(dòng)化程度也將顯著提高。它將會(huì)按照設(shè)計(jì)好的圖紙自行加工、配送原材料、自我校正、后處理、檢測(cè)、包裝”，“3D打印的后處理數(shù)字化流程將得到優(yōu)化，一方面利用3D打印技術(shù)加工一些金屬零部件，同時(shí)，利用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行后處理，將兩種技術(shù)融合，集成在一個(gè)平臺(tái)”。或許到那個(gè)時(shí)候，按照工業(yè)4．0標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的智能工廠將會(huì)遍布各種3D打印機(jī)器人，從想法到產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)時(shí)間將大幅縮短。