在過去，傳統的產品生產和銷售一直遵循這樣的流程：發現消費者需求——企業設計圖紙——製作原型——設計製造產品所需的工藝裝備——進行大規模生產——推向市場。

大規模機械化使得工廠在極短的時間內
，即可製造出大量的產品，並改變了數十億人的工作與生活。

但傳統產品生產存在著諸如研發成本高、生產周期長、原材料利用率不足、產品可能會大量積壓等一係列問題。

Source: PHD Ventures, Inc.

今天，隨著互聯網與製造部門、消費者的深度融合，一切都在發生翻天覆地的變化：

一方麵，企業獲取消費者信息的渠道更加簡單快捷
，得以更快地了解消費者需求及市場變化。

另一方麵，物聯網
、傳感器、3D打印
、機器人
、人工智能等技術的應用

，使工廠的生產、管理與運營更加智能化
、自動化。

因此
，產品從設計到大規模生產的流程正在因新技術的應用而發生變化，而以下三大變化將為製造業帶來根本性的變革：大規模定製、開放式創新與智能化工廠。這些變化也將是工業4.0最直接的體現。

1.大規模定製

因成本問題
，個性化和定製化一直是傳統製造業難以施展的領域。而3D打印

、人工智能、新材料等新技術的融合將使企業可以規模化地生產個性化定製產品。

據預測，人工智能隻需將自動化生產轉向自定義配置產品，即可滿足不同消費者的多樣化需求。

3D打印將使得我們直接從設計轉到生產，並具有更強的適應性
，得以加速數量級生產。

3D打印也將成為大規模定製化生產的最大驅動力，而通過結合大量的消費者數據以及人工智能技術，定製化產品可以快速滿足市場需求。

目前，該技術正處於指數級增長階段。據統計


，2015年，增材製造（俗稱3D打印）行業市場規模增長至近52億美元
，價格在5000美元以內的3D打印機在全球銷量超過25萬台。據IDC預測
，到2021年，全球3D打印行業的支出將達到近200億美元。

通過這一技術
，並借助新的設計軟件
，我們可以定製符合解剖學標準的醫用支架、個性化牙科產品
、改裝飛機和汽車零部件，並可以製造諸如傳感器、藥物輸送係統和實驗室芯片應用領域的微型產品。

去年，Adidas與3D打印公司Carbon 3D合作推出了3D打印運動鞋
，將運動員特定的數據和個人緩衝偏好通過3D打印技術融入到運動鞋中。

通過數字光合成（DLS）3D打印技術
，Carbon 3D公司創紀錄地從液體材料中打印成品鞋，並很好的控製鞋子的彈性
、biqiangdujiqitachanpinshuxing。genglihaideshi，zheyixindegongyinenggouzuidaxiandudijianshaoshejiliuchengheyuanxingshejishijian，congerzhijiejinxingshengchan，jiangchanpinshengchanzhouqisuoduanduoda9倍。

3D打印的應用，不僅僅局限在小型商品製造上。2018年4月，荷蘭3D打印公司MX3D完成了世界首座3D打印鋼製橋梁
，並即將安裝在阿姆斯特丹。

MX3D公司使用的六軸機器人手臂可以在空中從任何方向進行打印。這種多軸打印技術幾乎完全消除了傳統3D打印所需的某種物體支撐，為未來的新結構打印開辟了新的方向。

然而
，3D打印技術並非該40米長的橋梁的唯一新技術。為確保這座橋梁的安全性和優化性能，3D打da印yin鋼gang結jie構gou還hai配pei備bei了le一yi係xi列lie傳chuan感gan器qi
，可ke以yi監jian控kong自zi己ji的de健jian康kang狀zhuang況kuang，記ji錄lu下xia走zou過guo它ta的de人ren數shu和he速su度du，並bing測ce量liang空kong氣qi中zhong汙wu染ran物wu等deng數shu據ju，還hai能neng將jiang收shou集ji的de數shu據ju創chuang建jian成cheng一yi個ge數shu字zi橋qiao梁liang模mo型xing
，為wei以yi後hou的de設she計ji提ti供gong數shu據ju參can考kao。

3D打印的應用還遠不止於此。在一個更微型的領域，也就是電子領域，3D打印同樣在開啟一個定製化和按需電子的新時代。

過去
，電子產品生產時，需要手動嵌入電路。然而，通過3D打印技術，我們可以將導電油墨直接在產品中打印成電路，一次就可以完成。

例如，以色列電子3D打印公司Nano Dimension和美國3D打印公司Voxel8等初創公司正在使用導電油墨來打印電路。

通過3D打印技術打印出來的電路熱穩定性高，厚度僅有幾微米，所以不斷發展的導電油墨有可能為硬件生產帶來革命性變化。

總之

，3D打印拋棄了冗長的設計環節、多階段原型設計
、昂貴的工具和統一化的生產
，從而可以大幅度降低生產成本，並將徹底改變傳統工業製造的生產流程。

2.開放式創新

傳統製造企業一般都遠離都市，在設計和研發產品方麵費時耗力，且為了安全起見，隻能在企業內部自行研發。

而隨著創新工廠
、孵化器
、製zhi造zao設she備bei實shi驗yan室shi的de興xing起qi，城cheng市shi正zheng在zai成cheng為wei傳chuan統tong製zhi造zao業ye的de創chuang新xin來lai源yuan。無wu論lun是shi內nei部bu研yan發fa還hai是shi外wai包bao
，從cong產chan品pin設she計ji到dao生sheng產chan技ji術shu，任ren何he人ren都dou可ke以yi介jie入ru其qi中zhong並bing參can與yu發fa明ming。

在過去，我們談論“開放式創新”已經很多年，不少企業也已經通過這一模式獲得了可觀的成果。但受製於技術、社區等限製，開放式創新並未在更大範圍實現。而現在，真正的“開放式創新”正在到來。

在製造業中，當可訪問的用戶界麵出現時，借助類CAD設計軟件和易用的界麵，每個人都可以成為發明家和技術創新者。技術開發也將真正呈現出指數級增長，“開放”將成為製造業的關鍵詞。

硬件工作室和企業孵化器的新生態係統正在城市中心興起。諸如初創企業孵化器Playground Global和開源3D打印公司LulzBot之類的公司正在不斷壯大
，為自由創業者提供了優越的物理辦公空間和製造能力。

2015年，Android之父Andy Rubin聯合其他人成立了Playground Global孵化器，為初創企業提供包括業務、辦公空間以及機械設計的各種指導，並幫助他們解決材料、工程、製造
、供應鏈管理、分銷等問題。

通過提供內部專業技術來交換小型股權

，硬件生態係統實驗室Flex Lab IX幫助數十家創業公司構建變革性技術，例如無人機係統、超薄電池、智能頭帶等。

正如美國工業設備製造和工藝設計及測試供應商Bestronics的首席執行官Nat Mani所說：“我wo們men越yue來lai越yue多duo地di尋xun求qiu與yu初chu創chuang企qi業ye的de合he作zuo，將jiang其qi作zuo為wei業ye務wu發fa展zhan的de一yi種zhong形xing式shi，同tong時shi也ye要yao保bao持chi在zai新xin技ji術shu領ling域yu的de領ling先xian地di位wei。這zhe些xie初chu創chuang公gong司si經jing常chang在zai嚐chang試shi我wo們men需xu要yao知zhi道dao的de新xin事shi物wu。”

美國3D打印解決方案提供商3D Systems和工業級3D打印解決方案供應商Stratasys等行業巨頭也正在接受分布式製造這一新模式。

憑借其連續構建3D演示器
，Stratasys提供了一個模塊化3D打印機牆，所有打印機均通過雲端工作並進行集中控製。

風險投資基金Bolt則為那些進入Y Combinator和其他加速器的初創公司提供原型設備實驗室，並幫助他們開發產品。Kickstarter等眾籌平台也為創業者提供了初始融資服務。

suizhefenbushizhizaohezidonghuazhizaochengbendexiajiang，weilaikaifangshichuangxinshejiyuyanfajiangchuxianbaozhashizengchang，erchuantongzhizaoshangdechanpinyanfamoshijiangshoudaofeichangdadetiaozhan。

3.智能化工廠

對於一家成熟的製造企業
，工業物聯網
、人工智能
、協作機器人和Li-Fi將是走向未來製造業必須具備的前沿技術。

智能工廠也將成為未來製造業的終極方向。隨著新型傳感器
、機器學習工具和檢測無人機等技術的應用
，工廠設備不僅能夠立即自主糾正錯誤
，生產過程也能實時滿足不斷變化的需求。

作為工業物聯網領域的領先企業
，美國公司TE Connectivity設計和製造高度精密的連接器、傳感器和電子元件。從醫療行業到家電行業，從航空航天到國防等領域，TE的產品實現了機器間的通信。

而在更偏僻的地區，機器對機器的通信尤為重要
，因其可以允許在智能機器人之間分散傳輸數據。例如
，區塊鏈物聯網初創公司Filament正在利用低功耗工業傳感器和區塊鏈來推動該領域的發展。

物聯網通訊初創公司Kepler Communications則利用小型的衛星矩陣取代傳統衛星通訊，為偏遠地區的工廠實現工業物聯網設備之間的通訊。

智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)轉(zhuan)換(huan)數(shu)據(ju)，實(shi)現(xian)與(yu)製(zhi)造(zao)設(she)備(bei)間(jian)的(de)通(tong)信(xin)，並(bing)在(zai)性(xing)能(neng)或(huo)安(an)全(quan)受(shou)到(dao)威(wei)脅(xie)時(shi)關(guan)閉(bi)設(she)備(bei)。工(gong)業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)也(ye)使(shi)得(de)我(wo)們(men)能(neng)夠(gou)分(fen)析(xi)生(sheng)產(chan)配(pei)額(e)，進(jin)行(xing)預(yu)測(ce)性(xing)維(wei)護(hu)並(bing)遠(yuan)程(cheng)輸(shu)入(ru)設(she)計(ji)。

對於大型製造商而言，產品召回是最昂貴最可怕的災難，而人工智能的應用，則可以將產品召回的風險降到最低。

矽穀人工智能初創公司Landing.ai開kai發fa的de用yong於yu生sheng產chan線xian的de機ji器qi視shi覺jiao工gong具ju，可ke以yi發fa現xian人ren眼yan無wu法fa看kan到dao的de電dian路lu板ban和he產chan品pin中zhong的de細xi微wei缺que陷xian。通tong過guo精jing確que的de現xian場chang質zhi量liang分fen析xi，即ji時shi反fan饋kui錯cuo誤wu，與yu工gong業ye物wu聯lian網wang相xiang連lian的de機ji器qi可ke以yi在zai發fa生sheng任ren何he損sun失shi之zhi前qian暫zan停ting生sheng產chan，從cong而er避bi免mian進jin一yi步bu的de損sun失shi。

Instrumental
、Maana和Augury等創業公司通過收集和分析由物聯網生成的海量數據
，使用機器學習技術來檢測設備和機器的異常與風險，並提前預警。

美國工業物聯網解決方案提供商Augury開發了一套完整的傳感器套件
，通過工業物聯網分析機器的聲音變化，以此發現機器的異常情況。

隨著雲連接

、協作機器人能夠實現自主管理，未來的工廠將實現全自動化運行。

美國無人值守3D打印工廠Voodoo Manufacturing擁有世界首個功能齊全的、機器人操作的3D打印機群——Project Skywalker。這一係統通過專業軟件
，將9台3D打印機和一個機械臂組合在一起。

該係統可以自動移除和更換一台3D打印機的構建板
，然後繼續打印過程。而傳統生產中，移除和更換構建板需要占用員工約15％的時間。

這一係統還可以實現24小時自動運行，無需人員監控。而通過大規模部署Skywalker，其位於布魯克林的工廠產能提高了400％。

這樣的技術與模式將徹底打亂傳統製造業的生產模式。

3D打印機、協作式3D打印機群、聯合機器人、管理3D打印機的機器人
、構建機器人的3D打印機，所有的這些隻不過是一個開始。

在未來，傳統製造的物理限製和空間限製將不再那麼重要，設計
、生產將更加扁平化、更加開放。在此背景下

，製造業巨頭和新興創業公司都將擁有前所未有的發展機遇。