什麼是新工業革命?

七月 24, 2013
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我們身處於革命時代,有人稱之為「新工業革命」—由電腦和製造技術的結合所帶動,而家用3D成型機顯然是這波潮流的全明星—如同典型的RepRap及其數以百計的衍生品,這個領域具有相當大的能量——棒呆了。然而,在發展的過程中,周圍的吹噓和炒作卻使得許多應該要完成的工作被分散注意力了。

數位工業是真正的潮流

3D成型很棒,但(正如我下面所說的)它只是解決方案的一小部分,我們實際上所面臨到的課題可是遠大於任何一種製程,也就是一般所謂的工業數位化——從數控銑床、到工廠自動化系統,一路到全系統整合,這超出現今傳統的經典技術範疇之外。藉由將軟體的構想應用於這個領域之中:自動化、抽象化、標準化等等,賦予更多族群解決這世上種種問題的可能性。

3D成型是數位上癮的入門藥

容易取得的3D成型正被宣揚為能夠快速改變工業的新技術,它已經在原型製作上有卓越的成就,然而仍然有許多工程上的因素導致無法應用於大部分的量產上,下面的「從來沒有量產過」會解釋原因。

3D成型令人興奮,並不是因為未來會應用於量產上(這點被過度炒作了),而是因為它是讓人們對數位工業上癮的入門藥。我們觀察到越來越多的製程,連同他們的開放原始碼控制硬/軟體都一併數位化了,在3D成型爆發之前幾乎沒這個情形。

分佈式製造行不通

短期內,分佈式製造的論點還站不住腳,並不是因為環境、價格、或甚至是時間的關係,問題出在我們還沒有辦法克服可行的最小規模經濟的問題 – 也就是說,效率生產的最小規模還是未知的。效率反映各種面向的問題:持續性、價格等等。下一段「從來沒有量產過」會解釋得更清楚。

分佈式製造反倒是已經運用在原型製作上,未來也必定是不可或缺的。單單看像駭客空間、TechShop這些地方,你會發現製作原型的方法漸漸統一了。在這裡行得通的原因主要是因為我們只專注在時間上,產品重覆製做越多次的話,成品也會更好——這裡需要的是時間效率,而不像量產時所著重的壓低成本。

從來沒有量產過

你曾經看過用噴墨印表機來做大量印刷嗎?Amazon是用一大堆的HP來印他們的書嗎?怎麼可能!他們有非常專業的機器來做這些事,這在工程上也是一樣的情形,不要忘記老話一句:「好、快、便宜——你只能選兩個。」這在所有的工程問題上都是一樣的,當你做到最「好」和最「快」,那麼你犧牲掉的就是「便宜」——這就不是量產(只有少數人能夠擁有它)。

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MakerBot Replicator 2x:適合做原型,但不適合用來量產?

這也不會是最終結局,科技不論在專業化或在量產上都在進步,專業化的技術和製程是開發來用於解決特定的工程問題,這使他們較不彈性,不利於其他製程。所以是的,你或許可以用原型等級的3D成型機來大量生產,但其他人會做出更大、更快的成型機,用一張大單在單價上擊倒你——但他們的資本成本會很高。

這也意味著非3D的成型製程會持續進步,現在的趨勢正處於前所未有的高度專業化製程。今日的設計,不論好壞,是要盡可能地互相超越,並將Apple瘋狂的製程視為理想目標,或者是說朝向非自動化的手工美學邁進。這同時意味著我們看到設計並不是變得更簡單了,而是更為專業了—代表你需要更多的機器及專業技術—導向更為小眾的方向。

機器成本不重要

大家在CloudFab上問到為什麼我們系統上沒有MakerBots? 而當我告訴他們是因為太貴的時候都嚇到他們了,MakerBot最貴的部分是它需要全神照顧,並且一次只完成一件(並且有非常高的失敗率),然而工業SLS機一次產線的產出可以製造出1,000 件,並且只需一小部份的工時來完成設定 / 卸貨,因為機器本身將它分散成很多部分。

在做原型時,成本極度重要,這讓每個人能夠容易取得,這也是MakerBot在這裡存在的意義,反觀量產工具,機器的生產效率(台數 / 金額)則是比資本成本來的重要。

人工在製程當中是昂貴的部分,這是為什麼我們移往中國,如果你要在這波潮流中留下痕跡,你必須專注於系統/程序上:機器運轉極大化、減少人工和原料成本等等,這是為什麼Shapeways買了機器卻不是買RepRaps。現在量產還有很大的進步空間,其中少數需要新機器。

CAD不是問題

取得CAD工具對製作硬體來說不算個問題,你很容易就能在The Pirate Bay非法下載到SolidWorks,而這個軟體很不錯。開放原始碼CAD還沒有重大的改變,用起來還可以,但還不至於超越SolidWorks或是其他相似的CAD軟體。訓練同樣不是問題,早就有一堆的教學影片—我很快的在幾天內靠著自學就能夠做出零件和配件了。我相信大部分的人只是懶惰而已—或說業餘愛好者和想認真完成專題的人是不同的市場。

業餘愛好者工具(像是123D)比較像是為了這個目的——與其說是日常所使用的工具,它其實比較像是Rhino的腳本,而像TinkerCAD這類的軟體則是能夠幫助你快速得到可成型3D模型的應用軟體,但是當你的進度越接近量產,你會越需要傳統的CAD軟體包。

CAD工具仍然被成堆的問題所環繞:相互合作、設計規則檢查、成本估算、模擬等等,這些都是困難的問題,且絕對令人痛苦無比地延後進度。像是Upverter這類的公司試著將CAD工具、模擬,或可能甚至連製造都一併整合起來 – 這是我看到最有趣的方向,機械設計CAD軟體在瀏覽器裡較難使用,但我看到垂直整合公司發展出類似從設計到生產這樣一條龍製程的未來。

重回垂直整合

80和90年代商學院的主流學說都在告訴我們將所有非競爭核心的東西外包出去,這在警衛工作、法務這類的工作上行得通,但將製程外包出去可有些難度了。是的,我們通常沒辦法建一間自己的工廠,但他通常也是唯一能夠達成結果的唯一方法。其中一個很大的問題是,經由迭代設計的循環過程中所創造出來的組織知識,幾乎在所有的外包專題中都遺失了。

現在一些最令人關注的公司裡,要不是非常垂直整合,不然就是基本上算是垂直的公司。一個早期的好例子是現代汽車,為了要在他們的汽車上使用特有的鋼鐵,它們建造自己的鋼鐵工廠。當然特斯拉汽車和太空探索技術公司(SpaceX)也都在內部自行製造超過90%所需的零件。

就算大家把富士康代工蘋果這類的事情小題大作了——他們實際上卻是整合得非常全面,蘋果並未遺失任何細節而被富士康獲取情報。蘋果知道製造對他們未來的設計至關重要,但是富士康清楚像蘋果這個水準的公司要只用富士康內部知識來報復像三星這樣的公司有多困難,這讓蘋果基本上還是垂直整合,但並不需要擁有自己的工廠——他們將勞工、政商關係等責任直接轉嫁給富士康,因為他們比蘋果更具備當地的知識。

不要再做沒意思的3D成型機了

每當我看到有人做出「新」3D成型機,而它又只不過是RepRap或MakerBot的衍生設計時——它絲毫激不起我的一點興趣,只有新的加工技術、優秀的介面或極低的價格才能吸引我的注意力,FormLabs就是能滿足這三個條件的一個好例子–這是他們能夠取得如此大的成功的原因。如果你在尋找問題:做一台廉價的雷射切割機、數控銑床或是機械手臂——而不要只是在大家都有的東西上做些小修改。

這篇文章首度發佈於我的網站上。

[原文]

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