エコノミスト、2012年: 3Dプリンターが第三次産業革命をもたらす

2012 年 4 月 21 日に発行された英国の雑誌「エコノミスト」では、現在世界の産業部門が経験している第 3 次産業革命について具体的に論じ、3D プリント技術を取り上げました。それ以来、3D プリント技術は世間の注目を集めるようになりました。この記事の記述は、今日でも非常に先進的であると言えます。南極熊が情報を整理していたところ、この記事の中国語翻訳版を見つけ、再び熊愛好家に共有し、皆が初心を心に留めてくれることを願った。この記事は南方張華のブログから引用したものである。

全文：

フランクフルト展示センターは、ドイツで数え切れないほどの見本市が行われる場所です。この不規則な形をしたコンベンションおよび展示センターの外には、高さ 21 メートルの動く彫像「ハンマーマン」が立っています。ハンマー職人はハンマーを持ち、腕を着実に上げ下げして金属片を鍛造します。像の作者であるジョナサン・ボロウスキ氏は、労働者は頭脳と手を使って私たちが住む世界を創造していると語った。この話はよく知られています。しかし、労働ツールは製造業の未来を変えるほどの大きな変化を遂げています。

ヨーロッパ金型展示会はフランクフルトで開催される大規模な見本市のひとつです。製品のプロトタイプを作成できる設備や、その設備を生産に移すためのツールなどを展示しました。伝統的なエンジニアは、旋盤、ドリル、パンチ、成形機を使用して作業します。欧州金型展示会の設備は、作業員がオーバーオールを着て操作しているが、従来の油っぽいイメージは変わっている。どのショールームも、米国、アジア、ヨーロッパの高度に自動化された工作機械のカチカチという音で満たされています。これらのデバイスを操作する男性と女性は、ほとんどがコンピューターの画面の前に座っています。ここにはハンマーはありません。

砂漠の真ん中で作業しているエンジニアは、特定のツールが不足していることに気付きました。最寄りの都市から配達してもらう代わりに、ツールの設計図をダウンロードして「印刷」するだけで済みます。「付加製造」は、製造業の未来をリードする多くのブレークスルーの 1 つにすぎません。

2011 年 11 月に開催された最新のヨーロッパモールドショーでは、新しい機器である 3D プリンターが紹介されました。 3D プリンターは、従来のように材料を鍛造、曲げ、プレスするのではなく、材料を層ごとに電気分解で堆積させることで製品を製造します。このプロセスは、まさに付加製造と呼ばれています。 3D Systemsというアメリカの会社は、3Dプリンターを使って、きちんとした模造木製ハンドルと金属製ハンマーヘッドを備えたハンマーをその場で「印刷」しました。（注：付加製造は、減算製造の硬直した加工技術とは異なり、柔軟な加工技術です。環境保護、省エネ、高効率、分散型、パーソナライズ、オンデマンド生産に役立ちます。従来の機械と金型の製造プロセス、およびその大規模で集中型の産業モデルを覆します。ローエンドの製造労働コストと資本の需要と利点を減らし、それに応じて知識労働者の地位を向上させます。独占的で集中型の資本主義から分散型の自由資本主義に移行し、情報と人々の平等と自由を促進します。）

これが製造業の今後の発展の傾向です。工場を見つけて、自分のデザインしたハンマーを作ってもらうこともできますが、それには数千ドルを支払うことになります。これは、製作者がまず型を作り、ハンマーの頭を鋳造し、ハンマーの頭を研磨し、木製の柄を旋盤で加工し、最後にこれらの部品を組み立てる必要があるためです。ハンマーを 1 つ作るだけでもコストが非常に高くなります。もちろん、規模の経済により、何千ものハンマーを生産すれば、ハンマー 1 個あたりのコストは大幅に低くなります。しかし、3D プリンターの場合、規模の経済性はわずかです。機械を稼働させるコストは、1 つの製品を生産する場合でも、機械が対応できる最大量を生産する場合でも同じです。これはオフィスの 2D プリンターのようなものです。レターヘッドを 1 枚印刷する場合でも、複数の文書を印刷する場合でも、インクカートリッジを交換して用紙を補充する必要があるまで印刷を続けます。印刷の単価は常に同じです。

3D プリントの応用範囲は驚くほど広いです。補聴器や戦闘機用のハイテク部品は、すでにカスタマイズされた形状で印刷できるようになっています。サプライチェーンの地理も変化するでしょう。砂漠の真ん中で作業しているエンジニアが特定のツールが不足していることに気付いた場合、最寄りの都市から配達してもらう必要はなくなり、ツールの設計図をダウンロードして「印刷」するだけで済みます。ツールセットが必要になったためにプロジェクトが中断されたり、購入したスペアパーツが見つからないと顧客が苦情を言うような時代は、いつかなくなるかもしれません。

その他の変更も同様です。新しい素材は、古いものよりも軽く、強く、摩耗に強いです。炭素繊維は、飛行機からマウンテンバイクまで、あらゆるものの主材料として鋼鉄やアルミニウムに取って代わりつつあります。新しい技術により、エンジニアは非常に小さなスケールで物体を形作ることができるようになりました。ナノテクノロジーは、出血を止める包帯、より効率的なエンジン、掃除が簡単な磁器など、製品の機能性を高めます。インターネットにより、より多くのデザイナーが協力して新製品を開発できるようになり、デザインのハードルが下がりつつあります (注: 分散型作業とビジネスモデル)。フォードはルージュ川沿いに巨大な工場を建設するために多額の資金を必要としたが、現代のフォードは、ラップトップと発明への意欲さえあれば、ゼロから始めることができる。

現状では、3Dプリントなどの「付加製造」はまだ自動車やiPhoneを製造するレベルには達していないものの、自動車のパーソナライズされた部品を製造したり、顧客向けにiPhoneの内殻や外殻をカスタマイズしたりするために利用されている。これは比較的新しい技術ですが、ほとんどの人はおそらくすでに 3D プリンターを使って作られたものを所有しているでしょう。大量生産の前にデザインプロトタイプとして物理的に印刷された靴である可能性があります。それは、ユーザーの耳にフィットするようにカスタムメイドされた補聴器である可能性があります。それは、3D プリンターで鋳造されたジュエリーであったり、印刷可能な素材から直接作られたりする可能性もある。

「付加製造」は、製造業の未来をリードする多くの画期的な技術の 1 つにすぎません。従来の製造設備は、よりインテリジェントで柔軟性の高いものになりつつあります。フォルクスワーゲンは、新しい生産戦略である横置きエンジンモジュラープラットフォーム (略称 MQB) を開始しました。ドイツの自動車メーカーは、エンジン取り付けポイントなどの特定のコンポーネントのパラメータを標準化することで、すべてのモジュールを同じ生産ラインで生産できるようになりました。今年、フォルクスワーゲンはこのプロセスを導入し、急速に進歩しており、10年以内にさらに多くの新モデルが発売される予定です。最終的には、米国、欧州、中国の工場で、現地市場の要件に合わせた現地仕様の車両を生産できるようになります。

製造業に直接雇用される人の数が減少するにつれて、全体の生産コストに占める人件費の割合も減少します。これにより、製造業者は製造の一部を先進国に移転するようになるだろう。（注：先進国は知識と高度な製造技術に頼ることで、開発途上国の安価で環境負荷の少ない製造の優位性を再び覆すだろう。中国にとって、これはチャンスであると同時に危機でもある。）

自動化されたフライス盤は部品の交換、多次元の切削、欠陥の「感知」が可能であり、視覚やその他の認識システムを備えたロボットと組み合わせることで、工場の生産効率を大幅に向上させることができます。英国サンダーランドにある日産の工場は1986年に建設され、現在はヨーロッパで最も効率的な自動車工場の一つとなっている。 1999年には4,594人を雇用し、合計271,157台の車両を生産した。 2011年、この工場はわずか5,462人の従業員を抱えながら480,485台の自動車を生産し、英国で最も生産性の高い自動車工場となった。

「時代遅れの手工具を使って最新の部品を生産することは期待できない」と、ジェットエンジンやその他の動力システムを製造する英国企業、ロールスロイスのエンジニアリングおよび技術担当ディレクター、コリン・スミス氏は言う。「大勢の人が働く大規模な工場の時代は終わった」

製造業に直接雇用される人の数が減少するにつれて、全体の生産コストに占める人件費の割合も減少します。これにより、新しいテクノロジーによって現地の市場需要の変化に迅速かつ低コストで適応できるようになるため、製造業者は製造の一部を先進国に戻すよう促されるだろう。

製品を作る原材料も変化しています。たとえば、マウンテンバイクから大型旅客機まで、あらゆる製品の生産において、炭素繊維複合材が徐々に鋼鉄やアルミニウムに取って代わりつつあります。将来的には、製造設備も機械ではなく、遺伝子組み換え微生物によって行われるようになるかもしれません。

将来の工場ではすべてがインテリジェントなソフトウェアによって制御されるようになります。製造業のデジタル化は、すでにデジタル化を完了した他の業界と同様に、破壊的な影響を及ぼすでしょう。すでにデジタル化を完了している業界としては、オフィス機器、通信、写真、音楽、出版、映画などが挙げられます。この影響は大手メーカーに限ったものではありません。実際、これらの大企業は将来に備える必要があります。なぜなら、この今後のテクノロジーによって中小企業、さらには個人起業家の競争力がさらに高まるからです。製品の革新がより容易になり、コストも削減されます。 Facebook に似た 3D プリントやその他の制作サービスを提供するコミュニティがオンラインで出現しており、これはソーシャルプロダクションと呼べる新しい現象です。

生産方式は車輪のように一周して原点に戻り、大量生産からよりパーソナライズされた生産方式へと移行しました。将来の工場は、パーソナライズされたカスタマイズにさらに重点を置くようになります。上記のすべての変化の結果、第3次産業革命が起こります。新しい材料や新しい生産プロセス、操作しやすいロボットの使用、オンライン製造コラボレーションサービスの普及により、製造業における小ロット生産のコスト効率が向上し、生産組織の柔軟性が高まり、労働投入が減少しました。生産方式は車輪のように一周して原点に戻り、大量生産からよりパーソナライズされた生産方式へと移行しました。この変化により、先進国が新興国に放棄した製造業の雇用の一部が先進国に戻ってくることになる。

最初の産業革命は、18 世紀後半にイギリスで繊維産業が機械化されたことから始まりました。産業革命以前の繊維産業では、数百の繊維工場で多くの労働者が手作業でさまざまな作業を行っていました。その後、作業は繊維工場に集中し、工場が誕生しました。第二次産業革命は、ヘンリー・フォードが組立ラインを発明し、大量生産の時代を先導した20世紀初頭に始まりました。最初の 2 つの産業革命により、人々はより豊かになり、同時に人口が都市に集中するようになりました。現在、第3次産業革命が進行しており、製造業はデジタル化へと進んでいます。この革命はビジネスだけでなく、ビジネス以外の多くの業界にも変化をもたらすでしょう。

インテリジェントソフトウェア、新素材、より高感度のロボット、新しいタイプの処理 (特に 3D 印刷)、さまざまな Web ベースのサービスなど、いくつかの注目すべき科学的および技術的進歩が世間の注目を集めています。過去の工場は、同じ製品を大量に生産するという考えに基づいて運営されていました。フォードの有名な言葉に、「車を買った人は誰でも、黒であれば好きな色に塗装してもらえる」というのがあります。しかし、顧客の気まぐれに合わせてカスタマイズされた、より多様な製品を少量ずつ生産するコストは低下している。未来の工場はパーソナライゼーションを重視し、フォードの組立ラインというよりは繊維工場の労働者の小屋のような様相を呈するだろう。

この革命は、製品の製造方法だけでなく、製造場所にも影響を与えるでしょう。将来、製造業で働きたい人は、より多くのスキルを習得する必要があります。すべての革命と同様に、今回の革命も破壊的なものとなるでしょう。繊維工場が手織機を排除し、フォードのモデル T が蹄鉄工を排除したのと同じように、デジタルテクノロジーはメディア業界と小売業界に大きな影響を与えるでしょう。未来の工場を見たら多くの人が衝撃を受けるだろう。未来の工場には埃をかぶった機械はなく、油まみれのオーバーオールを着た作業員が機械の横に立つこともないだろう。工場内の機械は非常に清潔で、ほとんど無人です。一部の自動車メーカーは、すでに約10年前と同じ労働力で2倍の自動車を生産している。作業のほとんどは工場の現場ではなく、デザイナー、エンジニア、IT スペシャリスト、物流の専門家、マーケティングの専門家、その他の専門家が集まる近隣のオフィスで行われます。将来、製造業で働きたい人は、より多くのスキルを習得する必要があるでしょう。

この革命は、製品の製造方法だけでなく、製造場所にも影響を与えるでしょう。過去には、人件費を削減するために工場が低賃金の国に移転することが多かった。しかし、人件費の重要性は薄れつつある。499ドルで販売される第1世代iPadの場合、加工労働に費やされるのはわずか33ドルで、中国での最終組み立てには8ドルしかかからない。ますます多くの海外生産プロジェクトが先進国に戻ってきているが、これは中国の賃金コストが上昇しているからではなく、市場需要の変化に迅速に対応するためにこれらの企業が顧客に近づきたいと考えているためである。また、製品によっては非常に高度なものもあるため、デザイナーと製造スタッフが同じ場所にいるとコミュニケーションがスムーズになります。ボストンコンサルティンググループは、運輸、コンピューター、金属製品、機械製造などの分野では、米国が輸入する製品の10％から30％が中国から輸入されているが、2020年までにこれらすべての製品を米国で製造できるようになり、米国の輸出総額は年間200億ドルから550億ドル増加すると予測している。

消費者は、より良い製品とより迅速な配達という新しい時代に問題なく適応できるでしょう。しかし、政府がこの時代に適応するのは比較的困難です。政府は本能的に既存の産業や企業を保護し、古い工場に多額の補助金を出すだろう。彼らが普及すると信じている新しい技術を支援するために、数十億ドルが費やされるだろう。彼らはまた、金融業界は言うまでもなく、製造業はサービス業よりもはるかに重要であるという考えを持っています。しかし、実際には製造業とサービス業の境界は曖昧になりつつあります。ロールス・ロイス社はもはや航空機エンジンを販売しておらず、各エンジンが実際に航空機を空中で推進する時間数を販売している。今では、多くの起業家がオンラインで風変わりな技術オタクとデザインを交換し、自宅で製品に変えて、世界中で販売することができます。この革命が進むにつれ、政府はいくつかの基本的な事柄に力を入れていくべきだ。すなわち、質の高い労働力を育成するためにより良い学校教育を提供し、すべての企業に明確なルールを定めて公平な競争の場を提供することだ。（注：国家が経済・産業政策を主導しようとするなら、問題はさらに増えるだろう。国家主導のキャッチアップ型経済発展モデルが変わらなければ、自由革新の先進国と同じ運命を辿る運命にある。）

エコノミスト、2012年: 3Dプリンターが第三次産業革命をもたらす

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