3Dプリンティングとビッグデータはどのような火花を散らすのでしょうか？

現在、投資コミュニティはモバイルインターネットアプリケーション、インターネットファイナンス、スマートウェアラブルデバイスなどのプロジェクトに注目しており、注目を集める「豚」のグループになると思われます。編集者が説明し、探求しようとしている金鉱は、本当に空を飛べる「豚」、つまり 3D プリントとビッグデータに基づく分散型製造です。この製造モデルは、インターネット産業と製造産業を完全に結びつけ、人類に大きな社会的変化をもたらすでしょう。

1. 新技術をめぐる論争
3D プリント技術は、まずコンピューター上で CAD 3 次元モデルを設計し、次に 3D プリンターで材料を層ごとに積み重ねて、最終的に製品を生成します。 3D プリント技術には、オンデマンド製造、廃棄副産物の削減、材料の多様な組み合わせ、正確な物理的複製、ポータブル製造など、多くの利点があります。これらの利点により、製造コストを約 50% 削減し、処理サイクルを 70% 短縮し、設計と製造の統合および複雑な製造を実現できます。

現在、3Dプリント技術は防衛、軍事、航空宇宙、造船、自動車などの産業分野で広く利用されており、建設、医療、人形やおもちゃ、衣類やアクセサリー、食品加工などの民生産業への導入が始まったばかりです。

2012年4月、イギリスの雑誌『エコノミスト』は、3Dプリント技術が第三次産業革命の最も象徴的な生産ツールであると述べた記事を掲載しました。この技術は、他のデジタル生産モデルと組み合わせることで、第三次産業革命の実現を促進するでしょう。この説が出てくるとすぐに、反対の声が次々と出ました。

業界で最もよく知られている例は、フォックスコン・テクノロジー・グループの会長テリー・ゴウ氏による「逆書き込み理論」です。この製造大手は、3Dプリンティングは単なる小技に過ぎないと強く指摘した。もしそれが本当に業界に革命を起こすことができるのなら、「私の名前『Guo』を逆から書くべきだ」

TCL会長の李東勝氏は、3Dプリントに関する主張のほとんどは誇張されていると考えている。同氏は、3Dプリント技術を使ってテレビを作れるとは思っていない。どのような観点から見ても、それは不可能であり、単なる神話に過ぎない。

より穏健な見方では、3D プリント技術は、完全に破壊的な革命ではなく、既存の製造業に対する補足と革新であると考えられています。例えば、SAIFアジア投資ファンドのパートナーであるヤン・ヤン氏は次のように述べている。「すぐに業界に革命的または激動の影響を与えるとは思わないが、徐々に変化していくだろう。これは、人間の生活様式を大きく変えるインターネット技術や幹細胞技術のようなものではない。」

なぜエコノミストの見解とこれらの専門家や学者の見解の間にこれほど大きな相違があるのでしょうか?

製造ツールのみを製造するという観点から見ると、3D プリント技術は確かに製造業の補助に過ぎず、まだ技術的な欠点がいくつかあります。

1 つ目は、精度が十分に高くないことです。層ごとに製造するプロセスでは、各層はコンピュータソフトウェアによって非常に薄く切断されますが、特定の微視的スケールでは、一定の厚さの「段差」が形成されます。これがいわゆるステップ効果です。

2つ目は印刷速度が遅いことです。 3D プリントは「三次法則」に従います。つまり、体積が増加すると、印刷時間と材料の量も三次的に増加します。オブジェクトを元の体積の 2 倍で印刷する場合、時間とコストは 8 倍かかります。

3つ目は機械的強度が低いことです。材料や成形技術の影響を受け、一部の製品の耐久性と信頼性は依然として問題があり、長期使用や耐疲労性が弱いです。航空宇宙産業や自動車産業で使用される金属 3D プリントは除外されます。

上記の大きな欠点に加えて、現在の 3D プリント技術には、使用できる材料の種類が限られている、材料が高価である、機械が汎用的ではないなどの問題もあります。

ウォートン校のカール・ウルリッヒ教授はウォール・ストリート・ジャーナル紙のコラムで、「3Dプリントでは各材料を層ごとに積み重ねる必要があるため、3Dプリントは非常に遅い」と指摘した。ウルリッヒ教授によると、工場の射出成形機は15秒ごとに完璧なプラスチックスプーンを100本生産できるが、最も強力な3Dプリンターでも10分ごとにスプーン1本しか生産できず、「生産効率が4,000倍低下する」という。この観点から見ると、3Dプリント技術は大量生産において優位性がない。

2. 3Dプリントの真の破壊力 では、3D プリント技術の利点は何でしょうか?エコノミスト誌が「3D プリント技術は第三次産業革命の最も象徴的な生産ツールである」と信じているのはなぜでしょうか?まずは、従来の製造業の生産・販売モデルを見てみましょう。

従来の製造・販売モデルは、工場での組立ライン作業を通じて製品を製造し、その後、オンライン電子商取引プラットフォームとオフライン販売チャネル（卸売業者と小売業者）を通じて世界中の消費者に製品を送るというものです。主な欠点は次のとおりです。

まず、設計段階で大量の設計作業が無駄になります。メーカーにとって、市場の具体的なニーズを正確に把握することは難しいですが、金型コストが高いため、多数のデザインの中から 1 つのデザインを選択して生産することしかできません。優れたデザインであっても、生産を通じてその価値を実現できないケースが多くあります。

第二に、製品の生産と流通の過程で大量の資源が消費されます。生産前には、原材料を物流リンクを通じて工場に輸送する必要があります。生産プロセスでは、主に鋳型鋳造と機械加工の方法が採用されています。モデリング能力は、使用するツールによって制限されます。オブジェクトの形状が複雑になるほど、製造コストが高くなります。製品が製造された後、製品はさまざまな場所に輸送する必要があり、エネルギー、輸送、倉庫、人力などの多くのリソースを消費します。

第三に、消費者側では、製品がユーザーに本当に好まれない可能性があります。伝統的な製造方法で生産された製品には、一般的に一定の厳格な要件があり、創造性やデザインの面では、ユーザーに受け入れられない可能性があります。選択肢がないので、ユーザーはそれを受け入れることができます。特に、ユーザーが求めるパーソナライズされたカスタマイズ製品の場合、従来の製造方法ではコスト上の理由から実現が困難です。

伝統的な製造業のこうした慢性的な問題を解決する最善の方法は、ビッグデータに支えられたデザイナープラットフォームを確立し、3Dプリントの「パーソナライズされたカスタマイズ」の利点を組み合わせ、世界中に分散型製造拠点を作り出すことです。主なアイデアは次のとおりです。

「印刷速度が遅い、大量生産が難しい」といった3Dプリンティングの現状の課題は、分散製造によって解決できます。分散という概念は、アメリカの経済学者で『第三次産業革命』の著者であるジェレミー・リフキンの思想にも反映されていますが、彼は第三次産業革命の代表が分散型エネルギーであると提唱しました。筆者は、分散型製造と分散型エネルギーは矛盾するものではなく、一方が未来の産業の生産方式であり、他方が生産の原動力であるというだけのことだと考えている。ブロックチェーン 3D プリントプラットフォームである Mip.ai は、世界中の 3D プリンターを接続し、それらを製造ノードに変えます。

分散型製造では、製品生産の単位時間消費は重要ではなくなります。分散型製造拠点 10,000 か所で生産される 1 つの完成品の生産能力は、1 つの加工工場で製造される 10,000 個の完成品の生産能力と同じです。さらに、前者では倉庫保管や物流は必要ありません。

フラクショナル製造拠点を構築するために解決すべき中核的な課題の 1 つは、膨大な量の設計作業に基づいたデザイナープラットフォームを持つことです。

このプラットフォームでは、モデリングの知識がなくても、製品デザインのアイデアがあれば、誰でもデザイナーとタイムリーにコミュニケーションを取り、望むデジタルモデルを設計し、3Dプリンターで実現することができます。一方で、このプラットフォームは、デザイナーが利益を上げることができるようにし、彼らの創造性と創造的思考を継続的に発揮できるようにする必要があります。

これらの問題が解決されれば、インターネットと製造業は完全につながることができます。充実したデザイナープラットフォームにより、革新的なアイデアを人々が集まるインターネット上で実現し、3Dプリンターをツールとして分散型の製造拠点により、製造拠点周辺の一般ユーザーにパーソナライズされたカスタマイズされた製品を提供できます。

こうした分散型製造拠点を構築する方法には 3 つの可能性があると考えています。

まず、伝統的な小商品店や小売店は、文房具店、照明店、宝石店、眼鏡店、ケーキ屋などの分散型製造拠点です。現在および将来、3Dプリント技術と従来の製造方法を組み合わせて、クリエイティブなUSBフラッシュドライブ、ペンホルダー、ランプシェードなどの製品の実現を完了することができます。

2つ目は、革新力を備えた「メーカー」であり、将来の分散型製造拠点の一翼を担い、新たな製品を実現できる人材です。

3つ目は、ある程度の経済力を持つ企業です。高価な産業用3Dプリンターを購入し、自動車部品、建築、装飾、衣類、履物など、さまざまな素材を使った製品を生産することができます。

クリエイティブなデザインプラットフォームと分散製造のアプローチにより、新しい D2U (デザイナーからユーザーへ) ビジネスモデルが形成されます。つまり、オンラインデザイナーはユーザーと直接接続するため、多数の中間リンクが不要になります。

3D プリント製品自体も、ビッグデータプラットフォームに接続すれば、より大きな価値を生み出します。以下では、私のチームが開発した3次元カスタマイズシューズを例に、この製品の利点を簡単に紹介します。

ビッグデータプラットフォームに基づく3次元カスタマイズシューズは、垂直ビジネス分野における3Dプリント技術の具体的な実装プロジェクトの1つです。幅広い人の足の特徴をスキャンしてサンプリングすることで、その情報がクラウドコンピューティングセンターに集められ、詳細に分析できる大規模な抽象データが形成されます。3Dプリントのカスタマイズ生産の特徴と従来の製造業の大量生産の利点を組み合わせることで、仮想データオブジェクトが物理的な完成品に変換されます。

正確な市場ポジショニング。人間の足の3次元データは、地域、人種、個人の特性などの要因により大きく異なります。従来の靴製造モデルでは、サイズに基づいて推定することしかできず、扁平足、ハイアーチ、先天性足欠損など、さまざまな足の病気の長期的なデータ追跡を行うことができません。 3次元のカスタマイズシューズはビッグデータモデルと組み合わせられ、フロントエンドで個人の足の形状に関するデータを正確に収集し、バックエンドの分散ストレージクラスターで膨大なデータを要約します。ユーザーはビッグデータプラットフォームのクエリおよび検索機能を使用して、自分に本当に合った靴を見つけ、パーソナライズされたカスタマイズを実現できます。靴メーカーは、特定のグループの人々の足の形状データに基づいて、より正確に大量生産できます。

ユーザーの粘着性が良好です。従来の電子商取引の利点は、主に取引の利便性にあります。しかし、取引が完了した後、ユーザーがプラットフォーム自体に依存することはほとんどありません。同じサービス品質の電子商取引プラットフォームに関しては、ユーザーには多くの選択肢があります。 3次元靴電子商取引などのヒューマンビッグデータをサポートするプラットフォームでは、人の足の成長と発達に基づいていつでも調整を行うことができます。それだけでなく、ある段階の足のデータが提供されると、ユーザーはさまざまなブランドやタイプの靴に適応することができます。これら 2 つの特性により、ユーザーはオンラインとオフラインの両方で継続的にやり取りに参加できるようになり、その結果、ユーザーの定着率は従来の電子商取引をはるかに上回ります。

プラットフォームの独占的利点。ビッグデータ導入の目的は人です。企業が十分な人的データを持っているということは、十分な収益化の可能性を持っていることを意味します。「ビッグデータを持っている者は、人間をコントロールできるのです。」 3次元カスタマイズシューズとビッグデータプラットフォームの組み合わせは、ビッグデータ実装の優れた入り口です。今後、靴メーカーであれ、他の伝統的な電子商取引企業であれ、ユーザーの足のデータを入手したい場合、ビッグデータに支えられた3次元靴電子商取引のサポートに頼らざるを得なくなり、このプラットフォームを市場に最初に持ち込んだ企業がデータを独占する機会を得ることになるだろう。

まとめると、ビッグデータプラットフォームに基づく 3D プリントの分散製造モデルが形成されると、次のような破壊的な力を持つことになります。

従来の電子商取引への影響。現在の電子商取引の運営モデルは、オンラインでのユーザー取引を促進し、物流を通じてユーザーに商品を販売することです。将来的には、分散型製造方式では、誰もが 3D プリンターを所有するレベルには達しないかもしれませんが、人々が住む場所の周囲に分散した製造拠点により、近くで対応する製品を提供することが可能になります。オンラインで注文する必要はなく、分散した製造拠点のコンピューターでデジタルモデルを選択して印刷するだけで済みます。現在、米国では 3D プリンティングが普及しており、4 キロメートル以内に 1 台のマシンが設置されていますが、中国のような人口密集地域では、分散型製造拠点の放射範囲は大幅に短くなります。この製造方法の影響により、将来的には電子商取引の役割が大幅に縮小され、3Dプリント技術では完成できない製品しか販売できなくなると予測され、物流の役割は3Dプリント消耗品の流通にさらに反映されるようになるでしょう。

製造業と雇用のパターンの変化。政治経済学の観点から見ると、既存の資本主義的生産関係の本質は、生産手段の私的所有に基づく賃金労働システムです。資本家は土地、工場、機械設備、道具、原材料などの生産手段を所有し、雇用された労働者は労働に対して賃金を受け取ります。分散型製造業の意義は、生産ツール（3Dプリンター）が少数の資本家によって独占されなくなったことにあります。すべての労働者が工業製品を生産する優れた能力を持ち、革新性と創造性を大幅に高めます。このモデルは、従来の大規模工業生産、特に労働集約型製造業における重要な突破口です。人類社会の生産性を大幅に高め、現在の産業構造、さらには社会構造を変えるでしょう。

3. 3Dプリント技術の将来と展望<br /> 将来、衣料品店が顧客の身体データをスキャンしてクラウドデータベースに送信し、デザイナーのデザインプランに基づいて最もフィットし快適な方法で商品を印刷することが想像できます。自宅で完成できるこの衣服のデザインと生産方法は、あらゆる階層から広く注目され、考慮されるに値する。

もちろん、既存の3Dプリント技術、特にデスクトップレベルの技術はまだ万能のレベルには達していませんが、ムーアの法則にも従っています。今後5〜10年で、3Dプリント技術は大きな進歩を遂げると信じています。

出典: Huxiu.com
著者: WPS2000、3D Sandworm Network の共同創設者

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