【分析】未来の3Dプリント技術が都市空間に与える影響

この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-5-16 12:23 に最後に編集されました。

3D プリント技術は驚異的なスピードで発展しています。3D 自動車、3D 臓器、3D 食品などが私たちの日常生活に大きな影響を与えるでしょう。 3D プリント技術は今のところ完璧ではありませんが、この技術的限界を超えると、間違いなく私たちの世界に大きな変化をもたらすでしょう。それに応じて、都市も新たな発展の機会と変化をもたらし、その最も顕著な現れは間違いなく都市空間に反映されるでしょう。次に、Antarctic Bearと皆さんは、3Dプリント技術の将来の変革的影響を分析・議論し、都市空間に起こりうる変化と反応を予測します。
1. 3Dプリントの変革力
2014年9月15日、世界初の3Dプリント自動車が発表されました。ストラティと名付けられたこの車は、6日間にわたる2014年国際製造技術展示会で、米国アリゾナ州のローカルモーターズ社が3Dプリント技術を使用して製造した。部品の印刷と組み立てには合計44時間かかり、これは従来の自動車製造にかかる時間よりもはるかに短い。部品はわずか40個で、全体的に美しく魅力的です。ストラティは最高時速56キロメートルに達し、バッテリーは約200キロメートルの走行をサポートします。

過去2年間で、3Dプリントは急速に人々の注目を集め、ますます広く使用されるようになりました。工業製品だけでなく、航空宇宙などの軍事産業でも、3Dプリントによる部品の生産が始まっています。火星のNASAの自律探査ロボットにも3Dプリンターが搭載されており、超長距離の生産、製造、修理機能を実現しています。前述のハイエンド高精度3Dプリンターに加え、民生用の3Dプリンターも私たちの日常生活に浸透し始めています。学校で建築模型を3Dプリンターで印刷する機会がありました。とてもシンプルで粗く、材料の残りも付いていましたが、自分の設計したものが少しずつ「印刷」されていくのを見るのは、言葉では言い表せないほど感動的でした。当時、私は3Dプリント技術がインターネットの出現と同じくらい私たちの生活を大きく変えるだろうと感じていました。

しかし、そのシンプルな技術原理には、他に類を見ない創造性が詰まっています。従来の製造業で必要だった、かさばって扱いにくい金型、旋盤、ドリルなどの工具は不要です。組み立てには工場や作業員を必要とせず、設計図を入力するだけで、一気に形を作ることができます。シンプルで柔軟性に優れています。現在、3D プリントされた建物、3D プリントされた食品、3D プリントされた臓器などがあります。近い将来、3D プリントが最終的に高品質で安価になり、どこにでもあるようになると予見する十分な理由があります。 3D プリンティング技術は今後、これまでにないほどの発展と活用が見込まれ、技術レベルが向上し、生産される製品は従来の工業製品に匹敵し、人々の生活のあらゆる側面をカバーするようになるでしょう。

このような巨大な変革が都市の空間構造に大変革をもたらすことは間違いありません。歴史を振り返ると、あらゆる技術革新が都市自体に変化をもたらしてきたことがわかります。農業の出現とともに都市が誕生しました。産業の発展に伴い、都市は拡大しました。技術革新、デジタル化、インテリジェントイノベーションの新たな段階に入った今、都市はどのような変化に直面するのでしょうか?

2.3Dプリントはより速く、より良く、より安価である
基本的に、都市におけるあらゆる変化の原動力は人間のニーズです。人間のニーズの変化は、当然都市空間の変化をもたらします。これは、人間が自らの発展に適応するために自然環境を変化させるのと同じです。人類は生産技術を向上させ、生活水準を向上させる必要があります。この要求の下で、人々の生産とライフスタイルは変化し、新しい技術が適用され、新しい生産方法が組織されました。そこで、第三次産業革命と 3D プリント技術の出現により、人類はどのようなニーズを持つようになるのか、という疑問が湧いてきます。社会関係構造にはどのような変化があるでしょうか?この点を明らかにすることによってのみ、都市空間の変化を予測することができる。

この点において、需要の変化は、より速く、より良く、より安くという 3 つの方向にのみ存在すると私は考えています。今日の製造業は、主に工場や生産ラインを通じて同じ商品を大量生産することで利益を上げています。この大規模生産方法が伝統的な手工芸品よりも収益性が高い理由は、規模の経済の基本法則にあります。規模の経済の影響により、企業は製品の生産コストを削減し、製品価格が下がるだけでなく利益率も拡大します。しかし、これらすべては製品の多様性を犠牲にして実現されています。

規模の経済性を獲得するために、企業は製品設計を変更する際に非常に慎重にならなければなりません。小さなアップグレードや変更でも、多大なコストがかかる可能性があります。この意味では、大量生産された製品は決して十分とは言えません。それに比べると、伝統的な手作業による生産方法の方がはるかに優れています。規模の経済を考慮する必要がないため、職人は好きなだけ実験することができます。失うのは材料費だけです。また、デザインを素早く改善し、大規模なミスによる損失を回避することもできます。

では、この 2 つを組み合わせて、本当に高速化、高速化、低コスト化を図ることは可能なのでしょうか?答えはイエスです。3D プリント技術の出現により、この 2 つを統合する新しい方法が生まれました。 3Dプリントは、一発で成形できるため、部品の組み立てにかかる時間コストを削減でき、長距離輸送も不要なので、輸送にかかる時間コストも削減でき、より早くできます！ 3D プリントは、事前に設計された生産ラインを必要としません。互換性が高く、あらゆる形状の製品を生産できます。人々は自由に最高のカスタマイズされた製品を印刷できるので、より良いものになります。 3Dプリントは付加的な技術を使用しており、材料の切断が不要で、材料の損失を最小限に抑えます。より繊細な製造方法は開発コストも大幅に削減するため、より安価になります。

3. 3Dプリント技術がもたらす変化
3Dプリント製品1個あたりの生産コストと大量生産製品1個あたりの生産コストの差が縮小することで、従来の規模の経済の理論が覆されることになります。大規模製品生産の優位性が弱まることで、中小企業、さらには個人企業の競争力が高まり、集約型生産モデルから分散型生産モデルへと発展するでしょう。大規模な工業工場は存在しなくなり、代わりに散在する 3D プリント生産ラインが出現するでしょう。それだけでなく、3D プリント技術は人々の創造性と想像力を解放し、新しい経済モデルやビジネスモデルを可能にします。

商品を生産するにはコンピュータとプリンターがあれば十分であり、生産コストが大幅に削減され、誰もが生産者になることができます。知識経済はもはや単なる空論ではありません。インターネットの発展と向上により、人々はどこにいても商品を生産できるようになり、知識はすぐに実体化されて価値を獲得できるようになりました。マクロ的な視点から見ると、3D プリンティングは 3 つの側面で私たちの生産と生活に大きな変化をもたらすでしょう。

3.1. 生産方法の変化：大量生産からパーソナライズされたカスタマイズへ
現在の生産方式は大規模な標準化と機械生産ですが、新しい生産方式はインターネットでサポートされるインテリジェントな大規模なカスタマイズです。情報技術の飛躍的な進歩により、大量の物質フローが情報フローに変換されるようになりました。物質フローと比較すると、情報フローは処理、共有、再編成が容易です。製品はゼロから設計することも、他の人の設計に基づいて設計することもでき、対応する組み立てとマッチングはコンピューター上で完了するだけで済みます。人々は対応するソフトウェアを使用して、自宅で希望の完成品を組み立てることができます。

3.2. 生産組織の変化：分散生産と現地販売
現在の生産組織方式は「集中生産・グローバル流通」です。まず工場を建設し、世界中から原材料を集め、生産後、販売のために各地に輸送します。輸送コストが高く、取引コストが大きく、資源の無駄遣いが深刻です。新しい生産組織方法は異なります。「分散生産・現地販売」を採用し、大規模な工場で実現できることを 3D プリンター 1 台で実現します。

3.3. ライフスタイルの変化：消費は生産であり、パーソナライズされた消費
3Dプリントの生産速度は、従来の生産速度よりもはるかに高速です。組み立て時間や輸送時間が省略されるため、生産の時間コストが大幅に削減されます。図面から完成品まで数時間もかからない場合があります。言い換えれば、人々は消費ニーズがあるとき、そのニーズを満たすためにすぐに生産することができます。消費は生産です。さらに顕著な特徴は、3Dプリントが大規模生産ラインの欠点を回避し、試行錯誤の機会を提供し、新製品の研究開発がより速く、より信頼できることです。パーソナライズされたカスタマイズされた消費が主流になるでしょう。

4.3Dプリントが都市空間の変化を引き起こす<br /> 3D 印刷技術プロセスの観点から見ると、直接影響を受ける空間には、設計空間、組み立て空間、印刷空間が含まれます。都市においてそれらに対応するのは、オフィス空間、製造空間、物流空間、居住空間である。

4.1. オフィススペースの変化
3D プリントのイノベーションの核心は、人間の脳から生まれます。人々のアイデアをいかに効果的に整理し、創造性を刺激するかが、今後の都市オフィス空間の変化のテーマの一つとなるでしょう。オフィス空間は従来の生産空間から分離され、情報の取得、処理、共有などに重点が置かれるよう精製されます。これからのオフィス空間は、コミュニケーションの場のような存在になるでしょう。良い環境と雰囲気を作ることで、人々の間でのコミュニケーションと共有が促進されます。思考の火花が絶えずぶつかり合うことで、素晴らしいアイデアが生まれる可能性が高くなります。

さらに、オフィス空間も多様化していきます。インターネットの急速な発展と無線ネットワークの包括的なカバレッジにより、人々はクラウド技術を使用して、いつでもどこでもあらゆる種類の文書やファイルを処理できるようになり、職場の自由度も大幅に向上しました。多くの中小企業は、オフィススペースのレンタルコストを節約し、より柔軟かつ多様な方法で従業員とつながることができます。カフェや喫茶店、図書館などさまざまな場所で作業し、データをリアルタイムでクラウドにアップロードして、同じプロジェクトチームのメンバーと共有します。プロジェクトリーダーは、対応する管理プラットフォームを通じてチームメンバーの進捗状況も簡単に把握できます。

4.2. 製造スペースの変化
規模の経済の弱体化により、大規模工場生産モデルの競争力が低下し、都市の工業地域の細分化と再編につながるだろう。大規模な工業用地は存在しなくなり、生産空間と都市内活動の深い統合に置き換えられます。将来的には、レストランが生産現場となり、3D プリントされた食品を消費者に迅速に提供できるようになるかもしれません。また、自動車販売店も生産現場となり、3D プリントされた自動車が購入者の目の前で直接完成するようになるかもしれません。

それだけでなく、将来の生産モデルはインターネットと密接に統合され、大規模生産は小規模なノードベースのクラウド製造モデルに置き換えられる可能性が高くなります。たとえば、今夜車をカスタマイズする必要がある場合、クラウド製造は優れたソリューションになります。クラウド製造では、何千もの企業をカスタム部品の印刷タスクと自動的にマッチングし、部品を製造して直接お客様の元に発送します。翌朝目覚めると、数多くのパーツから作られたカスタムカーがすでにあなたの玄関先に届いています。クラウド製造は、分散化された産業空間を効果的に統合し、全体的な効率を大幅に向上させます。将来、製造スペースはどこにでもあると考えられます。さらに極端な視点で言えば、ポータブルプリンターによって誰もが生産能力を持つことができ、製造業は空間的な制約から解放されるでしょう。

4.3. 物流スペースの変化
大規模工業地帯の衰退と同様に、都市部の倉庫用地も細分化と再編に直面することになるだろう。すべての生産はカスタマイズされ、リアルタイムで行われるため、商品の大規模な保管は必要ありません。新しい生産モードは、物流業界に新たな要件、より速い対応速度、より安全な配送方法、より深いサービス範囲を提示しました。人間の体内の血液と同じように、原材料でも印刷物でも、あらゆるものが流れています。将来の物流には、制御端、ターミナル、および継続的に動作する交通フローのみが存在することになります。制御端とオフィス空間が密接に統合され、すべての商品のリアルタイム情報を全体的に制御し、タイムリーなフィードバックと調整を提供できます。ターミナルは居住空間と密接に統合され、多機能コミュニティセンターを形成し、優れたユーザーエクスペリエンスを提供します。効率的な物流とクラウド製造モデルにより、グローバルな製造能力が統合され、世界中のあらゆる消費者に迅速に届けられます。

4.4. 居住空間の変化
3Dプリント技術の出現により、生産と生活の融合が再び促進されるでしょう。 3Dプリントは現場への悪影響が少なく、大きな面積を占有しないため、基本的に統合が可能です。それだけでなく、消費者がいつでも好きなときに印刷して持ち帰ることができるように、3D プリンティングを消費者の近くに設置する必要があり、これにより両者の統合がさらに促進されます。

住宅レベルでは、3D プリントされた建物が人々にパーソナライズされた生活体験を提供します。人間はまさに生活環境の創造者になることができます。すべてのドア、すべての窓、そしてテーブルの隅々まで、想像したシーンに合わせて配置することができます。同時に、家庭用3Dプリンターが各家庭に普及し、いつでも家具を追加できるようになります。例えば、インターネットで非常に優れたカップのデザインを見つけた場合、対応するデザイン特許料をオンラインで支払うだけで、希望するカップをすぐに印刷できるので、非常に便利です。

コミュニティレベルでは、将来的には 3D プリンターが交通ハブ、配送拠点、商業センターと統合され、コミュニティセンターの重要な一部となる可能性が高くなります。人々はオンラインで設計図を購入したり、自分で製品を設計してオンラインの 3D プリントサービスセンターにアップロードしたりします。 3Dプリントサービスセンターでは、注文を受けてプリンターの生産開始を手配し、生産完了後速やかにユーザーへ納品します。 3Dプリンターは生産機能に加え、Apple Experience Storeのように最新のクリエイティブ作品を展示することもでき、体験型展示場となり、文化サービス機能も加わります。

編集者: 南極熊著者: 薛慧、程徳悦

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