馬金松：3Dプリンティングが直面する主要な産業機会を理解する

2024年付加製造産業発展フォーラムおよび付加製造産業年次会議フォーラムにおいて、上海聯泰科技有限公司ゼネラルマネージャーの馬金松氏が「光のギャップ - 3Dプリンティングが直面する主要な産業機会を理解する」と題する講演を行いました。

馬錦松：こんにちは、皆様！

今日は、この業界についての私の理解を少しお話ししたいと思います。

内容は主に3つの部分に分かれています。1つは、業界の現在の発展段階を判断し理解したい場合、まずこの業界が何をしているのかを把握したいということです。後ほど、それが直面している機会と課題についてお話しします。
昨日から今日まで、テクノロジーと科学の観点から業界の発展について皆さんがいろいろ説明してくれました。当社は2000年に設立され、当時は何も知らないままこの業界に参入しました。そして今、24年間この業界に携わっています。今日、当社は発展を続け、市場を拡大し、資金調達を続けながら、実は自分たちは一体何をしているのだろうと自問自答しています。 3D プリントとは一体何を意味するのでしょうか? これに全生涯のエネルギーを費やす価値はあるのでしょうか?

私たちが何をしているのか、まったくわかりません。業界について話す前に、この業界についての私の理解を皆さんと共有したいと思います。

3D プリントに関して言えば、基本的に大きなラベルは構造が複雑でパーソナライズ化されており、プロトタイプを作成するための比較的ニッチな技術がいくつかあります。これに対する一般的な外部の認識は、これらのラベルに基づいています。

これに応えて、3Dプリントは学術的には積層造形と呼ばれていることは誰もが知っています。かつて人類が製品を作る方法は2つしかありませんでした。1つは材料を減らす減算的思考、もう1つは天然材料思考です。そのため、加法思考は天然材料や減算的材料に並ぶ第3の技術として広く知られています。しかし、これまで、第3の製造技術がなぜ生まれたのか、そしてなぜ今生まれたのかについて深く考えた人はいません。私たちの実践者を含め、誰もそれを真剣に考えたことはありません。
ここで復元した事実から、私たちが言いたいのは、3D プリント技術の出現は実際には製造技術における重大な変化であり、その出現は歴史的に必然的であるということです。最も重要なのは、そのデジタル特性です。これは、前の2つとは大きく異なる新しいタイプのデジタル製造技術です。なぜ今それが起こっているのでしょうか?減法製法や天然素材は数百、数千年前に発明されましたが、積層造形法が商業化され始めたのは1980年代になってからです。2010年、米国国防総省は業界全体の政策策定を推進し始めました。

言い換えれば、なぜ 3D プリンティングは 1980 年代になってようやく登場し始めたのでしょうか?なぜなら、3Dプリンティングという製造技術には、データという大前提があるからです。つまり、CADK技術が成熟していなければなりません。Kがなければ、3Dプリンティング製造技術は生み出せません。データの生成は、3Dプリンティング技術の確立のための大前提です。製造思想の観点から見ると、原理も非常に単純です。金属、非金属、工業用、消費者向けを問わず、すべての3Dプリント技術原理は差別化と統合の閉ループです。データは分離され、分解され、生産中に簡単な方法で復元されます。これは典型的なデジタル思考モデルです。
私はシーンを切り離して製造そのものに立ち返り、複雑な作業を単純なプロセスに変えて繰り返し実行します。これがまさに製造思考のデジタル化です。さらに重要なのは、製造プロセス全体がデータによって駆動されることです。他の製造技術ではデータチェーンが中断されることがありますが、中間プロセスのデジタル化を含め、設計から最終納品までの完全なデータが存在するのは 3D だけです。

ですから、テクノロジーの価値は、まず、生産コストに対する構造の制約がなくなることです。3Dプリントでは、複雑でも単純でも同じです。単純になれないということではありません。すべての構造は関係ありません。第二に、数量は関係ありません。1個作っても1万個作っても、コストとプロセスは変わりません。すべての製造要素から完全に切り離されています。第三に、生産能力の制約がなくなることです。つまり、同じ3Dプリント能力で、異なる数量やカテゴリーの製品を同時に生産でき、製品のカテゴリーやタイプも切り離されています。生産全体は、何をしたいかに関わらず、私はただこれであり、本質は同じままです。

したがって、K-スルーに加えて、その後のプロセスも数学とアルゴリズムを通じてデジタル技術で適合させることができ、これもまた比類のない価値があります。それでは見てみましょう。表面的にはパーソナライゼーションと小ロットのように見えますが、実際には構造、数量、生産能力という3つの製造要素の制約が取り除かれます。 3つの制約を取り払えるのは、これまでの2つの製造技術に比べて製造の考え方やロジックが大きく変わったからであり、まさにデジタルな製造プロセスです。

このようなプロセスにより、パーソナライゼーション、小ロット、大規模なカスタマイズ、オンデマンド生産が可能になります。さらに、シナリオと数量を切り離すことができます。したがって、この点は強調する必要があります。分散製造について言及する場合、通常は積層造形と 3D 印刷に関連付けられます。他の製造技術に関しては、なぜ分散製造についてあまり言及されないのでしょうか。なぜなら、今何氏が述べたことは、あらゆる面で当てはまりますが、特にデジタル倉庫においては当てはまります。最大の理由は、製造プロセス全体がデータによって駆動されるため、製造を分散する必要がないことです。データがネットワークを通じて分散できるようになると、生産能力を簡単に正確に復元したり、別の場所にコピーしたりできます。

複雑な生産能力システムを構築する必要はありません。

したがって、設計、技術、製造プロセスまですべてをデジタル化することができ、これらのデータを私に配布して、生産能力や製造能力を回復することができます。さらに下を見て、まとめましょう。私たちが20年以上考え、実践してきたことは、デジタル化が実は積層造形における最も重要な技術的基盤であるということです。実際、私たちはまさに大きなデジタルトレンドの一部なのです。

なぜなら、デジタル思考と方法論を通じて、より詳細に分解、抽出、分離、制御することができ、製造プロセスをより細かい粒度で制御し、複雑な生産を単純な製造に、大規模生産をオンデマンドの生産に変えることができるからです。

したがって、シーン適応性はより広く、より柔軟で、より複雑になります。

もたらされるメリットはここでは述べませんが、製造業の未来に向けた要素技術だと考えています。製造業は時代背景が背景にあります。需要側では、産業革命を通じて生産性が非常に発達し、生産能力が非常に過剰になりやすいです。しかし、インターネットの普及により、人々の製品選択はますます細分化されています。そのため、需要側では、全体的な傾向は実際には細分化と分散化に向かっています。供給側では、生産についても同様です。小ロットが徐々に標準となり、正常化されると考えています。

標準生産は柔軟になり、プロセス生産は離散的になり、線形製造は非線形になり、オンデマンド生産は実際に将来の需要です。パーソナライズされた生産ではなく、市場の需要に応じた製造と生産です。小ロットが標準になります。実際、より広い視点から見ると、これは製造業への回帰です。以前の製品の違いと製造能力の低さから、製品の種類は多かったが、各製品の数量は非常に少なかった。産業革命以前、標準化された考え方でカテゴリの数を減らし、各カテゴリの数量を増やして、コストと効率のメリットの規模を獲得しました。

生産性が向上を続けると、過剰生産能力により、製造業全体の傾向と方法が分散化に戻ることになりますが、今回は、分散化はデジタル製造技術によってサポートされます。

業界の段階をいくつかの側面から見てみましょう。1つは、アプリケーションシナリオの進化と発展です。実際、3Dプリントのアプリケーションは、一般的に3つの主要なレベルに分かれています。1つはプロトタイプで、現在の3Dプリントの商業化の大部分が集中している場所です。現在、実際にいくつかの大規模なアプリケーションがあります。2番目の段階はプロセスとツールです。この段階は実際には1〜100の段階ですが、実際の直接的な製品寿命、つまり0〜1の段階は、非常に小さな割合を占めています。実際、業界全体では、過去2日間、3Dプリントを直接使用して製品を作る方法について話し合いました。製品化に関する業界全体のコンセンサスは、3Dプリント技術を通じて直接製品生産を実現することです。これはまさに、業界の成長のための内部的な原動力です。

第二に、金属と非金属の観点から見ると、現段階では、金属については、航空宇宙のシーンが氷を砕き、アプリケーションが氷を砕いたため、上昇チャネルが実際に開かれました。非金属側については、規模の面では、世界ではまだ比較的大きいですが、直面している課題は非常に明白です。つまり、材料のボトルネックです。いくつかのシナリオ、特に一部の民生分野では、実際に小ロットが形成されていますが、社会的影響は比較的小さくなります。直面している技術的な課題と困難は、金属よりもはるかに大きいです。

業界のライフサイクルの観点から見ると、これは業界が成長段階から爆発段階に移行している兆候です。死の谷があり、多くの企業が倒産するでしょう。この曲線から、2014〜2018年のバブル期を経て、反落し、現在は合理的な回復期に入っている。これが業界の段階に関する私たちの見解です。

我々の機会については、事務総長が今朝実際にお話ししましたが、それは数百億から数千億への戦略的突破です。私はこの傾向がすでに存在していると確信しています。

ですから、現在私たちが直面しているさまざまな低迷や議論を見ると、それらは実は火花なのです。それらが 1 つの場所、1 つのアプリケーションシナリオで開かれ、徐々に開かれていく限り、業界全体が成長段階から飛躍し、本当に爆発的な成長期に入ると思います。

具体的には、金属分野では確かに実証効果が現れています。非金属の技術革新と材料革新は加速しています。シーン適応の実践者は、市場競争の圧力により試行錯誤を余儀なくされています。ChatGPTの開始以来、AIは明らかに3Dプリント技術の発展に貢献しています。これについては詳しく説明しません。

最後に、デジタル化の波と傾向はすでに世界規模で、不可逆的です。

一般的に、マクロの観点から、課題は2つの主要な部分に分けられると思います。1つは技術的な課題で、李院士が今朝これについて言及しました。パフォーマンスが問題点であり、コストがボトルネックです。全体的に、技術がニーズと顧客の要求を満たしていないと思います。技術には、基本的なパフォーマンスとエンジニアリングの要件が含まれます。エンジニアリングには、一貫性と信頼性が含まれます。もう1つのパフォーマンス要件には、製品構造設計、材料革新、プロセス革新などが含まれます。したがって、表面的には、氷山の一角はコストの適用と効率ですが、氷山の下には、ここで蓄積する必要がある大量の技術があります。

2 つ目の課題は、業界の慣性です。古いものから新しいものへの移行、つまり新しい技術が古い技術に取って代わる際には、必ず自然な抵抗と障害に遭遇します。私はこれを 4 つの側面に分けました。1 つ目は、技術に対する満足度です。技術が下流のアプリケーションシナリオを満たしていない場合、両者のニーズがそれほど対称的ではないため、エントリーは疑いの目で見られます。3 つ目は、前述の設計です。製品の設計アイデアと方法を調整する必要があるかもしれません。最後に、元の業界、エコロジー、パス依存性は、新しい技術に対して強い抵抗を持つ技術的慣性を形成します。

まとめると、いわゆる第3の並列製造技術を誰もが理解する必要があることを改めて強調したいと思います。人類は長年、何百年、何千年も製品を作り続けてきましたが、今や第3のタイプが登場しました。誰もが第3タイプの大きな意義を理解しています。第二に、デジタル化は3Dプリントの本質であり、生産性の真の新しい品質です。第三に、製造分野において、国防部が毎日技術政策の発展を推進しているのは、製造とサプライチェーンのデカップリングを真に実現するためです。付加製造はデジタル化可能な産業であり、デジタルは西側諸国に残る数少ない産業上の優位性の1つです。成長の面では、製造業における3Dプリントの割合は1000分の1以下であり、成長の余地は大きいです。

最後に、現在、金属シナリオでは誰もが大きな優位性を持っていますが、非金属では材料の革新と画期的なシナリオが必要です。

以下は私たちのテーマです。当時、業界は混乱状態にあると感じていましたが、方向性とトレンドはありました。多くのことは、私たちが信じているからこそ見えるものです。ほとんどの人は、トレンドが見えるからこそ信じるのです。まず、未来を見るためには、このトレンドを信じなければなりません。これは、私たちが同業者と共有する一筋の光であり使命です。

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