胡淵

【摘 要】當大眾掌握了自生產工具，特別是3D打印、4D打印等增材制造工具的普及，大大降低了創(chuàng)新的技術門檻，個性化制造將由此而興起。進入這個時代，現代企業(yè)之間的競爭，將不再是整體產品之間的競爭，而是個性化服務之間的競爭。職業(yè)教育中加強對個性化創(chuàng)意設計人才的培養(yǎng)已經刻不容緩，將對推動職業(yè)教育的“雙創(chuàng)”工作，提高設計制造專業(yè)就業(yè)率產生積極影響。

【關鍵詞】職業(yè)教育；個性化制造；4D打?。粍?chuàng)意設計

【Abstract】When the public has mastered the production tools， especially the popularity of 3D printing， 4D printing and other materials for the production of materials， greatly reducing the technical threshold of innovation， personalized creative manufacturing will rise. Into this era， the competition between modern enterprises， will no longer be the overall competition among products， but the competition between individual services. Vocational education in strengthening of personalized creative talent training is urgent， to promote vocational education "hit" work to improve the employment rate have a positive impact.

【Key words】Vocational education； Personalized manufacturing； 4D printing； Creative design

0 引言

當大眾掌握了自生產工具，特別是3D打印、4D打印等增材制造工具的普及，大大降低了創(chuàng)新的技術門檻，個性化制造將由此而興起。4D打印的開發(fā)和研究，向人們展現出另一個充滿智慧、想象空間巨大的個性化創(chuàng)意設計與制造的世界。

1 個性化制造的悄然來臨

4D打印雖然是3D打印的升級版，但顛覆了3D打印的概念。從工業(yè)制造的層級來說，無論是現階段的等材制造（鍛造、鑄造、粉末冶金等）、減材制造（機械加工、激光切割等）、還是高級階段的增材制造（3D打?。?，都約束在相對恒定的三維空間，性狀一般不再改變。但是，4D打印不僅有了三維空間，而且性狀會改變，即增加產品自行創(chuàng)意變化的環(huán)節(jié)，使個性化制造成為現實。

1.1 個性化制造對傳統(tǒng)制造業(yè)的影響

以4D打印為代表的個性化制造是智能材料、成型制造技術和自組裝軟件的結合，對所有制造業(yè)的影響都非常顯著，或將徹底改造傳統(tǒng)制造業(yè)。（1）大幅降低復雜結構產品的制造成本。（2）最大化滿足個性化需求。4D打印只需在設計環(huán)節(jié)加以修改即可，無需增加制造成本，甚至比傳統(tǒng)的批量化制造成本還要低廉。（3）減少了人工組裝成本。4D打印的零部件具有自動組裝的功能，取代了廠家或用戶自行組裝。（4）可以減少倉庫數量。4D打印由原材料直接生成成品，這樣只需保留原材料倉，可以減少半成品和成品倉庫的建設和租賃費用。（5）創(chuàng)意設計空間被無限擴展。凡是設計師能描繪出來的奇思妙想，在4D打印里都能很好地得到實現。（6）打破專業(yè)界限，實現跨界發(fā)展。4D打印技術的應用，大幅度降低了制造復雜零部件所需的專業(yè)技能要求，從而有效降低制造的專業(yè)門檻和人力成本。（7）有效簡化制造環(huán)節(jié)。4D打印技術僅需要一臺打印機，就可按照用戶要求直接以不同的材料打印出整體產品或相關部件。（8）成品率得到大幅度提升。在4D打印時代，決定產品成品率高低的關鍵要素不再是生產過程，而是設計環(huán)節(jié)，取決于設計部門對打印材料、設備的正確配置和選用。（9）可以實現不同材料的混合制造。4D打印技術可以同時將塑料、金屬或其它材料通過同一臺設備進行混合打印。（10）可以實現批量產品的一致性。4D打印技術讓復制產品就如同復制電腦文件一樣簡單，不論是大批量或是小批量生產，都能完美地實現產品的一致性。

1.2 個性化制造對商業(yè)生態(tài)的影響

科技的發(fā)展往往在出現征兆后就會以驚人的速度產生裂變， 個性化制造不僅改變了制造業(yè)生態(tài)， 或將進一步改變商業(yè)生態(tài)，帶來一場商業(yè)生態(tài)的革命。

最簡單的例子就是某些需要用戶親自動手組裝的家具將會被改變。例如某用戶去家具店買回4D打印的桌椅，搬回家放在陽臺上，給它們澆上水，然后回房間看看電視，后來桌椅就自動組裝好并呈現在眼前了?；蛘呶磥碛脩魮碛幸慌_屬于自己的4D打印機，隨時在家里或是特定的場所打印家具而不用去家具店了。

隨著4D打印技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的以整體產品銷售為主的商業(yè)模式或將被顛覆。一方面，未來的商業(yè)市場不再銷售整體產品，或將以提供4D打印服務與技術支持服務為主。另一方面，將產生一大批以零部件供應為主的各種類型的連鎖供應鏈，一些關鍵零部件都將以配售的方式存在于各種商業(yè)物流環(huán)節(jié)之中。用戶將所購買的關鍵零部件與自己所打印的進行組裝，即可實現個性化的創(chuàng)意需求。此外，從事創(chuàng)意產業(yè)的人員將通過為用戶提供咨詢、培訓，并為其提供4D打印服務而獲得商業(yè)利潤。

個性化制造雖處在萌芽時期，但它不僅對傳統(tǒng)制造業(yè)帶來影響，還將對生物科學、材料科學、軟件、機器人、運輸、基礎設施建設、施工、創(chuàng)意文化藝術甚至太空探索領域帶來革命性變化。

2 個性化制造的主要模式

從引進設備到中國仿造，從吸收消化到中國制造，從改進提高到中國智造，中國要從一個世界制造中心轉變?yōu)橐粋€世界創(chuàng)造中心，就必須加快實施創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略。在德國工業(yè)4.0和中國制造2025的新背景下，大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的格局有望快速形成，4D打印技術必將處于風口。以匠心獨運的創(chuàng)新思維和精雕細琢的工匠精神，來滿足不斷增長的用戶的創(chuàng)意需求，迎接個性化制造時代的來臨。由4D打印開啟的個性化制造時代具有以下特征：

2.1 個性化制造社群成為普遍的商業(yè)模式

在個性化制造時代，幾個志趣相投的同學、同事、鄰居或網友，就可以構建一個社群。這個社群的概念并不一定是和互聯(lián)網社群一樣的大概念。他們是一群以創(chuàng)意產品滿足享受需求，以相同興趣和相同創(chuàng)意理念集結起來的固定群組。他們在社群內互助學習，不斷提高創(chuàng)新技能，展示自己獨創(chuàng)的創(chuàng)意產品。社群為每個人提供了創(chuàng)意產品交流和制作的服務平臺，使社群成為一種商業(yè)模式。各個創(chuàng)意社群相互鏈接，組成更大的社群群體，這將是這個時代特有的生存方式。

2.2 個性化制造網絡+的共享平臺越來越多

個性化制造的發(fā)展必將與“互聯(lián)網+”聯(lián)姻，通過分享創(chuàng)意理念激發(fā)創(chuàng)新活力，借助信息技術鏈接千萬人的創(chuàng)意，并構建四大共享平臺：

（1）個性化制造門戶資訊平臺，不斷提供有關個性化創(chuàng)意設計制造的行業(yè)信息和前沿科技；

（2）個性化創(chuàng)意產品電子商務平臺，將各種個性化產品集中到平臺上，并向眾多社群推廣；

（3）個性化創(chuàng)意產品定制服務平臺，切實為顧客提供獨特的個性化產品設計制造服務。

（4）個性化制造設備共享平臺。例如，社群里的人員可以共享一臺4D打印機，大家只需要在自己的電腦上進行創(chuàng)意設計，然后上傳到4D打印機上就可以進行打印了。顯然，這個社群還可以將這臺打印機租出去，這就構成了更大的一個共享經濟圈。

3 個性化創(chuàng)意設計人才的培養(yǎng)途徑

個性化制造是建立在材料、設備、軟件三大技術系統(tǒng)集成基礎之上的。即形狀記憶合金、自修復材料以及其他智能材料的生產技術系統(tǒng)；4D打印機設備及其它掃描、射頻智能設備的生產技術系統(tǒng)以及計算機創(chuàng)意設計和形變程序設計軟件的研發(fā)擴展系統(tǒng)。伴隨著個性化制造的遍地開花，個性化創(chuàng)意設計人才的培養(yǎng)已刻不容緩。

3.1 要加快個性化創(chuàng)意設計的師資建設，籌備個性化制造研究院，組建個性化創(chuàng)意產業(yè)研究團隊。充分發(fā)揮高?？蒲袃?yōu)勢，設立3D、4D打印等個性化制造特色專業(yè)，制定教育培訓標準，編寫相應教材，大力提高中高等職業(yè)教育水平，為社會培養(yǎng)個性化制造應用人才和研發(fā)人才。

3.2 確立個性化制造技術的產學研模式，避免產學研的錯位競爭。明確主導基礎科學、應用研究、共性技術的主體，分工合作，以營造一個良好的產學研創(chuàng)新體系。特別是要重點突破智能材料、大型打印設備及程序軟件設計的瓶頸制約。

4 結語

進入個性化制造的時代，產品和生活將變得更加個性化。3D打印技術只用了短短20年的時間就實現了從構想走向廣泛應用。在科技高速發(fā)展、社會產品經濟邁向個人體驗經濟的今天，完全有理由相信，在不遠的將來，隨著家用4D打印機走進千家萬戶，4D打印必將成為一種生活時尚，日常的衣食住行都可按人們心中天馬行空的想象打印出來，個性化制造時代也將這樣如期而至，必將迎來各類個性化創(chuàng)意設計人才的培養(yǎng)和教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

【參考文獻】

[1]陳根.4D打印：改變未來商業(yè)生態(tài)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015，8.

[2]李滌塵，蘇秦，盧秉恒.增材制造-創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)的利器[J].航空制造技術，2015（10）：40-43.

[3]Mercè Gamell.4D打印將給制造業(yè)和機器人帶來怎樣的影響[EB/OLJ].機器人.2015-8-26 http：//www.roboticschina.com/ART_8800697129_500001_NT_5a529fef.HTM.

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