3D打印产业链的协同创新模式研究

1、3D打印产业链的协同创新模式研究吴瑶（西南科技大学经济管理学院，四川绵阳 621010）摘要：在对3D打印产业发展现状进行总结的基础上，应用新兴产业创新管理 理论，对产业链的协同创新模式进行研究。首先，分析了3D打印技术及产业的发展现状；其次，总结了 3D打印产业链的结构及特征；再次，借鉴产业链 协同创新的文献和案例，提出3D打印产业链协同创新模式；最后，结合我国3D打印产业现状，给出实现3D打印产业链协同创新的对策建议。关键字：3D打印；产业链；协同；创新3D打印技术被称作第三次工业革命的标志之一 ，是制造业向 智造”转变 的关键技术。在2013年4月，3D打印技术包括在德国工业4.0战略计

2、划当中。 2015年5月我国签发了 中国制造2025”规划纲要。且于2012年就已成立中国 3D打印产业联盟，有些地区也建立了区域性的产业联盟，以期对 3D打印产业 发展进行顶层设计。然而，各产业因其独特性对产业化设计有不同的要求，需 根据其特征研究产业链协同创新实现途径，为产业协同发展提供战略指导。对3D打印产业的研究包括现状总结、问题剖析、前景预期等，对产业链的研究较少。王忠宏、李扬帆、张曼茵 认为我国对3D打印技术研发初步取得成 效。李小丽、马剑雄、李萍等3指出3D打印技术面临成本高、耗材种类少及性 能不足、精度不够、知识产权等问题。从产业层面看，王忠宏、李扬帆、张曼 茵指出我国3D打印

3、产业链缺乏统筹发展。孙智强、黄斌 认为产业链各环节 发展不均衡。王忠宏、李扬帆5提出为促进我国3D产业的发展应优化产业生态 系统，引导要素向该产业聚集。理论上对产业链现状与协同发展必要性进行了 说明，没有提出可供参考的意见。产业链协同创新属于外部协同创新，张文彬、蔺雷、廖蓉国指出外部协同创新的实现取决于产业组织与其它相关主体之间的互动。从实践来看，3D打印产业的发展对产业链各主体的协同、高效交互提出了要求。为实现3D打印产业高速、平稳发展，本文从产业层面对3D打印产业链各组成部分进行系统分析，提出产业链协同创新模式及对策。一、3D打印技术及产业发展现状（一）3D打印技术及其应用3D打印技术（3

4、D Printing）由快速成型技术发展而来，其原理是通过计算 机辅助设计构建产品的三维数字化模型，再借助计算机数控机床技术、激光技 术等根据模型 分区”成的切面利用特殊材料进行逐层打印实现产品制造。主要 实现技术包括光固化成型（SLA）技术、选择性激光烧结成型（SLS）技术、熔 融沉积制造成型（FDM ）技术、材料喷射、粘结剂喷射3等。3D打印技术的主 要衡量指标包括打印速度、成本、精度、分辨率、适用材料性能与能打印的颜 色等，根据能打印颜色分为一种与多种色彩打印，并由于技术上的突破多种色 彩打印越来越普遍。3D打印技术可用于基于定制化生产的诸多行业，目前已应用到航天航空、 汽车制造、生物医

5、疗、文艺作品等领域。在航空航空、汽车制造等领域主要用 于模具设计、零部件生产、定制化制造。生物医疗上用于制药、器官制造与教 学等，已经实现了血管组织、心脏、细胞组织等的打印，并结合纳米技术进行 药品研制。文艺作品方面，满足个性化需求，能最大程度实现社会化生产。（二）3D打印产业发展情况从全球看，很多国家都在推动 3D打印产业的发展，市场规模呈持续增长 趋势。美国、欧盟、德国、日本、中国等地区采取建立研究中心、资金支持、 产业扶持等策略支持研发及进行研发成果推广与应用。市场容量方面，Wohlers公司数据显示2012年包括服务在内的3D打印全球市场总额为22亿美元，2013 年市场规模约40亿美

6、元，预测到2021年能达到108亿美元的销售额，将维持 约20%的增长率。其中美国占据领导地位，3D System与Stratasys公司在2012年占全球约1/4的份额，是全球3D打印产业的龙头企业。我国3D打印技术取得了一定的研究成果，总体处于产业化初级阶段，市 场呈现高速增长趋势。进行 3D打印技术研究的主要有清华大学、北京航空航 天大学、华中科技大学等院校，通过与3D打印企业合作、技术转移等方式实现产品商业化。例如2014年3D打印产业前十的武汉滨湖机电技术产业有限公 司，就与上海材料研究所、西安交通大学进行合作。前十的企业还包括杭州先 临三维科技股份有限公司、北京隆源自动成型系统有限

7、公司等，但总体规模较 小。2010年我国3D打印机装机总量只有 400台，2013年达到了 2000台以上， 市场规模不断扩张。二、完整3D打印产业链的基本结构3D打印产业链是集大学与研究院、3D打印企业、电子商务平台、服务商 网络、消费市场等于一体的庞大系统，在发展过程中与政府部门、行业协会、 金融机构等相关联。政府部门对大学及研究院、3D打印企业产生直接影响，在辅助产业、机构的支持下研究成果通过 3D打印企业直接或间接进入消费市 场，市场情况又反过来影响技术进步。完整产业链如图1所示。上擀叩辭材料技术】忡 制社术1光机 电扌诃1 ttft3DI制i;1*业：賣牝 *嗟幅.丄业设计 m *和

8、30材科提3onniit： 30打印材科t 30JI1呻门；：讪圖和诵网旳30 打卬谡齐绅櫛宿.偷1讯牡比平fn F疋殳流* T 业世计*市场MS tV：设备* M 料、ft title 也供应工业制造国卿工、 航空獻氏、 心停配、电C 兀进制造 业、L业 议“业、 生产性胆个人悄费版丄艺文代创童 业、家用 电F业曲医疗医打放育* 披代制逑 临喘应用医疔卫生出助产妆.机和】忏业协盘.金:电福务.知iH产模愎护Mf風处 疔,贞厉松测、船证史1阮 黑礎址抽：电用如solr 至和产風保护桃制l犯打卬村盂皿口融甕机制* 风投机Mi和业标旌严祝护*资誇底持：战第优囲图1 3D打印产业链（一）产业链上游相

9、关企业、机构产业链上游企业与机构的作用是推进技术研发、技术进步、3D打印设备制造、3D打印材料研发。这部分主要包括大学、研究院及3D打印企业。1.大学、研究院。大学、研究院在产业链中实现3D打印设备精度、稳定性等的提高，以及目前 3D打印材料种类少和所面临技术难题的突破。研发项目 的推进受到政府部门的影响，并通过 3D打印企业实现技术成果商业化。2.3D打印企业。高新技术的研发与产业化面临高风险与极大的不确定性， 需要3D打印企业专业的运营激励机制、融资能力、市场反应能力和商业化渠 道等各种能力的融合，这也是大学、研究院所缺少的。3D打印企业在产业链中与多方联系密切，能提供专业的运营机制，以市

10、场为导向做产品的定向研发。（二）产业链中游服务系统、网络及第三方平台建设产业链中游第三方服务平台连接上游企业与下游市场，是为3D打印产品、设备、材料等提供商业化的经销网络、信息交互、产品意见反馈、市场动 态信息等服务。主要包括数字化平台及服务商网络。服务商网络与电子商务平台。3D打印机、打印材料及数字化模型要实现有 效的市场营销需要服务商网络的加入和高可信度电子商务平台的搭建。对于以 研发为主的3D打印企业，专业服务商队伍的加入可以弥补自身核心能力的不 足。在经济体系中，有些服务商网络和电子商务平台已经存在，并且运营模式 也趋于成熟。其中以3D Systems为代表的3D打印制造商就入驻了京东

11、、淘宝 等第三方电子商务商城，降低了成本、节省了产品推广时间。（三）产业链下游应用导向市场消费市场处于产业链的下游。3D打印产业的消费市场主要细分为工业制 造、个人消费与生物医疗三个极具显著特征的市场，应用范围跨越多个领域3D打印应用领域经历了不断拓展的过程，这归功于设备技术、材料技术的进 步。同时，这也是产业发展过程中面临的挑战与难题。（四）3D打印产业相关部门、产业支持任何产业都不能独立存在，必须与相关产业、部门及时有效的交互。1政府相关机构。主要包括财政、科技、发改、教育等部门，为企业提供资 金支持或运营、融资便利条件，推进 3D打印技术的学校教育，实现 3D打印技 术人才培育的同时推动

12、3D打印成果的应用。此外，肩负建立完善的 3D打印数 据安全和产权保护机制的责任。2辅助产业、机构。3D打印产业的发展有赖于各方相关机构的建立与完 善，特别是要实现打印设备及特定产品的技术质量检测、金融支持、行业标准 及3D打印数据安全等第三方辅助支持，主要包括 3D打印行业协会与产业联盟 等。三、3D打印产业链的协同创新机制基于对3D打印产业链各部分及其相互关系的考虑，本文根据产业链中主 要模块进行划分，提出管理协同、融资分配、技术研发与消费市场几个部分的 交互模式，通过电子商务平台实现信息集成。协同创新模型如图2所示。4址*理LI喫赳朝体基电了椭帚平命.MHI3D打冲|缺鼻芳JnrmH 驶

13、口 Iff1號_1I1_3CH冃屮Ij 1iV if. .3&hm耶I閒 A图2 3D打印产业链协同创新机制昭I-k.Llf由图2知，在政府通过政策支持、专项资金支持，并逐步完善3D打印知识产权法规推动产业发展的环境下，由3D打印企业引领相关利益主体实现战略层面到具体运营、后续效率价值评定的管理协同，产品研发与客户终端市场的 协同与实时反馈，以及资金流进入与退出机制的制定完善。各部分在电子商务 平台中进行信息交互，包括政策法规、企业动态、电子商城等、项目一风投信息、技术研究、相关标准、市场动态几个方面，分别对应于政府、3D打印企业 等、服务商网络、金融与风投机构、大学和研究院、行业协会、消费市

14、场的相 关信息。（一）管理协同管理协同体系的建设是为了在战略与管理层面实现产业链相关部分的协调 一致。管理协同体系以 3D打印企业为核心，与产业上下游相关企业、机构建 立战略联盟，根据其在价值实现过程中发挥的作用对其职责、风险承担进行合 理分配，采用现代管理技术实现管理过程、营运过程与日常生产的配合。同时 采取人才战略，完善激励约束机制，为产业持续发展提供动力。最后对各利益 相关主体根据其营运能力、产品、效率等指标进行绩效评定，为核心能力改进 或进一步合作提供参考，形成协同体系和各主体的渐进式改进与发展。（二）资金管控资金管理体系主要是实现融资、分配合理化，减少风投机构与企业之间的 信息不对称

15、，保障利益分配的同时降低研发高投入、不确定性等风险，吸引资本进入。产业链中需要风险投资、金融机构借贷的主要是3D打印企业。可以通过电子商务平台实现项目与风投的信息交互，在资金流入环节进行经济性评 定，其次在运营过程中加强成本控制。对于最终的收益，根据投资额、风险分 担等指标制定利益分配和退出机制，保障投资者利益。同时，以此吸引风险投 资，实现资金流的持续循环。（三）技术一产品一体化建立研发与终端消费产品一体化的协同交互发展体系，形成以技术开拓市 场、市场促进技术能力提升的循环发展模式。在研发环节，3D打印企业与大学、研究院建立技术研发联盟，对技术创新、技术研发进行系统化管理，根据 技术水平和市

16、场反馈信息做市场预测，以此来进行产品设计。对产品进行的技 术管理与质量控制需达到标准体系中对技术、质量、设计、行业规范的基本要 求。同时，依托行业协会加强 3D打印行业技术交流，促进行业规范与行业标 准形成。知识产权体系的建设与技术发展应当保持一致性甚至通过预期在一定 程度领先于技术进步，对于没有相关标准验证的产品应当根据其特性做实时评 估。产业上游在与消费市场进行交互的过程中主要通过对产品应用进行挖掘， 提供技术与售后服务，根据 3D打印技术的特点引导对大众创新的商业模式进 行探索。通过建立评价体系获得信息反馈，据此识别潜在需求。一体化发展的 核心在于高效性与准确性。为提高市场预测准确性，需

17、要实现研发与消费终端 的信息集成，将其并构为一个统一发展体系。四、我国3D打印产业链协同创新的对策建议为使产业链协同创新机制发挥作用，本文针对政府部门与3D打印企业及各相关主体提出以下实施策略。首先，基于我国3D打印技术产业化现状，政府部门在产业发展过程中起 到重大的推动作用，应着力打造良好的产业生态系统与发展环境。第一，制定 出国家层面的统筹发展计划与产业布局，引导社会资源适当向这一新兴产业倾 斜，使产业链结构趋于完整。其次，在产业上游以增加相关科研项目的方式加 大研发人才、资金等资源的投入，进行 3D打印人才培养，同时解决3D打印材 料、设备技术等问题。同时，培育引领行业发展的龙头企业，为

18、其研发、经 营、进出口贸易提供政策优惠，增强其融资能力。再者，伴随技术的发展，完 善产权保护法规及政策。同时，3D打印企业应打造自身竞争力与影响力，积极与相关主体形成战略 联盟，保持管理层面的协调一致，促进产业链上下游之间进行高效交互以整合 资源，引领产业协同发展。首先，探索完善的商业模式使产业前景日趋明朗， 因此吸引更多金融机构、风险投资的加入，健全 3D打印产业链及其辅助性产 业，在此基础上建立相关利益者联盟。对研发与市场产品需求以系统一体化的 方式进行管理，进一步挖掘 3D打印技术优势，依据市场动态在现有价值实现 途径上进行衍生和拓展。在产品生产制造过程中，探索与传统制造模式融合的 生产

19、制造方式。同时制定出资金的进入退出机制，以支撑产品研发、生产、运 营活动。通过电子信息平台实现3D打印企业、大学、研究院、服务商网络、消费市场等之间的信息交互，禾I用信息的实时性达到高效、快速的反馈，在产 品研发、战略合作、运营管理等各个环节协同发展。最后，各相关企业应提升对协同创新重要性的认识，积极参与3D打印产业链协同机制的制定，以利于自身核心能力的发挥。首先，服务商、金融机 构、研究院等对3D打印产业的发展给予关注，在做好风险收益评估的前提下 适当投入资源。同时，与 3D打印企业进行信息交互，制定出适合各方发展的 协同创新机制，实现各主体之间管理、业务的有效对接。最后，注重打造自身 的核

20、心竞争力。金融机构与风投机构在资本上具有优势，但需有效控制风险。 大学、研究院在加大研发资源投入的同时，注重对现有研究成果的挖掘，并要 符合标准体系的基本要求。服务商网络可以利用现有的相关客户资源做消费市 场的有力渗透。加强 3D打印产业概念宣传，根据各消费市场独有的特征开展 产品研发、战略制定、市场推广等活动。五、结束语本文以3D打印产业的统筹发展为核心，充分考虑产业链各部分及其特征， 做了对3D打印产业链协同创新模式的探讨。在对协同体系构建时采用分块设 计，包括管理、资金、研发及产品几个部分，考虑全局性的同时增强创新管理 的灵活性。当然，对产业层面做系统化研究，具有一般意义。进行具体管理活

21、 动、产品研发、资金管控机制对接时，要考虑企业经营状况及所面临的市场环 境，尽可能突破现实发展瓶颈，创造产业各主体之间高效、快速协同发展交互 模式，实现共赢。 参考文献：1第三次产业革命J.经济学人（英），2012 04 - 21.2 王忠宏，李扬帆，张曼茵中国3D打印产业的现状及发展思路J.经济纵横，2013(1): 90-93.3 李小丽，马剑雄，李萍，等.3D打印技术及应用趋势J.自动化仪表，2014(1): 1-5.4 孙智强，黄斌.3D打印产业如何落地生根J.特区经济，2014 (12): 223225. 王忠宏，李扬帆.3D打印产业的实际态势、困境摆脱与可能走向J.改革， 2013

22、 (8): 29-36.张文彬、蔺雷、廖蓉国.架构能力引领的复杂产品系统产业链协同创新模式研究 以中广核工程有限公司为例J.科技进步与对策，2014, 31 (6): 57-62还来不及享受美丽的锦瑟华年，就已经到了白发迟暮，一生匆匆而过。生命，就是这样匆匆，还来不及细细品味，就只剩下了回忆。生命匆匆，累了就选择放下，别让自己煎熬痛苦，别让自己不堪重负。放下该放下的，心才会释放重负，人生才能安然自如。人生就是一个口袋，里面装的东西越多，前行的脚步就越沉重。总觉得该得到的还没有得到，该拥有的却已经失去，苦苦追寻的依然渺茫无踪。心累，有时候是为了生存，有时候是为了 攀比。只有放下羁绊前行脚步的重担

23、，放下阴霾缭绕的负面情绪，才能感受到柳暗花明又一村”的豁然开朗，领悟到 一蓑烟雨任平生 ”勺超然物外。人生太匆匆，累了，就放一放吧，何苦要执拗于一时的成败得失！很多时候，我们用汗水滋养梦想，可是，梦想是丰满的，现实是骨感的。每个人都渴望成功的鲜花围绕自己，可是，谁都不是常胜将军，都会猝不及防地遭遇人生的滑铁卢。唉声叹气只 会让自己裹足不前，一蹶不振只能让自己沉沦堕落。如果真的不能承受其重，就放一放，重新审视前方的道路，选择更适合自己的方向。有些东西，本就如同天上的浮云，即使竭尽全力，也未必能揽之入怀。或者即使得到，也未必能提高幸福指数。所以与其为得不到的东西惶惶终日，不如选择放下，为心减负，轻

24、松前 行。一人难如百人愿，不是所有的人，都会欣赏和喜欢自己。所以，我们不必曲意逢迎他人的目光，不用祈求得到所有人的温柔以待。真正在意你的人，不会对你无情无义，不在意你的人，你不过是轻若鸿毛的可有可无。做最好的自己，静静地守着一江春水的日子，让心云淡风轻，怡然自若。人生本过客，何必千千结。不是所有的相识都能地久天长，不是所有的情谊都能地老天荒。有些人终究是走着走着就散了，成为我们生命中的过客。爱过，恨过，都会装点我们原本苍白的人生，感谢曾经在我们生命中出现过的人。如果无缘继续红尘相伴，就选择放下吧，给自己和对方都留一段美好的回忆和前行的空间。鱼总是自由自在地在水中快乐游弋，是因为鱼只有七秒钟的记忆，只在一瞬间，鱼便忘记了所有的不愉快。所以，忘记所有的不愉快，才能为美好的情绪留出空间，才能让心情灿然绽 放。林清玄说：一尘不染不是不再有尘埃，而是尘埃让它飞扬，我自做我的阳光。是呀，世事喧嚣纷扰，放下纷扰，做一个阳光快乐的人，做自己快乐的主人！还来不及享受美丽的锦瑟华年，就已经到了白发迟暮，一生匆匆而过。生命，就是这样匆匆，还来不及细细品味，就只剩下了回忆。生命匆匆，累了就选择放下，别让自己煎熬痛苦，别让自己不堪重负。放下该放下的，心才会释放重负，人生才能安然