基于客户价值分析的增材制造商业模式研究

孙昊昱1,张 霞2,李 巍2

(1.湖南大学 工商管理学院,湖南 长沙 410082;2. 湖南大学 经济与贸易学院,湖南 长沙 410079)

摘 要:近年来,增材制造(3D打印)技术因其定制化、低成本、快速成型等特点广泛应用于航空航天、汽车等领域,具有广阔的发展前景。据预测,2018—2022年全球增材制造产业复合增长率将达到26%,年增长率可达19.63%。基于增材制造的技术特性和商业模式构建原理,从客户价值角度深入分析个性化(交互程度)、价格、时间3个维度及7种商业模式,以此构建增材制造(3D打印)商业模式体系,并基于“以客户为中心”的市场现状选取3种商业模式体系分析其内在逻辑,以探求如何利用增材制造的商业特性实现供应链上下游资源整合,进而寻找客户价值提升路径。

关键词:增材制造;商业模式;技术特性

The Additive Manufacturing Business Model Based on Customer Value Analysis

Sun Haoyu1, Zhang Xia2, Li Wei2

(1. School of Business, Hunan University, Changsha 410082, China;2. School of Economics and Trade, Hunan University, Changsha 410079, China)

AbstractIn recent years, additive manufacturing (3D printing) technology has been widely used in aerospace, automotive and other fields because of its customization, low cost, rapid prototyping and other characteristics, and has broad development prospects. It is predicted that the global additive manufacturing industry will keep growing. The compound annual growth rate will reach at 26% in 2022, and the annual growth rate will reach at 19.63%. There are a large number of literatures in the academic field analyzing the problems existing in the application of additive manufacturing and its business model innovation, but the innovation discussion mainly focuses on the development of a single enterprise, and lacks a systematic analysis of how additive manufacturing enterprises use the supply chain to integrate upstream and downstream resources to form a functional complementary complex. The essence of the business model lies in value creation, centering around the value creation participants and activities. Customers are the value transmission node in the process of input, transformation and output. As their demand differentiation is constantly improving, it is difficult for traditional subtractive manufacturing enterprises to reduce costs through economies of scale, that is, there is an essential conflict between meeting personalized needs and realizing scale economy. In addition, due to intensified market competition, customers can enjoy high-quality products and services at lower prices or even free of charge. Therefore, the traditional subtractive manufacturing enterprises need to achieve breakthroughs on the basis of the original industry, and form a customer-centered business model for additive manufacturing materials.

This paper distinguishes the differences between traditional subtractive manufacturing and additive manufacturing industries in value creation activities. On the basis of the existing research results at home and abroad, this paper depicts customer value based on Kotler's "customer transfer value" and customer satisfaction, and traces the sources of customer value more thoroughly. The construction mechanism of additive manufacturing business model of value is based on the analysis of three dimensions of cost, personalized satisfaction and delivery time, and then seven business models are formed to build a relatively comprehensive additive manufacturing (3D printing) business model system. Owing to different emphasis and value proposition, the seven business models have brought various degrees of customer value perception. Based on the market status of "customer-centric" and the three technical characteristics of additive manufacturing, this study analyzes their internal logic to explore how to use the commercial characteristics of additive manufacturing to realize the upstream and downstream resource integration of the supply chain and find ways to enhance customer value. In the path analysis, since the degree of personalized satisfaction can determine the potential value-added of additive manufacturing enterprises or industries, the degree of personalized satisfaction is regarded as the main component of customer value and the main source of value for the construction of the business model system. Therefore, based on the analysis of the business model dominated by interaction, this study further explores the business model in which the relevant technical characteristics in the additive manufacturing supply chain cooperate with the degree of personalized satisfaction. By analyzing its basic process, this study figures out the value promotion path of the additive manufacturing supply chain from the perspective of value proposition.

It is concluded that products or services of additive manufacturing enterprises (printers) provide should focus on customer value. Additive manufacturing enterprises should take the interactive platform as the core of the additive manufacturing supply chain structure, and take the third-party logistics as the key link of the additive manufacturing supply chain. The modular business model system is the development direction for additive manufacturing enterprises. Enterprises can not only promote their 3D products to consumers through the platform to stimulate consumers' desire, but also tap customers' potential and dynamic needs, by which enterprises can realize value creation. Meanwhile it is a new element to cross border in the business model. It does not only refer to cross-border collaboration to create greater value-added space, but also includes the need for enterprises to actively build customer interaction platforms from the perspective of their own innovation and development.

Key Words:Additive Manufacturing; Business Model;Technical Characteristics

DOI10.6049/kjjbydc.2021060036

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

中图分类号:F406.69

文献标识码:A

文章编号:1001-7348(2022)18-0060-07

收稿日期:2021-06-01

修回日期:2021-10-31

基金项目:国家自然科学基金青年项目(71601074);湖南省自然科学基金面上项目(2019JJ40042)

作者简介:孙昊昱(1981—),男,湖南长沙人,湖南大学工商管理学院博士研究生,研究方向为定制化供应链决策;张霞(1997—),女,湖南衡阳人,湖南大学经济与贸易学院硕士研究生,研究方向为供应链与产业政策;李巍(1981—),男,湖南长沙人,博士,湖南大学经济与贸易学院副教授、博士生导师,研究方向为供应链与产业组织。本文通讯作者:张霞。

0 引言

增材制造(Additive Manufacturing,AM)俗称3D打印,是一种以数字模型文件为基础,运用多种材料,通过逐层打印方式构造物体的全方位制造技术[1]。这种技术与传统制造技术(如铣削、锻造和焊接)形成鲜明对比,自诞生之日便在全球范围内受到高度关注。美国政府于2013年投资3 000万美元建立国家增材制造创新研究所(NAMII)以彻底改变制造方式,促使制造业回归和再工业化。随后,日本、印度、澳大利亚、法国纷纷鼓励国内各行业开发和利用3D打印。2015年,我国政府着手制定增材制造产业发展规划,试图借此解决我国制造业转型升级中的瓶颈问题。同时,学术界普遍肯定了增材制造的广阔前景,认为增材制造技术将成为引领未来制造业突破性发展的关键要素,并且在推动产业发展模式创新、运行机制优化、资源高效利用、技术突破创新等方面发挥关键作用[2-3]

相比传统减材制造方式,增材制造技术具有快速实现、产品设计灵活、满足个性化需求、可单件或小批量制造、精确打印等特征[4],但也存在一些弊端。一方面,对于几何形状简单、零件数量较少、生产数量规模较大的产品而言,增材制造技术生产速度通常低于传统制造技术[5]。其次,增材制造作为新技术,与传统生产方式具有根本区别,其前期使用成本较高,需要购买3D打印机、打印材料,并对技术人员进行专业培训等。因此,克服增材制造这一新技术应用缺陷需要构建与其内涵和特征相匹配的商业模式。例如,Chesbrough[6-7]提出,技术本身并没有特定价值,其潜在经济价值必须通过商业模式创新加以体现;戴勇[8]、孟炯和郭春霞[9]认为,商业模式创新是3D打印产业长足发展的关键;Rogers[10]实证表明,3D打印能够促使商业模式从以制造商为中心转变为以客户为中心;李凯悦等[11]认为,3D打印设备制造业的最佳商业模式是“材料+设备+服务”的全价值链模式。虽然上述文献对增材制造商业模式进行了研究,但整体存在以下问题:首先,虽分析了增材制造应用中存在的问题并对其商业模式进行了研究,但主要基于单个企业发展视角,如3D打印机器制造商或者3D打印产品供应商等,而对于增材制造企业基于供应链整合上下游资源以形成功能互补综合体的发展思路缺乏系统分析;其次,王琴[12]从企业价值创造角度提出不同形态的3D打印商业模式,但随着企业价值和客户价值的分离,顾客价值创造与企业价值实现之间并不存在天然线性关系,导致当前基于消费者及客户视角的商业模式机理研究匮乏。因此,本文在现有研究的基础上,以提高客户感知价值为切入点,基于增材制造技术特性进行分析,综合性地设计不同形态的增材制造商业模式,并取其中3种进行分析,以期为增材制造产业价值创造与提升提供理论支撑和技术支持。

1 基于客户价值的增材制造商业模式体系构建

商业模式最初被定义为一个由产品、服务和信息构成的系统,当前学者惯常将商业模式作为企业获得利润的一种逻辑。例如,Casadesus-Masanell[13]提出,商业模式是指以利用商业机会创造价值为核心而设计的交易活动体系,包括价值链活动、顾客选择、产品或服务选择;Amit等[14]考虑各参与者间的交易,基于电子商务市场从价值创造角度构建商业模式;Thomas[15]指出,商业模式是进行一项有利可图业务所涉及的流程、客户、供应商、渠道、资源和能力的总体构造;Dubboson[16]研究表明,商业模式是指企业为实现价值而进行的创造、营销,以及提供的企业结构、合作网络和客户关系资本。上述研究认为,商业模式的本质在于创造价值,其构建思路围绕价值创造参与者与活动展开。因此,传统制造业商业模式是企业通过对“投入—转换—产出” 过程的控制创造并分配价值,在这一过程中,制造企业能够不断改进投入转换过程效率以降低成本,缩短交货期。随着社会发展和技术进步,顾客作为投入、转换、产出过程的价值传递节点,其需求差异化程度不断提高,使得传统减材制造企业难以通过规模经济降低成本,即满足个性化需求和实现规模经济两者间存在本质冲突。而且,顾客因市场竞争加剧可以享受较低价格甚至免费的高质量产品/服务。因此,传统减材制造需要在原有产业的基础上利用技术实现突破,并形成以客户为中心的增材制造商业模式。

1.1 基于客户价值的增材制造商业模式因素分析

客户价值又被称为顾客感知价值,最早由Zeithaml[17]提出,他发现客户价值是指客户在对所能感知到的利得与获取产品或服务中付出的成本进行权衡后,对产品或服务效用的整体评价。该种定义从成本和收益角度对顾客感知价值进行权衡,但是未明确分析应权衡何种因素以及如何权衡等具体问题。科特勒[18]进一步将客户价值细化为客户让渡价值,并指出总客户价值与总客户成本之差即为顾客让渡价值,总顾客价值(TCV)包含产品价值(Pd)、服务价值(S)、人员价值(Ps)和形象价值(I)等,函数表示为: TCV=f(Pd,S,Ps,I)。该理论从客户让渡价值和客户满意度出发刻画客户价值,能够较为完整地追溯客户价值,成为本文分析增材制造商业模式的主要参考。

在增材制造中,客户作为开放性生产中心参与到生产各环节,其基本流程如下:消费者选择下单购买3D打印产品,3D打印制造商设计产品方案并进行打印生产和配送。消费者作为产品和服务的接收方,根据增材制造供应链所提供的产品属性和服务功能进行个性化选择,并基于多维指标因素对所获得的产品/服务进行评价,最终形成客户价值层次体系,即增材制造供应链中的客户价值。增材制造企业为了实现利润最大化,基于客户价值识别并权衡增材制造的技术特性(成本节约、定制化及快速打印),利用上下游资源对增材制造供应链进行优化重组、整合及创新以实现技术转化, 形成由客户支付价格(Cost)、定制化程度(个性化满足程度)(Personal)、交货时间(Time)3个维度构成的客户价值体系,即基于客户价值分析的增材制造商业模式 (见图1)。

(1)客户支付价格(C)。价格关系着买卖双方的切身利益,能够直接影响消费者对某种商品的购买意愿。传统工艺单位生产成本随着产量增加而递减,在增材制造技术下,单位成本不随产量变动而变动,企业在满足消费者个性化需要时,即使产量不足够大也能维持单位固定成本。随着技术水平提高,增材制造产品单位成本降低,企业基本损益方程式(利润=销售收入-总成本)可以表示为:B=(p-a/λ)x,进而得出企业定价区间为[a/λm],企业通过不同定价影响客户感知价值(常数a为一定时间内固定成本的发生额,B为利润,p为销售价格,λ为技术水平,顾客期望价格小于或等于m)。综上,本文认为:①价格降低程度与客户感知价值存在正向关系;②当利润为0时,p=a/λ,因此3D技术水平与成本存在反向关系;③在考虑价格因素影响下,基于价格的客户价值为V1=V{C(Tc)}。

图1 基于客户价值的增材制造商业模式构建机理
Fig.1 Construction mechanism of additive manufacturing business model based on customer value

(2)个性化满足程度(P)。随着消费者收入水平和价值判断出现差别,消费者分化程度加深,越来越多的消费者以追求品质和个性为目的进行趋优消费,掀起定制化热潮。增材制造技术的定制化特性能够突破传统制造工艺局限,一方面,允许客户依据个性化需求参与产品设计过程,如耐克公司利用飞织(Flyknit)技术为不同脚型的人量身定制增材制造鞋底,消费者可以在当地耐克商店打印出专属鞋子;另一方面,增材制造根据消费者提供的相关建议和要求,能够设计并快速完成符合客户要求的个性化产品。在这一过程中,企业和消费者不断交互,加深个性化定制程度,客户从个性化产品和服务中获得更高的感知价值,其满意度和忠诚度得以提升。因此,本文认为:①个性化定制与客户感知价值存在正向关系;②交互程度与企业定制化水平存在正向关系;③企业提供定制化产品和服务就是满足客户个性化需要。因此,基于个性化的客户价值为V2=V{P(C)}。

(3)交货时间(T)。交货时间是指客户从下单到收货的时间间隔,又称为等待时间。交货时间与客户心理预期时间的差值会影响客户感知价值。如果交货时间超出客户心理预期,则会降低客户感知价值,导致客户满意度和忠实度下降甚至丧失或者产生厌恶感。增材制造过程中,客户直接向增材制造商下单,实现零渠道的直销策略。同时,多个零件的一次性打印能够缩减制造流程,使客户提前获得产品,同时对整个增材制造供应链的不断优化和改进使时间控制效果更加显著。因此,本文假设:①交货时间缩短程度与客户感知价值存在正向关系;②供应链优化程度与交货时间缩短程度存在正向关系;③增材制造企业对供应链的优化意味着客户等待时间缩短,在交货时间因素的影响下,基于交货时间的客户价值为V3=V{T(S)}。

根据上述分析,本文进一步假设CPT均可以对客户感知价值产生影响,且CPT之间不存在联动关系,这一假设的根据如下:在传统大工业机器生产过程中,个性化定制虽然可以满足客户个性化需求,但企业却不能从小批量定制中获得分摊固定成本的优势。同时,个性化定制对产品和服务质量的要求较高,企业可能需要更长的生产周期,无法缩短交货期。因此,在传统大工业机器生产过程中,CPT是此消彼长、相互约束的关系。在增材制造中,由于固定成本接近零,企业不用分摊固定成本,即单位生产成本与数量无关,进而使企业通过小批量定制获得低成本优势。而且,增材制造通过数据文件处理可以完成产品打印生产,交货时间不受产品结构变化的影响。根据这一假设,不同的CPT构成组合情况会带来不同的客户感知价值体验。因此,结合3D打印三大技术和产品特点,进一步参考科特勒的客户总价值模型,将客户感知价值表达为V=f{ C(Tc)P(C)T(S)}= V1+V2+V3=V{ C(Tc)} + V{ P(C)} +V{ T(S)}。

1.2 基于客户价值视角的增材制造商业模式体系构建

根据V=V1+V2+V3=V{C(Tc)} + V{P(C)} +V{T(S)}及假设,价格(C)、个性化(P)及交货时间(T)3个维度组合能够为参与增材制造生产环节的客户带来不同的感知价值体验,经过组合形成客户价值创造的7种增材制造商业模式,即以交货时间为主导的商业模式(T)、以降低成本为主导的商业模式(C)、以交互为主导的商业模式(P)、以客户参与为主导的商业模式(C+P)、以服务为主导的商业模式(T+P)、以创意产品为主导的商业模式(C+T)和以模块化为主导的商业模式(C+T+P)。上述7种商业模式的提出使基于客户价值的增材制造商业模式构建体系得以完整。

为了更加直观地展示基于P、C、T3种因素构成的增材制造商业模式体系,本文采用三维模型进行阐述,如图2所示。X轴、Y轴、Z轴分别代表交互程度(定制化程度)、时间控制程度和成本控制程度(如前所述,交互程度越高,代表定制化水平越高),坐标轴上点的位置(截距)表明增材制造企业在资源既定的情况下对成本、个性化及时间3种特性进行权衡,进而形成客户价值V1、V2、V3

以创意产品为主导的商业模式下,线段OA距离表示该模式下产品成本控制的最大程度,线段OB距离表示该模式下产品时间控制的最大程度,线段AB上任意一点代表以创意产品为主导的商业模式下上述两种变量组合情况;以参与为主导的商业模式下,线段OC距离表示该模式下与客户通过交互实现企业增值的最大程度,线段AC上任意一点代表以客户参与为主导的商业模式下成本控制程度和交互程度的组合情况;以服务为主导的商业模式下,线段BC上任意一点代表时间控制程度和交互程度的组合情况。在X轴、Y轴、Z轴上任意选择3点A'、B'和C'点并进行连接,如果在△A'B'C'中任意选择一点M,则点M受时间控制程度、交互程度和成本控制程度3个维度共同影响,表现为以模块化为主导的商业模式下3个变量的组合。

图2 7种商业模式维度设计
Fig. 2 Dimensional design of seven business models

2 基于客户价值提升的增材制造供应链路径分析

上述7种商业模式由于侧重点、价值主张不同,导致客户价值感知程度也不同。为了提高客户感知价值,企业需要提供具有更高效率、收益以及更具个性化特征的产品和服务,在图2坐标轴上综合表现为更强的时间控制能力、成本控制能力以及更深入的交互关系,即响应客户个性化动态需求,并通过供应链控制在价格、时间等价值因素上形成具有竞争优势的商业模式。如前文所述,对于消费者而言,增材制造的技术特性在于能够满足客户个性化需求,即以客户需求为导向。Rogers[10]认为,增材制造技术发展促使商业模式由以制造商为中心向以客户为中心转变。在信息技术快速发展的时代,根据客户个性化需求进行定制化生产既是实现客户价值的主要途径,也是生产革命[19]。因此,考虑到增材制造定制化技术特性,将个性化满足程度(P)作为客户价值的主要构成要素和商业模式体系构建的价值源泉,个性化满足程度(P)能够决定增材制造企业或产业潜在价值增值,在分析以交互为主导商业模式的基础上,进一步探讨增材制造供应链中相关技术特性与个性化满足程度相协同的商业模式,并分析其基本流程(见图3),从价值主张角度分析增材制造供应链价值提升路径。

2.1 以交互为主导的商业模式(P)

以交互为主导的商业模式认为,交互可以提高定制化水平P,进而在提供个性化产品和服务过程中提高客户感知价值,实现企业潜在价值增值。在上述商业模式中,企业将交互作为核心优势,凸显客户交互平台的作用,通过促进V2提升实现客户价值。

客户交互平台是客户关系管理(CRM)的组成部分,随着交互不断深入,交互平台不仅是维护客户关系的渠道,更是企业分析市场状况、客户需求、客户反馈,进而开展动态客户需求评估的重要途径。一方面,通过深入交互,企业可以挖掘出更多客户潜在需求,后者能够影响企业潜在价值增值能力。因此,企业需要在深入交互过程中精确把握客户需求,并通过产品形式加以确认。例如,企业可以通过交互平台宣传3D产品特色和个性化优势,使广大消费者加深对3D产品的认知,激发产品购买欲望,再通过打印生产出能够满足客户需求的个性化产品,实现客户需求扩张。另一方面,企业可以提高客户需求满足程度。因此,在价值主张上,企业需要建立完善的客户交互平台。尽管绝大多数客户对产品设计规范、结构功能和图纸的要求不清楚,但仍可以借助平台交互提出产品建议,在深入交互过程中参与产品设计和生产环节,引导企业进行3D产品设计和生产。企业可以适当地采纳客户建议,从而满足客户定制化需求。

图3 基于客户价值的增材制造商业模式
Fig.3 Additive manufacturing business model based on customer value

增材制造技术因其可实现产品个性化生产,在以个性化、小批量生产为特点的定制式医疗器械行业被广泛应用,以交互为主导的增材制造商业模式在该领域的应用前景值得重视。为了使定制式医疗器械在原材料、产品设计等方面实现准确设计,以匹配患者生理解剖结构和提升患者使用体验及产品性能评价,利用交互平台可以纵向连接增材制造的上下游企业,横向连接增材制造的供求双方,减少信息不对称和信息协调问题。当前,在医疗行业中需要根据患者特点定制的产品种类较多,如替代传统骨折用石膏板的增材制造矫形用产品、治疗脊柱侧弯的矫形器、定制式义齿,以及定制化骨科植入物、助听器等,都需要匹配患者个性化需求。山东省立医院口腔医院的增材制造多孔上颌面板成功为 19 岁患者解决面部膨胀畸形问题,通过术前模拟肿瘤切除方案及修补重建,提高颌骨重建精确度,在手术过程中使假体能够贴合缺损面,达到修补效果。

2.2 以服务为主导的商业模式(T+P)

以服务为主导的商业模式综合了以等待时间为主导的商业模式和以交互为主导的商业模式特点,表现在满足消费者个性化需求的同时,快速交付产品,从而为客户提供优质的服务体验。因此,V2V3成为客户价值的主要来源。该模式在价值主张上强调交互平台与打印商间的双向联系,即主动构建长期、稳定的售后交互平台,并与第三方物流进行合作。如图3所示,企业在交互过程中能够快速了解消费者的售后服务要求,并针对客户相关要求及时反应,快速进行相应的售后订单式打印服务。该模式在供应链中自上而下体现为:

在采购阶段,不同于传统采购形式,3D打印制造商及其上游供应商的角色均发生了重大改变。在传统供应链中,生产企业处于核心地位,需要消耗大量生产资料进行半成品或成品的生产、加工及销售,进而奠定了生产企业在整个供应链环节的支柱地位。而采购合适的生产要素往往需要较长的周期,为了缩短采购周期,生产企业最终会选择少数战略供应商进行合作并结成战略联盟,从而导致供应商之间激烈的市场竞争。在增材制造供应链中,3D打印制造商成为生产的最后环节,通过对消费者订单的快速反应完成生产作业。同时,供应商之间不再进行同质化竞争,不同行业的供应商(如材料供应商、设备供应商以及软件开发商)分工合作,不断强化差异化优势,从而提升增材制造供应链上游运作效率。

在生产环节,3D打印制造商根据消费者订单提出设计方案,利用交互平台与客户进行高效沟通,并处理设计方案中的模型文件。在这一过程中,由于增材制造可以在不需要传统模具的情况下快速打印成型[20],并利用交互平台渠道提升后期处理环节效率,因而产品完成时间大大缩短。如图3所示,增材制造实施零渠道直销策略,在3D打印制造商和消费者之间没有中间商参与。制造商可以直接通过自营物流进行产品配送,缩短分销时间。为了集中精力进行生产,最大限度地缩短物流配送时间,3D打印制造商一般以合同形式将配送任务委托给专业物流服务企业,通过低成本、高效率的第三方物流公司进行产品集中配送。

因此,在以服务主导的增材制造商业模式下,上游制造商首先需要提升订单接收和处理能力,将订单快速转化为生产信息,并优化采购环节。在中游销售环节,通过交互平台畅通信息传递渠道,降低信息不对称风险。最终,通过专业高效的第三方物流确保产品快速送到指定消费者手中,完成增材制造供应链全过程的优质、快捷服务。

服务主导的增材制造商业模式之所以能够在服装饰品行业被广泛应用,原因在于当前消费者对材料的个性化需求不断提高,对服装饰品越来越追求设计感,而服装饰品更新速度也不断加快,这就要求服装饰品行业在采用3D打印技术时,应采用以服务为主导的商业模式。首先,消费者可以通过交互平台与设计师沟通,实现服饰品个性化设计,通过稳定高效的上游供应商,采用3D 打印技术完成产品生产,再利用第三方物流将商品快速传递至消费者手中。

2.3 以模块化为主导的商业模式(C+T+P)

以模块化为主导的商业模式全面综合上述3类商业模式的特点,在提升对成本C和时间T控制力度的同时,提高定制化水平P,即增材制造企业兼顾增材制造的三大技术特性,将V1V2V3作为客户价值的主要来源。这要求3D打印制造商强化订单接收和处理能力,将订单快速转化为生产信息,同时优化采购环节和销售环节,从而为消费者提供订单式打印服务。在产品生产完成后,通过第三方物流平台将其快速送至指定消费者手中,这一价值主张的实现与服务主导(T+P)的增材制造商业模式类似,不同之处在于,在以模块化为主导的商业模式中,3D打印制造商采用前端生产模块化和用户定制化的组合方式。

图3中,以模块化为主导的增材制造商业模式在供应链中加入外部技术合作者角色,其逻辑机理在于:首先,在与外部技术商形成合作关系之前,3D打印制造商和产品设计师同属一个角色,承担着产品造型设计任务。3D打印制造商虽然能够根据顾客订单要求设计出满足其个性化需求的数据模型,但是随着消费者个性化程度提高,为了降低设计研发成本,进而获得成本优势,3D打印企业往往需要与外部合作者,如外部设计师、外部软件开发商建立非竞争性技术合作关系以提高设计研发实力。一般而言,竞争性技术合作由于其固有的竞争性缺陷,容易导致合作成员间产生机会主义行为,而非竞争性技术合作成员来自不同生产领域,可以克服竞争性技术合作的缺点,使企业拥有稳定、低成本的技术共享优势。其次,3D 打印技术提供了一种极具成本效益的方式完成产品多次设计迭代,通过交互平台获取消费者个性化需求和反馈信息并快速传达给设计师,设计师再依据专业知识完成产品即时设计与修改。3D打印制造商将复杂的设计流程外包有利于降低产品设计成本、软件项目研发成本等,最终实现产品成本控制。值得注意的是,本文所描述的技术合作者并非仅集中于3D打印设计商,还包括产品设计、软件开发等多层面的技术合作商。

航空航天、汽车制造及家具设计行业所需的零件结构复杂且成本较高,一旦出现瑕疵或缺损将导致较大的损失,因而对零部件生产效率和精度的要求较高。增材制造技术具有快速成型、灵活调整模型设计以及制造成本较低的技术特点,能够满足上述行业要求,使得以模块化主导的商业模式在上述行业中具有重要应用价值。例如,空客A320飞机的大尺寸仿生机舱隔离结构就是通过拓扑优化设计技术结合金属3D打印制造而成,交互平台和外部设计商为最优化设计提供了有效实现途径,给产品设计带来了无限创新空间,使企业不用考虑制造约束即能够快速实现产品制造。此外,以苏作家具为例,增材制造企业利用交互平台可以解决整件与零部件设计过程中不同参与方的语义问题、模型比例调整问题,并通过控制精度使打印物件保留一定的设计细节,实现产品完成时间缩短和工艺保留的双重目标。而且,与外部技术商合作能够以热塑性材料代替木料进行生产,从而降低生产成本。一些柜门锁环等相对复杂的五金件可以使用 3D打印技术直接生成,从而满足小批量或定制化生产需求,免去组装加固环节,同时可以解决五金件设计限制问题。

3 结语

本文基于增材制造技术特点构建增材制造商业模式体系,并进一步分析与定制化程度相关的3种增材制造商业模式,从客户价值主张角度厘清增材制造供应链价值提升路径。根据上述分析,笔者认为,增材制造企业(打印商)应围绕客户价值提供产品或服务,将交互平台作为增材制造供应链结构的核心,将第三方物流作为增材制造供应链的关键环节,模块化商业模式体系将成为增材制造企业的发展方向。通过配置上下游资源企业实现V1V2V3协同发展,从而使客户价值V最大化。在增材制造供应链中,各成员如打印商、供应商、第三方物流、技术合作者等运用现代企业管理技术,通过交互平台、展销平台、售后服务平台协同创造价值,实现增材制造供应链中信息流、物流、业务流和价值流高度同步。目前,增材制造技术、软件开发技术以及企业设计能力均不完善,同时客户对3D产品的认知程度和消费需求也远远不够。以少量、快速生产出的替换部件和复杂元件弥补传统生产设计流程周期过长的不足,是当前增材制造的主要应用场景,既缺少与传统制造业深度融合,也未形成系统商业模式体系。

随着增材制造技术进步,增材制造产品质量、精确度和效率不断提高[21],设计和材料日趋多样化,生产成本大幅下降[22],企业具备满足客户定制化需求的快速打印能力。同时,消费者对3D产品的认知能力不断提高,3D消费市场规模逐渐扩大。基于客户价值的增材制造商业模式体系发展环境更加成熟,不同形态的商业模式涌现,丰富了增材制造商业模式体系。本文认为,增材制造商业模式发展具有如下特点:

(1)平台成为与定制化关联的商业模式核心。平台是交互的纽带,企业通过平台与客户建立直接联系,实现资源信息交流、互动与共享。企业不仅可以借助平台向消费者宣传其3D产品,激发消费者的购买欲望,而且可以通过平台挖掘客户深层次、潜在需求,甚至可以掌握消费者动态需求,在满足客户个性化定制需求的同时,为企业创造价值并实现价值增值。

(2)技术成为商业模式的关键环节。增材制造对技术的要求极高,一方面,为了提供满足客户多样化、个性化需求的3D产品和服务,企业需要对增材制造产品质量、精准度和个性化要求进行严格把关。面对客户高端个性化需求,增材制造技术往往能够体现出企业市场竞争力。另一方面,技术是降低3D企业单位成本的关键指标,企业需要在技术创新过程中降低成本,在提供个性化定制服务的同时,获取更大的收益。

(3)跨界成为商业模式中的新元素。一方面,企业不再拘泥于行业内的合作共赢、资源共享,而是借助技术、信息、资源进行跨界协作,创造更大的价值增值空间;另一方面,企业从自身创新发展角度出发,需要主动构建客户交互平台,进而借助平台建设与运营实现潜在价值增值。

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(责任编辑:张 悦)