创客与个性化制造

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  摘 要:互联网的普及为个性化制造提供了广阔的发展空间。依托各种共同平台和开源硬件、软件,创客成为互联网时代个性化制造的绝对主体,同时也赋予个性化制造新的特征和内涵。
  关键词:互联网 创客 个性化制造 数字化
  器物的制造伴随着人类历史的长河。在人类之初,以个性化的制造为主导方式,几乎所的器物都是根据各个人的需要由具有该项技能的人手工制作而成;随着社会分工和商品交换的加剧,有针对性的批量制造开始出现并不断强化,而单纯的个性化制造也慢慢萎缩;第一次工业革命之后到互联网技术出现之前,企业化的大规模生产占据了绝对主流,个性化制造沦落为孤芳自赏或者朋友圈之间相互交流馈赠的模式。在工业化、标准化和规模化高度发达的今天,由于互联网特别是移动互联网和各种网络支付的普及,个性化制造、小众产品依然具有广阔的市场,顺应这一市场需求,创客运动也蓬勃发展起来。
  一、互联网是个性化制造的沃土
  现代化的企业遵循的原则是大规模生产和标准化的商品,今天,到处商场林立,各种产品琳琅满目,产品越来越丰富,但勿庸置疑,同一款商品都是按标准化的原则大批量生产的,每个产品都是事先被统一设计好的,无法真正体现购买者的意愿和爱好,顾客只能被动接受,充其量能在众多同类商品中进行挑选而已。另一方面,随着人们收入的增加,消费流行期和产品生命周期的缩短,时髦的消费方式被模仿速度的加快,消费观念逐步向品质的外在化、个性化、自然化方向发展,由主要注重物质消费向物质与精神消费并重方向发展,人们不仅只满足于生存的生理需求,更需要满足发展和享受需求,特别需要一种自发的心理满意感的需求。因此,那些能充分满足个性化要求的具有广泛的市场前景和更高的附加值。
  由于成本和效率的原因,现代化的大型制造企业无法满足消费者的个性化需求;而能完全按照顾客要求有针对性进行设计、制造的只会是众多的小型生产企业和个人创业者,但在以前,因为空间的限制和沟通成本的高昂,具体个人的需求和个性化制造之间无法有效进行匹配,但是,随着互联网和智能手机在全球的普遍运用,这一切都迎刃而解,可以说,互联网大大接近了消费者和生产者的距离,为个性化制造提供了广阔的前景。首次系统论述互联网与个性化制造之间这种关系的是美国的克里斯·安德森,安德森是美国《连线》杂志的前主编,他先后出版了三本关于互联网经济的著作,依次是《长尾理论》、《免费》和《创客:新工业革命》,因为安德森在互联网经济理论方面的巨大贡献,他被誉为“信息时代的精神领袖”。在《长尾理论》一书中,他系统阐述了自己的所谓“长尾理论”。
  长尾理论认为,任何产业一定有热门产品,根据二八定律,20%的热门产品占有80%的市场。热门产品身后是眾多的冷门产品,又称利基产品,也许80%的利基产品只占20%市场份额,形成一条长长的细尾。由于互联网出现,利基产品的长尾被拉长许多。以前去商店买鞋,只有几十种热门款式,但现在通过互联网有几万种款式任消费者选择,甚至可根据消费者需求去定制鞋子,也就是说互联网让众多利基产品有了获利空间。以前,由于成本和效率的因素,人们只能关注重要的人或重要的事,如果用正态分布曲线来描绘这些人或事,人们只能关注曲线的“头部”,而将处于曲线“尾部”、需要更多的精力和成本才能关注到的大多数人或事忽略。而在网络时代,由于关注的成本大大降低,人们有可能以很低的成本关注正态分布曲线的“尾部”,关注“尾部”产生的总体效益甚至会超过“头部”。长尾部分一个最重要的特点就是基本都是个性化的需求,无法进行标准化的统一设计和生产,因此传统的制造性公司不愿关注长尾部分,因为生产长尾部分的产品耗时,耗力,而且还会增加成本。个性化制造的兴起和流行正是针对这部分的市场和需求,利用互联网的便捷和普及,设计、制造出具有鲜明特点和个性要求的产品,从而取得生存和发展的机会。
  二、创客是个性化制造的主体
  创客(Maker),意指热衷于个人制造或者个性化创意的人,其基本特点是依托各种开放的创客社区或者平台,交流思想,分享技术,通过相配套的开源硬件和开源软件实现个人化的创新、发明和制造。通常认为,创客缘起于麻省理工学院比特和原子研究中心于2001年创立的全球首家微观装配实验室——Fab Lab(Fabrication Laboratory),也有称之为个人制造实验室。个人制造实验室的最初灵感来源于比特和原子研究中心主任尼尔·格申费尔德(Neil Gershenfeld)教授于1998年在麻省理工学院开设的一门课程,叫做“如何能够创造任何东西”,这门课程当时非常受欢迎,很多没有技术经验的学生们在课堂上创造出很多令人印象深刻的产品。因此,Neil教授认为,与其让人们接受科学知识,不如给他们相关设备、知识以及工具让学生自己来进行创造发明。随后,第一个个人制造实验室于2001年在波士顿建立。第一间个人制造实验由美国国家科学基金会(National Science Foundation)拨款建造,旨在提供完成低成本制造实验的所需环境。概括来讲,个人制造实验室基于这样一个理念:在互联网时代,发明创造将不再是拥有昂贵实验室的大学或者研究机构的专利,也不仅仅局限于少数具有专业背景的科研人员,任何人都可以进行创新发明。为此,该实验室提供了数字化制造和成型设备系统,让参与的学生开展科学实践和创意发明。时到今日,个人制造实验室已经在全球四十多个国家广泛推广,众多大学和机构成为个人制造实验室国际联盟的成员。
  个性化制造在人类历史上一直存在,以前,参与者可能是任何具有某项独特技能或者手艺的人,但在互联网时代,创客已经成为个性化制造的绝对主体。美国互联网经济研究专家克里斯·安德森在《创客:新工业革命》一书中首次明确提出“创客”这一概念并系统进行理论阐述。在他看来,传统的创新,无论是国家层面还是公司企业层面的技术创新,都是由专家或者专门的技术人才完成的,特别是涉及到制造业的创新,非专业人士往往都是望尘莫及。但是在互联网时代,“21世纪的工业格局必将与20世纪的大不相同。创新不再是由世界上最大的公司自上而下地推进,而是由业余爱好者、创业者和专业人士等无数个人自下而上地开拓。”他说:“我们都是创客,生来如此(看看孩子对绘画积木乐高玩具或是做手工的热情),而且很多人将这样的热爱融入了爱好与情感中。”安德森为什么对普通大众都能成为创客抱有如此乐观的态度呢?一个重要原因就是我们当下正处于互联网时代,互联网可以让传统复杂的制造变得日益数字化、大众化,安德森明确指出,“网络的美妙之处在于将发明工具和生产工具大众化,不管是是谁想到了某个新点子,都可以借助数字化工具就想法转变为现实产品。”随着芯片技术的飞速发展,各种智能产品不断涌现,凭借3D打印机等数字生产工具和类似Arduino这样的实体计算平台,任何非专业人士都可以在自家桌面上制造精密复杂的产品原始模型;如果你需要规模化的生产,可以通过网络实现制造外包,或者直接求助于云工厂的网络服务,总之,在互联网时代,因为可以进行数字化制造,我们每个人都可以成为技术创新的主体,成为创客。形象地说,传统的技术创新,就象是新华词典,每个词条的解释都是由国家指定的语言学专家编纂的、撰写的,但创客所体现的创新模式,就象是维基百科,不论你是专家学者,还是普通民众,每个人都可以通过网络对词条的释义进行编写、修改或者增加,这样到最后,该词条的意义肯定是最全面、最准确和最丰富的。   三、创客运动:全新的个性化制造
  创客运动是DIY文化的延伸,是个性化制造在互联网时代的特有产物,我们知道,传统的DIY主要是自己独立设计、组装和制作,一般不会通过互联网和别人进行技术交流和分享;此外,传统DIY一般不会采用数字化的电脑桌面制作工具,往往都是人工或者借用一些简单的工具进行组装。概括来讲,创客从事个性化制造具有以下几个主要特点:
  1.以数字化为生产制造的核心。一定意义上讲,凡是使用数字化的桌面工具设计新产品并进行个性化制造的人都可以称为创客,首先,创客们利用诸如CAD这类的画图软件,在电脑上进行设计构思,形成最终制作草图;然后利用数字化的工具将自己的设计制作出来。一般来讲,进行数字化制作,需要装备一些基本的设备:一是3D打印机,二是数控机器,如果说3D打印机是使用“加法”技术来制造物品,就是在电脑控制下,利用喷嘴一层一层叠加材料制作实物,那么数控刨槽机则是使用“减法”技术制造类似的产品,就是通过钻头或者刀片在塑料、木头或者金属板块上切割出新产品。三是激光切割机,其功能就是将原材料按照需要进行最基本的切割;四是3D扫描仪,通过对实物进行扫描,将其数据化,从而获得其三维图像。除了这些之外,还可以根据数字化制作的具体需要,配备其它的一些工具。总之,创客所采用的这些数字化制作方式是传统的DIY通常不会具备的。
  2.以特定的网络平台或者实体化的创客空间为依托。互联网时代所产生的创客不再像以前传统DIY那样的单打独干,创客们往往都具有共同的兴趣爱好或者新的想法,因此需要有公共平台或者空间让他们在一起相互交流、分享技术和经验,从而不断丰富和改进自己的设计。创客运动在美国兴起后,加之以安德森为代表的一批互联网作家的从理论上的大力鼓吹,很快就成为美国社会关注的一个焦点。鉴于创客运动的巨大影响力,奥巴马政府也看到了其中的巨大创新活力以及对经济发展的重要影响,2012年时,奥巴马政府开展了一个新项目,就是在未来的四年内在1000所美国学校引入创客空间,配备3D打印机和激光切割机等数字制造工具,并且这些创客空间是对所有有兴趣进行发明创造、有志于成为创客的人免费开放。这些由政府资助的高端制造业,旨在培养新一代的系设计师和生产创新者。创客运动从美国硅谷来到中国大约始于2009年,时间虽短却发展迅猛,这点不足为奇,因为国内强大的制造业生态体系、丰富的人力资源、雄厚的资本和艺术积淀是创客扎根成长的肥沃土地。国内创客运动经过四五年的发展初步形成了以北京、上海、深圳为三大中心的创客文化圈。其中,深圳是国内创客产业链最完整的城市,被譽为创客天堂。创客在这里可以找到齐全的电子元器件、各类加工厂和技术工程人员,快速完成从创意到产品原型再到小批量生产的全过程。目前,国内初具规模的创客空间近20家,其中“北京创客空间”、上海的“新车间”、深圳的“柴火空间”、杭州的“洋葱胶囊”较为著名。2015年1月4日,李克强总理在深圳视察工作时,还专门考察了深圳的柴火创客空间,体验年轻创客们的有创意的新产品,并成为2015年深圳柴火创客空间的第一位新会员。对比中国和美国的创客,不难发现:国外的创客都是因为有共同的兴趣爱好而走到一起,有点类似DIY发烧友,他们可能不太在意产品在短期内里能否产生经济收益;而我们国家的很多创客都是以创业为目标,以赚钱发财为出发点的,因为这样,所以往往就是产品有一定的技术特点和市场后,马上就会开淘宝店;或者做到一定的规模后,就出售给大的公司或者风险投资基金。
  3.以开源和共享为基本原则。由于创客是互联网经济特有的产物,与传统的DIY显著不同,创客所进行的个性化制造从各个方面来讲都是开源的,并且与所有参加者共同分享。首先,公共平台或者空间是开源的、共享,只要注册一下,或者成为会员,所有人都可以在社区里交流设计经验、分享设计成果、开展技术合作;其次,软件和硬件也是开源的,网络的美妙之处在于将发明工具和生产工具大众化、普及化,不管是谁,只要你有好的创新、好的设计和构思,都可以凭借某些软件代码将想法转变成产品,有时甚至根本不需要此类软件,直接到网上去搜索或者求助就行了;开源硬件方面,比如3D打印机,你可以根据自己的需要设置不同的打印模式,还有,比如,类似Arduino这些便捷灵活的开源硬件设计平台大大降低了普通人参与开源硬件开发的门槛,这其中,初学者常用的Arduino开发主板,你可以根据自己的需要,设计不同的算法和程序,利用传感器来控制电子元器件。再次,在技术设计和制造方面也是开源的,通过互联网,通过特定的网络平台,将具有共同兴趣和发明爱好的人的想法联结起来,实现技术创新的最优化组合,类似于将传统的DIY推向网络,通过网络效应的力量,实现真正意义上的公众制造,开源创新的最终目标是创造出比传统闭合创新更具有市场竞争力、技术上更有优势的新产品,同时在成本上更低廉。这有点类似于维基百科,所有的人都可以根据自己的知识体系去撰写、添加、修改该词条的内容,这样一来,最终大致定型的肯定是最准确全面的解释了。最后,也是一个很核心的方面,所谓开源,意味着用户可以根据平台上面公开的设计自行制造新产品,而无需向网络上的设计者们支付任何费用,基本上没什么版权、专利方面的要求和门槛。
  4.以实现比特和原子的有机结合为目标。我们知道,以互联网为代表的数字技术的基本单位是比特,技术制造物和物理世界的基本单位是原子,实现比特和原子的有机结合,甚至通过物联网的方式将原子世界比特化,是创客文化的一个重要特征,这也是创客运动寄希望于通过个性化制造所达到最终目标。具体来讲,在创客进行个性化制造过程中,实现比特和原子的有机结合通常有三种路径:(1)个人或者共同设计+个人制造,就是你一个人设计好的产品,或者是通过创客社区和空间,由众多创客共同设计的产品,利用家庭的或者创客空间提供的硬件和一些常用的制作工具,比如前面提到的3D打印机、数控机器等等,直接制造出来;(2)个人或者共同设计+制造外包。设计好的新产品,可能仅仅凭家庭和创客空间所提供的工具是没办法生产出来的,这个时候可以凭借互联网平台,选购制造该产品所需要的各种原材料,然后找到专门的工厂,委托他们按照设计进行制造和生产;(3)个人或者共同设计+云工厂。这也是最高级和快捷的一条路径,就是你把自己的设计传给一些基于网络服务的制造企业,在支付了相关费用后,它就会根据你的要求进行个性化的定量生产,然后在产品制造完成后,直接快递到你家里。在美国,就有很多这样的互联网型的生产企业,其中最知名的是Ponoko和Shapeways这两家服务商,你只要在它们网站上上传自己的设计方案,就能得到制作好的成品,从而不必要自己购买比较昂贵的数字制造工具,但却可以享受高品质的生产服务。
  参考文献:
  [1]《创客:新工业革命》,中信出版社会2013年版,第37页.
  [2]《创客:新工业革命》,中信出版社会2013年版,第15页.
  [3]《创客:新工业革命》,中信出版社会2013年版,第10页.
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