3D打印設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理

趙洋

摘 要：當(dāng)今時(shí)代3D打印設(shè)備得到了迅速發(fā)展，隨之而來(lái)3D打印設(shè)備的運(yùn)營(yíng)管理問(wèn)題也變得突出。3D設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理是以3D設(shè)備為研究對(duì)象，追求設(shè)備綜合效率，應(yīng)用一系列理論、方法，通過(guò)一系列技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、組織措施，對(duì)3D打印設(shè)備的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和價(jià)值運(yùn)動(dòng)進(jìn)行全過(guò)程管理，包括規(guī)劃、選型、購(gòu)置、安裝、使用、保養(yǎng)、維修、改造、更新直至報(bào)廢等諸多環(huán)節(jié)。一個(gè)企業(yè)對(duì)3D打印機(jī)管理水平將決定著3D打印設(shè)備的使用壽命和能給企業(yè)打來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益等。該文將對(duì)3D打印設(shè)備的運(yùn)營(yíng)管理方向和方法進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞： 3D打印 運(yùn)營(yíng)管理 使用壽命 效益

中圖分類號(hào)：F49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（b）-0138-02

Abstract： Nowadays 3D printing equipment has been rapid development， operation and management of the attendant problems 3D printing equipment has also become prominent. 3D equipment operation management is based on the 3D equipment as the research object， the pursuit of comprehensive efficiency of equipment， the application of a series of theories， methods， through a series of technical， economic， organizational measures， for 3D printing equipment of material movement and movement of value of the whole process of management， including planning， selection， purchase， installation， use， maintenance， repair， transformation， update until retirement and many links. A business to 3D printer management level will determine the 3D printing equipment service life and can give enterprises from economic benefit etc.. In this paper， the operation and management direction and the method of 3D printing devices are discussed.

Key Words：3D Printing， Operations Management，Benefit

3D打印設(shè)備作為現(xiàn)代企業(yè)的硬件，正在發(fā)揮著不可替代的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，3D打印設(shè)備越來(lái)越趨向智能化和專業(yè)化，英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志在《第三次工業(yè)革命》一文中，更是將3D打印技術(shù)作為第三次工業(yè)革命的重要標(biāo)志[1]。3D打印設(shè)備合理的運(yùn)營(yíng)管理也將為企業(yè)的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)提供良性循環(huán)的生產(chǎn)環(huán)境。下面將介紹3D打印設(shè)備管理的全過(guò)程。

1 3D打印設(shè)備選購(gòu)（3D Printing Equipment Purchase）

3D打印設(shè)備在選購(gòu)時(shí)要從眾多品牌和型號(hào)中選擇合適的3D打印機(jī)，乍一看似乎是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。3D打印設(shè)備要將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成實(shí)物，不同3D打印機(jī)之間存在著巨大的差異。如今3D打印機(jī)可以使用各種材料，這些材料在結(jié)構(gòu)屬性、特性定義、表面光潔度、耐環(huán)境性、視覺(jué)外觀、準(zhǔn)確性和精密度、使用壽命、熱性能等方面各不相同；除此之外，不同3D打印設(shè)備的打印尺寸和對(duì)環(huán)境要求也不盡相同。但重要的是要先確定3D打印的主要應(yīng)用，這才能引導(dǎo)選擇合適的技術(shù)，為企業(yè)的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)最有效的積極影響。下面將主要從三個(gè)方面介紹管理一臺(tái)3D打印設(shè)備需要考慮的關(guān)鍵因素。

1.1 材料種類 （Material Type）

3D打印耗材是制約其發(fā)展的重要因素[2]。3D打印材料種類繁多，有各種分類方式，可按物理狀態(tài)、化學(xué)性能、材料成型方法等角度類，常用的快速成型材料如表2所示。根據(jù)成型過(guò)程中使用的材料可將三維快速成型打印技術(shù)分為三種：粘接材料、熔融材料和光固化三維快速成型打印材料。

現(xiàn)有的3D打印技術(shù)多使用ABS、人造橡膠、塑料、沙子、鑄蠟和聚酯熱塑性塑料等，這些材料多為粉末或者黏稠的液體，從價(jià)格上來(lái)看，便宜的幾百塊1kg，最貴的1 kg則要4萬(wàn)元左右。把3D打印材料固化的方式有加熱、降溫、紫外線和激光燒結(jié)四種，從各種技術(shù)的成本來(lái)看，“熔融沉積”是整體成本最低的，因而普及度也最高。但實(shí)際在購(gòu)買選擇是要根據(jù)企業(yè)要求來(lái)選擇購(gòu)買，防止造成不必要的浪費(fèi)。

1.2 模型大小 （Model Size ）

了解3D打印機(jī)原理的用戶都知道，3D打印機(jī)打印模型時(shí)對(duì)模型的大小有限制，超過(guò)了最大打印范圍和最小打印范圍則無(wú)法進(jìn)行打印，因?yàn)檫@個(gè)范圍的大小是受到硬件上的限制，因此可以用來(lái)判3D打印機(jī)的性能。

如今市面上有能打印多種尺寸的3D打進(jìn)設(shè)備，一般來(lái)說(shuō)價(jià)格與能打印物品的尺寸呈正比例關(guān)系，但不同企業(yè)所需打印范圍也就不同，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)和使用選擇合適的3D打印設(shè)備可以減少購(gòu)買預(yù)算，降低購(gòu)買成本。

1.3 工作環(huán)境（ The Working Environment ）

3D印機(jī)在打印過(guò)程中需要對(duì)材料加熱，打印開始后一旦中斷就要從頭開始，一件3D打印作品一般需要連續(xù)工作幾個(gè)小時(shí)甚至幾天。因此在選擇3D打印設(shè)備時(shí)要選擇有斷電記憶功能，簡(jiǎn)單說(shuō)就是在斷電一段時(shí)間接通電源后，設(shè)備能緊接著之前未完成的任務(wù)繼續(xù)打印。

此外3D打印設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，而高溫工作對(duì)設(shè)備的損害非常大，因此根據(jù)工作環(huán)境選擇相應(yīng)的散熱性能3D打印機(jī)也尤為重要。

在一般的常溫下都可以正常使用，但在濕度過(guò)高的環(huán)境下，卻會(huì)嚴(yán)重影響3D打印機(jī)打印效果。更容易造成充電之后轉(zhuǎn)印電極對(duì)地短路，選擇能夠滿足公司要求的3D打印設(shè)備，可以減少對(duì)設(shè)備的傷害，延長(zhǎng)使用壽命。

1.4 速度與精度（ Speed And Accuracy ）

3D打印采用的是逐層疊加的方式，利用合適的材料快速制作成型件，這一過(guò)程中有一定的變數(shù)，比如材料收縮，因此必須在打印過(guò)程中加以補(bǔ)償來(lái)確保最終成型件的精度。

3D打印機(jī)制造商提供的精度參數(shù)是基于實(shí)驗(yàn)測(cè)試的數(shù)據(jù)，而實(shí)際成型精度會(huì)因?yàn)槌尚图慕Y(jié)構(gòu)復(fù)雜程度而變化，因此我們?cè)谶x擇3D打印機(jī)時(shí)，很重要的一點(diǎn)就是明確我們實(shí)際應(yīng)用的精度要求，然后用這一精度要求作為衡量指標(biāo)。

2 3D打印設(shè)備的使用（3D Printing Apparatus Using）

3D打印設(shè)備的合理使用是企業(yè)充分發(fā)揮其價(jià)值的前提條件。正確合理的使用設(shè)備可以其延長(zhǎng)使用壽命，增加有效工作時(shí)間，減少維修費(fèi)用，來(lái)為企業(yè)創(chuàng)造更多的效益。

2.1 使用說(shuō)明（ The Instructions ）

3D打印設(shè)備使用說(shuō)明書是生產(chǎn)者向消費(fèi)者全面、明確地介紹設(shè)備名稱、用途、性能、原理、構(gòu)造、使用方法、保養(yǎng)維護(hù)、注意事項(xiàng)等內(nèi)容的文字材料。如何充分利用設(shè)備說(shuō)明書的資源，正確操作、維修和保養(yǎng)設(shè)備，顯得尤為重要不可忽視。[3]認(rèn)真閱讀設(shè)備說(shuō)明書，按照規(guī)范操作，是設(shè)備正常運(yùn)行的保障。操作者必須認(rèn)真學(xué)習(xí)設(shè)備使用說(shuō)明，來(lái)正確規(guī)范的操作3D打印設(shè)備。

3.2 使用記錄（Using The Record）

在3D打印設(shè)備使用記錄有以下作用：追溯作用、監(jiān)督提醒作用。

在3D打印設(shè)備只用過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)相類似故障或者相同問(wèn)題，設(shè)備使用記錄可以幫助我們記憶該故障或者是問(wèn)題的解決方法，縮短維修周期；除此之外，設(shè)備使用記錄還會(huì)監(jiān)督提醒我們?cè)O(shè)備日常使用和維護(hù)情況。幫助設(shè)備在使用后能夠得到及時(shí)的維護(hù)，處于最佳狀態(tài)，增加工作時(shí)間，提高工作效率。

2.3 專業(yè)人才（Professional-quality Talent Cultivation）

專業(yè)的3D打印設(shè)備操作人員，能夠正確地操作設(shè)備，可以避免錯(cuò)誤操作對(duì)設(shè)備帶來(lái)的傷害；熟練地操作設(shè)備可以提高企業(yè)生產(chǎn)效率。此外，專業(yè)的3D打印人才，能夠在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)快速的做出反應(yīng)，即使給設(shè)備進(jìn)行合理的維修。

2.4 檢修維護(hù)（Repair And Maintenance）

設(shè)備在日常使用中都需要進(jìn)行定期的檢修維護(hù)以保障設(shè)備安全性和可工作性。定期的檢修維護(hù)，對(duì)降低維修成本、提高維修效益、促進(jìn)企業(yè)發(fā)展、提高企業(yè)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，有著重要作用[4]。

3 3D打印設(shè)備市場(chǎng)開發(fā)（3D Printing Equipment Market Development）

設(shè)備在自我使用的同時(shí)可以做出經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)開發(fā)，比如：承接工作、租賃等。進(jìn)行市場(chǎng)開發(fā)，是設(shè)備的潛在功能，可以幫助企業(yè)提早換回成本，進(jìn)入盈利階段。進(jìn)行此類市場(chǎng)開發(fā)可以避免打印原料的過(guò)期失效和設(shè)備長(zhǎng)期放置引發(fā)的機(jī)器故障。

3.1 承包（Contract）

市場(chǎng)上很多人或企業(yè)都需要3D打印產(chǎn)品，但由于經(jīng)濟(jì)實(shí)力有限買不起3D打印機(jī)，于是采取將此工作交給別人來(lái)完成。擁有3D打印設(shè)備的企業(yè)可以將視野投降這個(gè)市場(chǎng)，在滿足自己使用的同時(shí)來(lái)賺取額外的收益，不失為一種選擇。

3.2 租賃（Lease）

將3D打印設(shè)備在生產(chǎn)中進(jìn)行靈活合理的租賃，即在保證設(shè)備不被自己占用且能正常使用的前提下將其租賃給能正確操作的企業(yè)，收取其中的租賃費(fèi)用，增加企業(yè)效益。

4 3D打印設(shè)備報(bào)廢（3D Printing Equipment Scrapped）

設(shè)備報(bào)廢是設(shè)備全程管理的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，它關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和競(jìng)爭(zhēng)力，影響企業(yè)持續(xù)、快速的發(fā)展。[5]設(shè)備使用到規(guī)定的壽命周期，主要性能嚴(yán)重劣化，不能滿足生產(chǎn)工藝要求，且無(wú)修復(fù)價(jià)值，或者經(jīng)修理雖能恢復(fù)精度，但主要結(jié)構(gòu)陳舊，經(jīng)濟(jì)上不如更換新設(shè)備合算時(shí)，就應(yīng)及時(shí)進(jìn)行設(shè)備報(bào)廢處理，以便更換或設(shè)置新型設(shè)備，適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需要。此外3D打印機(jī)超壽命使用會(huì)超量釋放有毒物質(zhì)危害人的健康，此時(shí)要對(duì)設(shè)備進(jìn)行報(bào)廢處理。

5 結(jié)語(yǔ)（Conclusion）

3D打印設(shè)備運(yùn)營(yíng)維護(hù)總體從目前狀況、選擇購(gòu)買、合理管理、市場(chǎng)開發(fā)、產(chǎn)品報(bào)廢等五個(gè)方面來(lái)闡述：（1）經(jīng)濟(jì)實(shí)用的去選擇3D打印設(shè)備是其運(yùn)營(yíng)管理的前提和基礎(chǔ)，只有選擇合適的設(shè)備，才能進(jìn)行高效的生產(chǎn)，獲得經(jīng)營(yíng)收益。（2）合理正確的使用是3D打印設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理的保障，只有操作者正確使用設(shè)備，才能保持設(shè)備良好的工作性能，充分發(fā)揮設(shè)備效率，延長(zhǎng)設(shè)備的用壽命。也只有操作者正確使用設(shè)備，才能減少和免突發(fā)性故障。（3）進(jìn)行合理的市場(chǎng)開發(fā)是3D打印設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理的手段。（4）在設(shè)備達(dá)到使用壽命或是不能滿足生產(chǎn)要求是進(jìn)行報(bào)廢，不僅有利于操作者的健康，對(duì)企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)說(shuō)也有重要意義。

該文從3D打印設(shè)備從購(gòu)買、使用、開發(fā)到最后報(bào)廢全過(guò)程進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的的管理闡述，進(jìn)行3D打印設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理可以更加合理的使設(shè)備壽命周期內(nèi)的費(fèi)用/效益比（即費(fèi)效比）達(dá)到最佳的程度，即設(shè)備資產(chǎn)綜合效益最大化。

參考文獻(xiàn)

[1] 王忠宏.中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展子路[N].國(guó)務(wù)院發(fā)展研究產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)部，2013.

[2] 李小麗，馬劍雄，李萍，等.3D打印技術(shù)及應(yīng)用趨勢(shì)[J].上海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，2014.

[3] 黃麗俠.醫(yī)療設(shè)備說(shuō)明書的作用不容忽視[B].福建醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，2008.

[4] 姜志剛.設(shè)備維修管理與決策支持系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].南京：南京航空航天大學(xué)機(jī)械工程，2003.

[5] 魯洪全，解春和.談設(shè)備報(bào)廢及設(shè)備報(bào)廢的管理[C].霍林河煤業(yè)有限公司，2004（1）.