增材制造（Additive Manufacturing, AM，俗称3D打印）被认为是新工业革命的重要推动力。该技术无需模具即可实现产品制造，使得定制化生产几乎不产生额外成本，并能通过一体化成型制造复杂结构，从而减少装配环节的需求。本文从运营管理的角度出发，探讨增材制造对企业及市场结构的潜在影响。基于经济模型的分析，我们总结了AM的技术特征，并从中提炼出四项关键原则，进而评估其对相关行业的可能影响，最终提出七项研究方向供后续探讨。研究表明，在垄断市场环境下，AM可帮助企业通过灵活定制产品来获取更多消费者剩余，从而提高利润；而在竞争性市场中，AM能够降低行业准入壁垒，使企业更容易服务多个细分市场，进而强化竞争，最终为消费者带来更低的产品价格。

一、引言

二、AM的特性与关键原则

三、AM对企业收益函数的影响

四、AM对市场结构模型的影响

五、结论及未来研究的启示

研究表明，技术创新深刻影响着企业与市场结构（Mills & Schumann，1985；Sethi & Sethi，1990）。增材制造（AM，俗称3D打印）被视为点燃新一轮工业革命的火花。AM通过逐层堆积材料，直接将三维模型数据转化为实体物件。其核心优势在于：无需模具即可实现零附加成本的灵活定制，并能通过一体化制造实现功能集成，从而减少组装需求。这对生产灵活性、资本构成与边际成本均产生了显著影响。尽管AM可被视为新一代FMS，但其独特的经济特性使得相关投资决策具有高度的战略性。目前，AM仍面临材料选择有限、生产速度较慢、需要后处理以及缺乏统一质量标准等局限（Berman，2012）。本文旨在帮助企业在其特定的制造环境中，对这些投资进行前瞻性评估。

AM对市场结构的影响远不止于单一企业的生产流程。“创客运动”的兴起与3D打印设备的普及，极大地拓展了制造的规模与可能性。AM也已受到政策层面的高度关注，例如美国前总统奥巴马曾公开肯定其潜力。尽管分析机构Gartner曾指出AM经历过“期望膨胀期”，但其近期预测表明，AM将在2016至2020年间步入工业主流应用阶段。

各行业的早期采用者已展现出AM的潜力。在制鞋领域，耐克和Runners Service Lab等企业已超越原型制作，转向生产定制化的最终产品。在航空航天业，波音公司利用AM打破传统设计限制，制造出重量更轻、性能更优的部件，并已应用于多款机型。此外，医疗、国防与汽车行业也越来越多地采用AM技术（Wohlers，2013）。

尽管AM备受关注，但现有学术文献大多聚焦于技术层面，关于其经济与商业影响的研究仍较为有限。本文试图填补这一空白，系统阐述AM对制造企业及市场结构的主要经济影响。尽管当前评估具有一定的前瞻性，但随着技术不断成熟，AM有望实现更广泛的工业渗透。

本文将基于成熟的生产经济模型展开论述，以期建立在扎实的理论基础之上，而非仅仅停留在趋势讨论。我们的贡献主要体现在四个方面：首先，提炼AM的关键原则，并运用Milgrom & Roberts（1990）的模型框架评估其对企业收益的影响；其次，分析AM如何通过提升制造灵活性来改变行业层面的竞争结构；第三，提出七个命题以指引未来研究方向；最后，总结对工业界实践者的启示。文章后续结构如下：我们将依次阐述AM的技术特征、企业层面的影响以及对市场结构的启示。

2.1 技术背景

增材制造（AM）技术自20世纪80年代问世以来，其应用范围已从早期的快速原型制作逐步演变为如今备受瞩目的直接制造最终产品的“快速制造”。从技术层面来看，增材制造的核心优势在于其实现了直接数字制造，能够利用激光或其他能源将材料逐层堆叠，直接把计算机辅助设计（CAD）文件转化为物理实体，而无需任何工具或模具。这种制造方式不仅消除了传统制造中高昂的模具沉没成本，还极大地释放了设计自由度。在增材制造的支持下，设计复杂的产品（如具有轻量化点阵结构或内部冷却通道的组件）不再产生额外的制造成本，且能够通过一步式生产工艺制造出集成了活动部件的功能性产品，从而大幅减少甚至消除了后续的装配工作。此外，相比于减材制造，AM在原材料利用率上具有显著优势，产生的废料极少。然而，该技术目前仍面临诸多局限性，制约了其大规模普及。现有的可打印材料种类相对有限，且构建空间的大小限制了产品的物理尺寸。在生产效率方面，AM的吞吐速度远低于注塑等传统工艺，且生产出的部件往往需要大量的表面后处理工作。此外，部件的质量一致性、可重复性以及缺乏统一的质量控制标准也是当前技术面临的主要挑战，同时该技术的应用也对劳动力的技能水平提出了更高的要求。

2.2 AM的经济特性

从经济学视角分析，增材制造最适合应用于对定制化、灵活性、设计复杂性有较高要求以及运输成本高昂的市场环境。AM彻底改变了传统制造的成本结构，其最显著的经济特征是极低的固定成本与较高的边际成本并存。一方面，AM能够显著加速产品创新过程，因为极低的原型迭代成本使得企业可以快速获得实物反馈。更重要的是，它解决了传统制造中的“规模-范围困境”，即增加产品种类不会带来额外的制造成本，企业可以在不产生制造端成本惩罚的情况下，通过提供高度定制化或功能优化的产品来满足客户的特定需求，从而获取更高的消费者支付意愿和价格溢价。此外，结合按订单生产的模式，AM有助于消除昂贵的成品库存，而在成品运输成本高于原材料采购成本的情况下，本地化生产将变得具有经济吸引力。然而，企业必须面对的权衡是，AM缺乏传统制造的规模经济效应，即产量增加无法显著降低单位成本，且高昂的原材料价格和能源强度导致边际生产成本居高不下。同时，随着数字化制造的普及，知识产权保护面临类似数字音乐行业的盗版风险，这对企业的商业模式构成了新的挑战。

2.3 制造企业的关键原则

基于上述技术与经济特性的分析，可以提炼出增材制造区别于传统柔性制造系统（FMS）的四个关键原则，这些原则构成了后续分析企业收益和市场结构的基础。首先，AM被视为一种“多功能制造机器”，它是一种通用的生产资源，能够利用标准化的数据接口直接将任何适合的数字3D模型转化为物理产品，支持按需数字化制造。其次，AM实现了“免费的定制化与灵活性”，意味着生产定制产品不会比生产标准产品产生更高的制造成本，且在同一台机器上改变生产队列或切换不同产品类型时，无需更换模具或重新设置机器，因此设置成本和转换成本趋近于零。第三，AM带来了“免费的复杂性”，即产品的几何复杂程度不再是成本的驱动因素，设计更加复杂或功能更加优化的产品不会增加制造费用，这使得产品设计可以摆脱制造工艺的束缚，专注于功能最优化。最后，AM能够显著“减少装配工作”，通过将多个零部件整合成一个功能集成的整体进行打印，企业可以大幅减少生产步骤，降低组装所需的人工成本，并减少因组装错误导致的质量缺陷。

5.1 关键经济特征与市场结构效应

作为通用制造工具，增材制造消除了模具需求，将定制化与复杂性的边际成本降至极低，并能一步完成功能集成制造。研究表明，在合理成本控制下，垄断企业可利用这些特性提供高溢价的定制化产品，显著提升利润。

宏观层面上，AM大幅降低了资本投入门槛与市场进入壁垒。其赋予企业极强的范围经济效应，使其一旦进入即可覆盖广泛的产品属性空间。这种“无处不在”的服务能力不仅拉低了市场均衡价格，还通过消除细分市场间的移动壁垒，加剧了跨界竞争。

5.2 战略应用模式

鉴于AM缺乏显著的规模经济优势，企业应避开同质化的大规模生产，转而聚焦于能充分发挥其灵活性与定制化优势的领域。AM的核心应用场景主要包括四类：小批量生产：利用低固定成本优势，服务于原型制造、备件生产及长尾市场。高产品复杂度：如航空航天轻量化结构，实现传统工艺无法完成的设计优化。高定制化需求：针对医疗植入物或高端消费品，满足个体需求以获取价格溢价。空间离散需求：在偏远地区（如矿区、太空站）实现本地化即时生产，替代昂贵的物流库存成本。

5.3 模型局限与修正需求

现有经济学模型多基于传统柔性与专用制造系统的对比，未完全涵盖AM的特性，如特殊的资本投入结构、组装环节减少及质量控制成本。此外，AM单位成本随产量下降幅度有限，限制了其在大规模生产中的竞争力。未来的理论模型需纳入材料、构建空间及生产速度等技术约束，以更精准地评估企业的技术投资权衡。

5.4 未来研究议程：跨学科与“产消合一”

未来研究需结合创新管理、市场营销等跨学科视角。特别是在消费者参与“共同设计”方面，需深入探讨设计自由度与认知成本之间的权衡及其对商业模式的影响。更具颠覆性的是“制造民主化”趋势。随着设备成本下降，消费者转变为生产者，这种“产消合一”模式将冲击传统市场结构。随之而来的知识产权保护挑战，以及数字版权管理在物理制造领域的延伸，将是学术界与政策制定者必须面对的关键议题。