商業模式視角下3D打印企業成長過程研究

蘇　秦，王燦友，楊　毅

(1.西安交通大學管理學院,陜西　西安　710049；2.機械制造系統工程國家重點實驗室，陜西　西安　710049；3.過程控制與效率工程教育部重點實驗室，陜西　西安　710049)

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商業模式視角下3D打印企業成長過程研究

蘇秦1,2,3，王燦友1,2,3，楊毅1,2，3

(1.西安交通大學管理學院,陜西西安710049；2.機械制造系統工程國家重點實驗室，陜西西安710049；3.過程控制與效率工程教育部重點實驗室，陜西西安710049)

在3D打印產品市場化推廣過程中，以商業模式的視角研究3D打印企業的成長過程非常重要。本文對三家3D打印典型企業的成長過程進行了探索性研究，并將三個案例的結果進行對比分析和討論，歸納出3D打印企業成長路徑并得出相應建議。

商業模式；企業成長；3D打印；案例研究

2012年以來，全球迅速形成了3D打印技術熱潮。美國、德國、日本、中國等多個國家將3D打印作為重要戰略進行部署[1-5]，以此搶占未來制造業高地。以3D打印技術為代表的智能制造產業發展將成為未來拉動經濟發展的關鍵所在，但現有的3D打印研究大多立足于制造科學與工程。在管理學方面，理論意義上，大部分學者僅探討3D打印技術的影響層面，鮮有學者研究3D打印企業的成長過程；現實意義上，3D打印產業化推進進程面臨眾多挑戰，其中之一就是3D打印技術市場推廣過程艱難[6]。基于上述背景，本研究聚焦于3D打印企業成長過程中商業模式如何影響企業成長以及3D打印企業該如何進行成長路徑選擇兩個問題，從商業模式視角對三家典型企業進行成長過程研究，以期對國內3D打印企業的良好成長提供參考。

1　相關文獻回顧

1.1商業模式理論研究

縱觀對商業模式要素及其互動作用的描述，“價值”都處于核心地位[7-9]。所以，本文綜合多位學者的商業模式框架模型，圍繞企業如何創造價值、傳遞價值和獲取價值的邏輯，提煉出以下三個基本維度。

(1)價值主張。本文關注3D打印企業價值主張的目標市場及客戶(3D打印企業的戰略聚焦點)、產品和服務(產品包括3D打印設備和系統、設備和系統的升級、材料和相關配套產品；服務包括3D打印服務提供商借助3D打印設備進行的零件生產服務、系統維護合同服務等)這兩方面內容[10]。

(2)價值創造體系。主要包含三方面：一是核心資源，它將企業看作是一系列資源和能力的結合，認為企業獨特的資源和能力可帶來價值創造；二是價值鏈，商業模式的核心在于價值創造、流通的過程，即價值鏈；三是價值網，其本質是圍繞客戶價值重構價值鏈以實現客戶整體價值最優。本文關注核心資源、關鍵活動(價值鏈)以及重要合作(價值網)三方面內容。

(3)價值獲取。價值獲取描述一個業務如何產生價值并獲取收益。本文主要從成本結構以及收益模式兩方面來考察企業價值獲取情況。

1.2企業成長相關研究

目前關于成長理論的研究主要分為企業成長機制論和企業成長階段論兩大類。企業成長機制理論主要探討企業實現成長的機制，即企業通過什么方式實現成長。另有學者將其細分為內部成長、并購成長和網絡化成長三種基本的企業成長方式和機制。本研究遵循企業成長機制的思路，分析3D打印企業的成長過程。

2　案例研究說明

本文采用案例研究方法，案例研究特別適合用于研究時間變遷過程現象背后隱含的動力機制和作用[11]。本研究選取Stratasys、Shapeways、北京太爾時代科技有限公司(以下簡稱太爾)三個3D打印公司，包括了3D打印系統制造商和3D打印服務提供商兩大類。案例選取理由如下：①案例的典型性。Stratasys是全球3D打印產業界當之無愧的巨頭企業，Shapeways則是全球領先的3D打印市場和社區，太爾在全球3D打印桌面級市場也有很高知名度；②案例的復制法則。多案例研究所遵從的是復制法則，Stratasys和太爾形成了逐項復制，Stratasys、太爾和Shapeways之間則形成了差別復制；③數據便利性與準確性。本文選取的公司均是行業領先者，相關的文獻和報道數據較為真實和充足。

本研究使用的數據來源包括：①行業報告。最為典型的是2009—2014年Wohlers Report[10],該報告是3D行業內的權威報告；②期刊。對2011—2014年來自國內外技術類、經濟類、管理類雜志與期刊的50多篇文章進行了分析；③上市公司財務報告與企業高層新聞訪談。

3　案例分析

3.1Stratasys公司

1989年，Stratasys公司成立。在初創期，受困于技術成熟度影響，推出的3D打印設備異常昂貴，影響客戶的購買熱情，客戶與市場開拓依然困難重重。直到1992年與3M公司建立客戶關系為其提供3D打印產品，才打開市場缺口。1995年，Stratasys以換股的形式收購了IBM的相關3D打印技術。得益于此技術，公司于1996年推出標價5萬美元的Genisys 3D打印機，這是第一臺價格低于10萬美元的3D打印設備，市場開始擴大。

得益于推出低廉3D打印機，1996—2010年，公司的銷售收入開始緩慢上升。2006年，公司推出了通過整合直接數字制造RedEye Paid Parts服務：該服務為用戶直接生產原型和終端使用產品，表明公司開始涉足3D打印服務市場。這一時期公司的價值主張逐漸明晰，如公司財務報告中所陳述：“依靠完備的3D打印機以及材料軟件體系，定位于工業級消費市場，幫助企業工程師及設計者直接從CAD工作站的材料創建物理模型、零件、模具和其他原型，從而改善產品研發及設計效率。”該階段的收益主要來自兩方面：一是產品銷售收入(系統、消費材料及其他產品)；二是來自服務收入，公司為出售的系統提供一年的擔保并提供合約服務，一年價格2000～49000美元。

2011年起，Stratasys公司的價值創造體系進一步完善，通過不斷的企業合并和并購，價值創造體系由價值鏈到價值網轉變。2011年5月，Stratasys收購了在蠟模和鑄件制作等方面擁有先進技術的Solidscape公司；2012年與Objet進行了合并；2013年收購桌面打印機市場領導品牌Makerbot；2014年收購Solid Concept和Harvest Technologies 兩家3D打印服務機構和GrabCAD在線社區。從上游創意設計商、中游材料系統制造商到下游3D打印服務商，完成全產業鏈覆蓋。依靠完善的產業生態系統支持，公司進而提出了新的價值主張：成為全球領先的3D打印技術解決方案提供商。產品銷售仍占收入的81%，但公司的服務業務收入明顯上升，從2012年的3548萬美元增加到了2014年的13799萬美元，增長率達288.9%(見圖1)。

圖1　Stratasys企業成長與商業模式要素變化過程

3.2Shapeways公司

2007年，Shapeways公司在荷蘭建立，2011年搬到紐約。公司本身不具備3D打印核心技術，而是通過購買3D打印機進行設計、生產和售后服務。公司早期價值主張定位于創客或發燒友特定細分市場人群，這些人對3D打印技術有充分的了解，熱衷于打印一些富有創意的產品。“Shapeways公司是像亞馬遜一樣的平臺，是人們推銷自己產品的窗口”，公司總裁Peter曾說到。公司成立初期，主要以3D打印機、網絡社區平臺為核心資源，通過為客戶生產定制化產品獲取收益。

2012年，隨著全球3D打印產業發展浪潮的迅速到來，公司迅速進入快速發展期。2012年公司開辦3D打印工廠，獲得620萬美元融資；2013年Shapeways獲得了3000萬美元的風險投資。隨著功能強大的設計工具的日益普及，越來越多的業余愛好者、普通消費者開始使用3D打印機打印產品。此時，公司不簡單定位于專業人士，而逐漸面向普通消費者，如公司網站上所宣傳的“Shapeways使每個人將他們的創意帶入現實”。這意味著Shapeways的價值主張開始轉向普通消費者，公司的價值主張開始擴大。而公司網站上的介紹變成“Shapeways是領先的3D打印市場和社區，它使設計者將令人驚奇的創意帶入現實”。公司服務包括兩方面，一是面向普通消費者的服務，即直接向他們提供3D打印服務；二是面向設計者們的服務，公司允許設計師在平臺上開店并出售自己的設計產品，并為他們提供交易平臺。在核心價值創造體系方面，Shapeways公司堅持活躍在平臺社區上超過2萬位的設計師是核心價值，這些設計師是Shapeways平臺上的價值直接創造者。截至2014年，平臺已存在23000多個設計師商店(見圖2)。

圖2　Shapeways企業成長與商業模式要素變化過程

3.3太爾

太爾成立于2003年，是中國第一家專門從事研發、生產和銷售工業級和桌面級3D打印機的高科技企業。成立之初，公司主要生產工業級3D 打印設備，產品價格在10萬～50 萬之間，每年的銷售量為四五百臺，產品主要銷售有模型設計需求的成熟企業、用作教學用途的高校以及醫療機構。在很長一段時間內，太爾和其他同行一樣，依靠市場滾動發展，在3D打印產業化道路上默默探索。太爾早期的價值創造體系主要圍繞產品研發、生產及銷售的價值鏈創造方式，其收益模式主要是出售工業級3D打印機。

2010年10月，公司開始推出桌面級3D打印機。2012年，公司開始在海外推出UP! mini桌面級3D打印機。公司的目標市場主要以低端市場為主高端市場為輔，產品主要定位于工業級、中小企業、高校以及個人愛好者、學生等普通消費者。這一時期公司的價值創造體系主要以價值鏈為主，并逐漸開始向價值網轉型。核心資源方面，太爾依托FDM技術，不斷加大研發投入，自主開發了3D 打印的硬件、軟件、數控、材料等核心技術。目前，太爾的控制系統和軟件系統在國內同行業中遙遙領先。此外，太爾搭建一個上下游的產業鏈，讓普通消費者更容易接觸到需要專業人士提供的數據。這一階段收益模式仍以產品出售為主，但是公司的盈利模式開始趨向多樣化，主要生產開發3D 打印設備和材料(見圖3)。

圖3　太爾公司企業成長與商業模式要素變化過程

4　跨案例比較分析

3D打印企業成長初期，企業面臨技術商業化難題。Stratasys直到1992年與3M公司建立客戶關系，為其提供3D打印產品，這才逐漸打開了市場缺口。Shapeways在成長初期通過推出新的服務來吸引更多的消費群體參與進來，進而開拓消費市場。太爾經歷初期的探索后，其目標從高端工業級市場向低端桌面級3D打印消費市場轉型。由此可得出命題1：在3D打印企業初創階段，其成長主要受到商業模式的價值主張驅動。

在快速發展階段，Stratasys不斷進行企業合并和并購，完成了價值創造體系由價值鏈到價值網的變化。隨著其價值網絡不斷擴大，Stratasys核心資源和能力得到了進一步加強，完善了從上游設計、材料到下游3D打印服務全產業鏈的覆蓋。在Shapeways的快速發展階段，企業不斷進行合作聯盟，企業價值網得以擴張。3D打印機和網絡社區設計師數量的增加完善了Shapeways的3D打印服務生態鏈建設，使得企業在第二階段獲得了持續快速的增長。而在太爾的快速發展階段，公司也是以價值創造體系的完善為主，進而不斷推出3D打印新產品，產生新的價值主張。由此可得出命題2：在快速發展階段，商業模式主要是通過價值創造體系來影響3D打印企業成長。

此外，為區分三家企業成長區別，本文參考文獻[11]，依據3D打印企業的價值主張下的目標市場以及提供物兩個維度，將3D打印企業的成長過程中存在四種典型的商業模式繪制成圖4。注意，每個組合只是有所側重，各公司區別見表1。

圖4　價值主張視角下企業商業模式劃分

5　結論與討論

5.1研究結論

本文就3D打印企業成長過程的路徑提出一個整合性的分析框架：在技術發展早期(20世紀80年代到90年代后期)，擁有3D打印技術核心發明專利的企業依靠自身研發能力進行3D打印機及制造系統完善，客戶主要面向高端市場及其專業公司需求；21世紀以來，隨著技術不斷成熟及桌面級3D打印機的成功問世，面向普通消費者的市場逐步打開，全球3D打印產業迎來快速增長期。以工業級系統設備制造商起家的企業，通過橫向或縱向的并購，不斷整合行業資源，構建3D打印產業生態系統，形成以高端3D打印服務為主的商業模式；從工業級系統制造商起家的企業依靠已有資源開始轉向消費級3D打印產品的研發，最終形成以低端3D打印產品為主的商業模式；依靠外部資源拉動的3D打印企業借助互聯網平臺，構建3D打印互聯網平臺，形成低端3D打印服務型商業模式。

5.2理論貢獻

本文構建3D打印企業成長過程的靜態和動態商業模式研究框架，并對3D打印企業的動態成長過程起到較好解釋作用；與情境嵌入式研究相符合，是具體情境下的商業模式問題研究。

表1　不同類型的3D打印公司商業模式組成要素

5.3實踐意義

(1)3D打印企業應結合具體的產業環境，依靠商業模式創新帶動市場。在初創階段，企業應注重價值主張的提出，確定企業所要服務的目標市場及客戶，注重產品創新或服務創新,從而快速打開市場；在快速發展階段，企業應側重增強價值創造體系。

(2)國內3D打印設備制造商可根據自身情況選擇以下發展路徑：①保持高端3D打印產品型商業模式不變，持續專注于工業級市場這一領域,面向高端應用領域并圍繞3D打印機進行生產和服務；②調整企業價值主張，轉向以低端3D打印產品型為主的商業模式，開拓桌面級3D打印消費市場；③重構價值創造體系，向產業上下游拓展，構建3D打印生態系統。國內3D打印服務提供商在建設平臺的同時要注重設計師社區地培育，以此吸引足夠的設計師入駐。

[1]王飛躍.從社會計算到社會制造:一場即將來臨的產業革命[J].中國科學院院刊,2012，27(6)：658-669.

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[3]IRENE J,et al.3D printing disrupts manufacturing[J].Research technology management,2013，56(6):1-8

[4]BARRY B.3D printing：the new industrial revolution[J].Business horizons，2012(55)：155-162

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[6]Intellectual property office.3D printing：a patent overview.Intellectual property office[R].2013，11:44-47.

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[10]TERRY W.Wohlers report 2009—2013：additive manufacturing and 3D printing，state of the industry annual worldwide progress report[R].CO：Wohlers Associates，2009-2013.

[11]BOHNSACK R,et al.Business models for sustainable technologies：exploring business model evolution in the case of electric vehicles[J].Research policy，2014，43(2)：284-300.

(責任編輯沈蓉)

Growth Process of 3D Printing Companies from the Perspective of Business Model

Su Qin1,2,3，Wang Canyou1,2,3,Yang Yi1,2,3

(1.School of Management，Xi’an Jiaotong University，Xi’an 710049,China；2.State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering，Xi’an 710049,China；3.The Key Lab of the Ministry of Education for Process Control and Efficiency Engineering，Xi’an 710049,China)

The business model is an important way for enterprises to commercialize the technology，so from the perspective of the business model to study the process of 3D printing company’s growth has important theoretical and practical significance.Then it uses multiple case studies to conduct exploratory research of three typical 3D printing enterprise’s growth process.After that,the results of the three cases have been compared and discussed，and corresponding conclusion is obtained.

Business model；Enterprise growth；3D printing；Case study

國家自然科學基金項目“3D打印的制造模式創新研究：社會變革視角”(71371151)，中央高校基本科研業務費專項資金資助項目“陜西3D打印技術產業化發展路徑與實施策略研究”(SKZ2014009)，教育部人文社科規劃基金“我國重大裝備產品質量競爭力提升途徑研究”(13YJA630078)。

2015-11-16

蘇秦(1963-)，女，河南商丘人，回族，西安交通大學管理學院副院長、教授；研究方向：質量管理、供應鏈管理。

F272.3

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