3D打印与自动售卖机结合的商业模式探究

黄静怡+胡慧玲+彭锦康+韩震宇+程予柳

[摘要]3D打印技术广泛应用于各个行业，但却未在日常生活中普及。随着共享经济时代的到来，让3D打印关联的技术产品可以通过自动售卖机这一载体共享的想法成为了可能。文章通过文献研究，对商业模式研究思路进行了创新，并将此研究思路应用于3D打印自动售卖机的商业研究中。此外，文章对3D打印自动售卖机的相关内容进行说明，使读者可以了解其结构与功能并对该产品有一定的认识。

[关键词]3D打印；自动售卖机；商业模式

[DOI]1013939/jcnkizgsc201719079

1前言

2012年，来自加州大学伯克利分校（UC Berkeley）的3名學生制造了一台名叫Dreambox的3D打印自动售卖机。学生可以打印目录中现有的或自己通过网络上传的3D模型，待打印结束后，Dreambox会将完成打印的物件传送到一个私人储物箱，并将解锁代码信息发给对应用户。Dreambox的这种设计理念，成功地降低了打印模型的时间与金钱成本，人们不必在打印机旁等待成品的打印以及为了打印很少量的模型而购置一台昂贵的3D打印机。然而，像Dreambox这样的3D打印自动售卖机，只依靠本身自带的小型打印目录或依靠消费者自己上传的模型来远程打印，并不能满足不会建模的人的消费需求。另外，技术与地点的局限使得3D打印这种日渐成熟的技术难以更好地推广与被商业化。基于以上两点，我们提出了把3D打印与自动售卖机结合的商业模式。

在第一节，我们参考了文献中对商业模式的阐述，通过对商业模式与其他相似概念进行区分，提出了我们对商业模式概念的理解，即通过要素之间的相互配合，在满足顾客需求的同时，尽可能大地创造价值。紧接着对要素的组成进行描述，进一步完善商业模式概念的内容。在本节的最后，基于上述定义，我们会提出本文商业模式研究的基本思路，也就是对3D打印与自动售卖机结合的商业模式探究的基本框架。在第二节，我们会简单介绍3D打印的基本概念，应用以及桌面级3D打印机与工业级打印机的区别。在第三节，我们会对3D打印自动售卖机的基本结构与功能进行设计，最后进一步完善我们的模型。

2商业模式的相关理论

21商业模式的概念

从1957年“商业模式”这个术语第一次出现在Bellman和Clark的学术论文中[1]，到现在真正作为一个独立的研究领域，“商业模式”这个概念不断被细化，从最古老的商店模式到电子商务模式，互联网商业模式，基于大数据的商业模式，共享经济下的新商业模式等，说明对于商业模式的相关研究逐步提高。

有的学者认为，商业模式是关于公司是如何开展业务的详尽描述，即指企业与企业之间、企业的部门之间、乃至顾客之间、渠道之间都存在着各种各样的交易关系和联结方式，是涵盖了企业产品、企业服务以及信息流的整套体系概念，任何的组织运作都会有属于其运作的系统来为生存和发展作基础。而Alexander Osterwalder是这样定义商业模式的：“商业模式是一系列对象，概念与它们之间关系的关于特定公司的商业逻辑的描述。因此，商业模式应该是对为顾客提供了什么样的价值，这个过程是怎么实现的以及这个过程会有怎样的财务影响进行简化的有代表性的描述。”现在普遍认为后者描述更为妥当。他们认为商业模式是能够使外部人可以更容易地理解公司的运作，能够通过定义元素与它们之间的关系去描述一个公司是怎么开展业务的概括总结，也就是如何使企业从客户利益最大化的角度出发，在提供产品和服务的同时，能够实现盈利的目的。

为了进一步加深对商业模式的理解，我们参考文献，对一些容易混淆的概念进行了区分。比如企业战略与商业模式的区别在于：商业模型更注重系统性运作，而企业战略是对企业的谋略，是对企业整体性、长期性、基本性问题的计谋。同样，企业模式与商业模式也有很大的区别。企业模式更关注过程与活动，而商业模式更注重价值创造与客户，也就是说，商业模式的主要作用是找到和设计一个有前景的经营理念。

综合上述的观点以及不同概念之间的区别，我们认为，商业模式首先应包含能够使企业在满足顾客需求的同时实现价值的创造的要素，而如何更好处理这些要素之间的关系，就是这个商业模式的核心内容。

22商业模式的要素

查看文献，我们发现不同学者对商业模式的要素的选择是不一样的。通过总结一些学者的主要观点，我们选择主流所认为的要素作为我们的商业模式的要素。

Paul Timmers等人在研究互联网电子商务时，将商业模式定义为：产品、服务和信息流的架构，包括各种业务角色及其角色的描述；对各种商业行为者的潜在利益的描述；对收入来源的描述。[2]

Dubosson-Torbay等人确定了商业模式分类的以下主要维度：用户角色、交互模式、产品性质、定价体系、定制水平和经济控制。[3]

Osterwalder等人从四大角度出发，即产品、顾客、基础设施管理以及财务方面，提出了商业模式研究中应包含的九大要素。即价值主张、消费者目标群体、分销渠道、客户关系、价值配置、核心能力、合作伙伴网络、成本结构与收入模型。

而后，国内学者原磊从远到近，提出了“3-4-8”构成体系[4]，“3”代表联系界面，包括顾客价值、伙伴价值、企业价值；“4”代表构成单元，包括价值主张、价值网络、价值维护、价值实现；“8”代表组成因素。

233D打印自动售卖机的商业模式的基本构建

IMB公司在提出CBM模型中曾将业务组件分为5个维度：[5]业务目标、活动、资源、管理、业务服务。其中业务组件的业务目标是这个组件存在的原因，具有特定的价值，而为了达到这个业务目标，每个组件会执行一组互不包含的活动，而这个活动需要相应的资源来支持。活动与资源之间的配置则是通过管理这一行为达到的。基于这一研究思想，结合本文的研究对象——3D打印自动售卖机，我们把阶段目标看成商业目标的一个子集，完成阶段目标可以通过互不包含的方法实现。例如，目前产品处在成熟期，那么此阶段的阶段目标可能为实现可持续的盈利，为了达到这一目的，我们提出了多个收入方法，如广告收入、打印费用收入、增值业务收入等。产品处在的生命周期以及企业处在的发展阶段与企业自身发展意愿都会影响阶段目标建立。另外我们还将CBM模型中的“活动”与“资源”模块列入到每个子方法中进行具体讨论。我们把这一部分称为整个商业模型的A部分。

A部分为我们提供了一个初步的方案，但是，要检测该方案是否可行，需要结合模型的B部分，通过B部分顾客体验的计算，对A部分网络形态以及方法的调整，使其达到预期的顾客体验效果。我们将从顾客体验的角度出发结合五个要素（价值内容、价值配置、目标顾客群体、顾客让渡价值、网络形态）进行模型的完善。如图1所示。

B部分包含以下几个部分：

（1）以顾客体验为中心。用“顾客让渡价值”去衡量顾客体验的愉悦程度。顾客让渡价值包括产品价值、服务价值、人员价值、形象价值，货币成本、时间成本、体力成本、精力成本。这里可计算出顾客体驗效果，记为一个关于顾客让渡价值中价值与成本的权重函数E=E（W，V，C），当它小于一个目标效果值时，说明A部分中的方法与网络形态需要调整，再重新计算预期的体验效果，直至其大于或等于目标效果值。那么此时的A部分则为较合理的实施方案。

（2）两个维度分析。分为产品本身属性与产品附加属性。将顾客体验分为两个维度，意在区分消费者或潜在消费者在体验产品与消费产品的过程中获得的满足感是来自产品本身还是产品背后所产生的价值。不同的产品两个维度所带给顾客体验的程度是不一样的。比如，顾客现场选择现场打印模型，而刚好这个自动售卖机设在了一所图书馆中，那么他可以到图书馆看书，等打印完毕后再去自动售卖机处取出模型。有的顾客更注重打印模型的精确度，也就是说，即使打印机放在了图书馆，等待时间并没有浪费，但他也会因为打印成品质量差而不开心。有的顾客则不会如此。因此分为两个维度分析，更有利于运营者发现主要矛盾。

（3）五个要素。在研究产品本身的属性时，我们从生产该产品的功能属性，即价值内容，以及在生产制作该产品与组织销售经营该产品时的组织与资源，即价值配置两个内容去描述产品的特性。不同的产品具有不一样的特性，由于这些功能特性的不一样，会使得在完成阶段目标以及提高顾客满意程度的方式上会有所区别，因此，在分析商业模式的过程中需要特别关注。产品本身的资源配置与其经营活动也会因为产品的特殊性而改变。如何处理这两者之间的关系，是能否让顾客在体验产品的过程中因为产品本身的性质与设计而提高满意度的关键。

同样在研究产品附加属性对顾客产生的价值的时候，研究目标群体这一要素也尤为重要。因为面对的目标群体不同，对该群体产生的效用也会不同。比如，假设3D打印自动售卖机面对的群体是中小学生，那么对于他们而言，在体验该产品的过程中对3D打印技术的认识与了解满足了他们对知识探求的需求，如果3D打印自动售卖机面对的是大学生或是对3D打印技术有一定了解的群体，那么产品对于他们而言得到的满足也许来自该产品的操作性及其他服务等。

顾客体验也是一个要素。顾客体验作为商业模型的核心内容，它始终贯穿着整个商业模型，与各要素紧密相连。

最后一个要素为网络形态。之所以强调其重要性，是因为它解决了一个问题：企业如何通过建立网络，使价值创造最有效？它联结了整个商业模型的两个大部分，是从A部分如何实现阶段目标的几大方法到B部分实现创造顾客价值的过程的一个权衡。

33D打印及其应用发展

在上一节，我们提出了一个商业模型的整体框架。在本节，将从3D打印技术与其相关行业的角度出发，介绍目前3D打印以及相关公司的发展情况，并对3D打印自动售卖机中的桌面级3D打印机的基本特点做简单的分析，为3D打印自动售卖机商业模式的可行性做铺垫。

313D打印基本介绍

3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，目前已在多个行业中投入使用。如在电子、航空、汽车制造等领域，3D打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件，完成复杂而精细的造型。[6]目前，国外企业和研究机构已经可以利用3D打印技术，打印出了飞机、导弹、卫星的零部件；[7]在考古应用中，利用三维激光扫描技术构建古建筑、石窟和遗址的模型，并实现信息存储和修复以及文物的打印；[8]由于3D打印技术可以解决很多制作的不便性，因此，在首饰设计领域中，可以将设计理念在没有任何条件局限的情况下转化为现实存在物，提升艺术作品的价值；[9]另外，3D打印并不局限于工业级的，还有食品级的3D打印机，比如，打印饼干、巧克力等。

目前大多3D打印公司只从事3D打印制造，而提供3D服务的企业却很少。一方面是3D打印的普及率还不高，只有少数企业和行业运用到3D打印这种新技术，普通个体很难接触到3D打印的有关技术与设备，需求不强烈，因此对应的服务业很少。另一方面，3D建模难度高，目前3D打印模型的数据库不全面，3D打印机造价较贵，因此即使有消费的需求与欲望，也因尝试成本与建模难度高而望而却步。而本文所提出的3D打印自动售卖机可以满足这一消费需求，正是如此，让该产品的商业模式具有一定的可行性。

32桌面级3D打印机介绍与工业级3D打印机的区别

文章认为桌面级3D打印机更适合嵌入自动售卖机中。这是由桌面级3D打印机本身的体积小、成本低、易推广等特点所决定的。以下就是阐述桌面级3D打印机与工业级3D打印机的区别。通过对比我们可以知道桌面级3D打印的不足，而这些不足，在一定程度上限制了3D打印自动售卖机的某些功能。

第一，在打印精度上，两者的区别并不大，但在制作精密的模型时，桌面级3D打印机无法满足精度要求；第二，桌面级的打印速度在10～300mm/s，而工业级打印速度大约为1200mm/s；第三，桌面级3D打印机的支撑和实体在打印过程中是不区分的；而工业级的打印机易剥离，因此桌面级无法打印结构复杂的模型；第四，桌面级3D打印机无法打印大模型。可打印的3D模型大小一般由打印机的大小与结构所决定。工业级3D打印机有着体积大的特点，因此可打印尺寸比体积较小的桌面级3D打印机要大得多，一般情况下，桌面级3D打印机的可打印尺寸大概为300mm×200mm×300mm；第五，桌面级3D打印机打印成功率低；第六，桌面级3D打印机的价格很低，从一千元到几万元不等，而工业级要六十万元到一千万元不等。

从上述的总结中看到，在要求精度不高的前提下，由于价格优势与体积优势，桌面级3D打印机更适合嵌入自动售卖机中。

43D打印自动售卖机的基本结构与功能

在引言中我们曾提到过一台名为Dreambox的3D打印自动售卖机。图2为Dreambox的外观。Dreambox由三个部分构成：3D打印区域、支付平台、储存区域。因此我们在设计的时候可以模仿该机器的结构并进行完善。我们将3D打印自动售卖机同样分为三个部分，3D打印体验区、模型选择与支付平台、蜜蜂箱。

413D打印自动售卖机的基本结构

（1）3D打印体验区。3D打印体验区可以包含一台或多台装在玻璃柜中的3D打印机。透明的玻璃柜可以让过往的顾客看到正在工作中的3D打印机。通过视觉上的体验，可以增加顾客的猎奇心从而增加消费的可能。

（2）模型选择与支付平台。这是一块大屏幕，屏幕上面能够通过选择已有的模型，查看并打印该模型，因此，它实际上是一个模型数据库的载体。此外，该屏幕还可以出现支付系统。比如在支付界面上出现微信、支付宝等二维码的扫码支付。另外，该屏幕还可以装上接口，实现模型线下上传打印。

（3）蜜蜂箱。蜜蜂箱实际上是提供打印好的模型的存放空间。同样，密封箱可以设计成透明的，也可以出于隐私设计成不透明的。

423D打印自动售卖机的功能设计

基本功能如下表所示。由于文章主要研究3D打印的商业模式探究，因此，对这些功能如何实现并没有详细说明。但在现实生活中，这些功能的实现是可行的。

在第一节，我们提出了我们商业模型的基本框架。其中A部分是阶段目标实现的方案的提出，B部分是关于A部分的效用的检验。即在确定了基本方案后，协调好资源与活动之间的配置以及运作的具体安排形成网络形态，小范围的运行或调研后，根据顾客让渡价值中价值与成本的权重比例，结合运行或调研数据，计算出顾客体验的效用，并将其效用与企业预期顾客体验效用作对比，小于期望值则需要调整方法或是网络形态并使计算的体验效用大于或等于预期效用。由于B部分需要实验数据的支持，因此本节仅对A部分内容进行扩充。

第一阶段的阶段目标为打开市场并吸引潜在消费者。为了达到这一目标，我们可以通过两种形式：顾客体验与广告宣传。顾客体验可以通过低价销售与捆绑销售两种活动实现。首先要求我们准备具有基本功能的3D打印自动售卖机，即可实现支付功能、选择功能、上传功能与提醒功能的售卖机。由于处于前期阶段，消费者并不了解该产品，因此，通过低价销售使得消费者能够低成本体验的方式可以让广大潜在消费者体验3D打印的乐趣。运营者还可以通过与其他商家合作的方式，将打印模型的体验券与其他商品捆绑销售。另外广告宣传也能在大范围内提高3D打印自动售卖机的知名度。

第二阶段是发展阶段，阶段目标为完善产品功能与服务，特别是针对3D打印有现实需求或浓厚兴趣的消费者。通过建立快递服务、完善模型库，甚至是开发App与构建一个网站使得潜在消费者可以浏览模型并学习3D打印的相关知识。我们可以通过3D打印爱好者上传模型得到相应的奖励制度，丰富模型库。通过与快递公司合作，定期到蜜蜂箱内收取快递并运送等的活动提高服务质量。

第三阶段是成熟阶段，阶段目标为维持顾客群体并实现稳定盈利。实现盈利的方法有很多，比如：打印费用、增值服务费用、流量与广告收入。打印费用是消费者需要打印模型所交付的费用，是利润最基础的组成部分。增值服务费用分为定制服务费用与在线培训服务。消费者通过在平台上发布需要定制的模型的具体信息，与平台签约的建模设计师就可以接单，完成建模后，消费者付一定的费用给设计师，平台将抽取一定的费用，这称为定制服务，而平台可以定期发布建模教程，对有需要了解或进修的消费者可以购买网上教程，这成为在线培训服务。而流量与广告收入便是消费者通过App与网站产生的流量费用，而平台具有了知名度后，广告收入将成为重要的收入来源。商家既可以在App或网站上推送广告，也可以在实体的售卖机上张贴纸质的广告或者播放视频广告。

6结论

笔者认为，文章存在许多不足。第一，3D打印自动售卖机本身存在着许多不足，比如，打印速度慢、打印失败率较高。这可能导致了顾客的时间成本很大，无法打印结构复杂、体积大或精度高的模型。打印机要重新打印3D模型，这就意味着顾客等待时间将会增加，顾客体验度下降。材料限制。材料类别少，因此打印的产品模型种类也会变少，并不能满足对特殊材料打印的消费者的需求。第二，对于不同的消费群体而言，资源与活动之间的配置与协调可能有所不一致。也就是说，在设计A部分的方案时，

我们需要考虑到面对的消费群体的不同，可能导致方案的细微差别，这一点并没有在模型中体现。第三，模型的B部分需要实验数据的分析，但由于并没有制造出3D打印自动售卖机并将其投放与市场，因此不能判断这些方案是否可以使顾客体验达到理想状态。然而，本文提出的基本模型不仅可以应用于本文的案例，这使得模型具有普遍化性质。

“新零售、新制造、新金融、新技术和新能源”，3D打印自动售卖机正是符合马云所提出的未来新趋势。对比于传统制造业，3D打印技术可以减少资源的浪费，由于耗电少，有害气体固体排放少，它还符合当代对环保节能的要求。此外，利用成熟的快递网络与过去十几年电商所营造的良好消费环境，结合自动售卖机本身可操作性更强、体验度更高的实体服务平台，“线上销售，线下服务”的这种新零售方式，更能刺激消费。Uber、Airbnb、ofo等成功案例，预示着“共享经济”的到来，而这也将会成为3D打印自动售卖机发展的契机。

参考文献：

[1]Alexander OsterwalderYvesPigneurChristopher LTucci.Clarifying Business Models：Origins，Present，and Future of the Concept[J].Communications of the Association for Information Systems，2005（16）：1-25

[2]Paul TimmersBusiness Models for Electronic Markets[J].Focus Theme，1998（8）：3-8

[3]MagaliDubosson-TorbayAlexander OsterwaldereYves PigneurBusiness Model DesignClassification and Measurements[EB/OL].（2001-04-18）[2017-03-01].http：//wwwhecunilch/aosterwa/Documents/eBusinessModels/Publications/eBusinessModels_23_04_01.pdf.

[4]原磊商业模式体系重构[J].中国工业经济：公共管理，2007（6）：70-79

[5]IBM Business Counsulting ServicesComponent Business Models-Making Specialization Real[EB/OL].[2017-03-01].http：//ptgmediapearsoncmgcom/imprint_downloads/informi/tpdfs/cbmpdf.

[6]3D打印的起源和发展[J].自然与科技，2014（203）：31

[7]谭立忠，方芳3D打印技术及其在航空航天领域的应用[J].战术导弹技术，2016（4）：1-7

[8]刘雅辉CAD和3D打印技术在文物考古中的应用[J].上海工程技术大学学报，2014，28（2）：154-157

[9]王曉昕3D 打印技术在当代金工首饰艺术领域的设计应用研究[J].设计实践，2016（280）：101-103

[基金项目]大学生创新创业训练计划项目《3D打印与自动售卖机结合的商业模式的探究》的成果（项目编号：201511845216）。

[作者简介]黄静怡（1996—），女，广东佛山人，广东工业大学管理学院，管理科学。研究方向：金融理财。