商业模式视角下3D打印企业成长过程研究

苏　秦，王灿友，杨　毅

(1.西安交通大学管理学院,陕西　西安　710049；2.机械制造系统工程国家重点实验室，陕西　西安　710049；3.过程控制与效率工程教育部重点实验室，陕西　西安　710049)



商业模式视角下3D打印企业成长过程研究

苏秦1,2,3，王灿友1,2,3，杨毅1,2，3

(1.西安交通大学管理学院,陕西西安710049；2.机械制造系统工程国家重点实验室，陕西西安710049；3.过程控制与效率工程教育部重点实验室，陕西西安710049)

在3D打印产品市场化推广过程中，以商业模式的视角研究3D打印企业的成长过程非常重要。本文对三家3D打印典型企业的成长过程进行了探索性研究，并将三个案例的结果进行对比分析和讨论，归纳出3D打印企业成长路径并得出相应建议。

商业模式；企业成长；3D打印；案例研究

2012年以来，全球迅速形成了3D打印技术热潮。美国、德国、日本、中国等多个国家将3D打印作为重要战略进行部署[1-5]，以此抢占未来制造业高地。以3D打印技术为代表的智能制造产业发展将成为未来拉动经济发展的关键所在，但现有的3D打印研究大多立足于制造科学与工程。在管理学方面，理论意义上，大部分学者仅探讨3D打印技术的影响层面，鲜有学者研究3D打印企业的成长过程；现实意义上，3D打印产业化推进进程面临众多挑战，其中之一就是3D打印技术市场推广过程艰难[6]。基于上述背景，本研究聚焦于3D打印企业成长过程中商业模式如何影响企业成长以及3D打印企业该如何进行成长路径选择两个问题，从商业模式视角对三家典型企业进行成长过程研究，以期对国内3D打印企业的良好成长提供参考。

1　相关文献回顾

1.1商业模式理论研究

纵观对商业模式要素及其互动作用的描述，“价值”都处于核心地位[7-9]。所以，本文综合多位学者的商业模式框架模型，围绕企业如何创造价值、传递价值和获取价值的逻辑，提炼出以下三个基本维度。

(1)价值主张。本文关注3D打印企业价值主张的目标市场及客户(3D打印企业的战略聚焦点)、产品和服务(产品包括3D打印设备和系统、设备和系统的升级、材料和相关配套产品；服务包括3D打印服务提供商借助3D打印设备进行的零件生产服务、系统维护合同服务等)这两方面内容[10]。

(2)价值创造体系。主要包含三方面：一是核心资源，它将企业看作是一系列资源和能力的结合，认为企业独特的资源和能力可带来价值创造；二是价值链，商业模式的核心在于价值创造、流通的过程，即价值链；三是价值网，其本质是围绕客户价值重构价值链以实现客户整体价值最优。本文关注核心资源、关键活动(价值链)以及重要合作(价值网)三方面内容。

(3)价值获取。价值获取描述一个业务如何产生价值并获取收益。本文主要从成本结构以及收益模式两方面来考察企业价值获取情况。

1.2企业成长相关研究

目前关于成长理论的研究主要分为企业成长机制论和企业成长阶段论两大类。企业成长机制理论主要探讨企业实现成长的机制，即企业通过什么方式实现成长。另有学者将其细分为内部成长、并购成长和网络化成长三种基本的企业成长方式和机制。本研究遵循企业成长机制的思路，分析3D打印企业的成长过程。

2　案例研究说明

本文采用案例研究方法，案例研究特别适合用于研究时间变迁过程现象背后隐含的动力机制和作用[11]。本研究选取Stratasys、Shapeways、北京太尔时代科技有限公司(以下简称太尔)三个3D打印公司，包括了3D打印系统制造商和3D打印服务提供商两大类。案例选取理由如下：①案例的典型性。Stratasys是全球3D打印产业界当之无愧的巨头企业，Shapeways则是全球领先的3D打印市场和社区，太尔在全球3D打印桌面级市场也有很高知名度；②案例的复制法则。多案例研究所遵从的是复制法则，Stratasys和太尔形成了逐项复制，Stratasys、太尔和Shapeways之间则形成了差别复制；③数据便利性与准确性。本文选取的公司均是行业领先者，相关的文献和报道数据较为真实和充足。

本研究使用的数据来源包括：①行业报告。最为典型的是2009—2014年Wohlers Report[10],该报告是3D行业内的权威报告；②期刊。对2011—2014年来自国内外技术类、经济类、管理类杂志与期刊的50多篇文章进行了分析；③上市公司财务报告与企业高层新闻访谈。

3　案例分析

3.1Stratasys公司

1989年，Stratasys公司成立。在初创期，受困于技术成熟度影响，推出的3D打印设备异常昂贵，影响客户的购买热情，客户与市场开拓依然困难重重。直到1992年与3M公司建立客户关系为其提供3D打印产品，才打开市场缺口。1995年，Stratasys以换股的形式收购了IBM的相关3D打印技术。得益于此技术，公司于1996年推出标价5万美元的Genisys 3D打印机，这是第一台价格低于10万美元的3D打印设备，市场开始扩大。

得益于推出低廉3D打印机，1996—2010年，公司的销售收入开始缓慢上升。2006年，公司推出了通过整合直接数字制造RedEye Paid Parts服务：该服务为用户直接生产原型和终端使用产品，表明公司开始涉足3D打印服务市场。这一时期公司的价值主张逐渐明晰，如公司财务报告中所陈述：“依靠完备的3D打印机以及材料软件体系，定位于工业级消费市场，帮助企业工程师及设计者直接从CAD工作站的材料创建物理模型、零件、模具和其他原型，从而改善产品研发及设计效率。”该阶段的收益主要来自两方面：一是产品销售收入(系统、消费材料及其他产品)；二是来自服务收入，公司为出售的系统提供一年的担保并提供合约服务，一年价格2000～49000美元。

2011年起，Stratasys公司的价值创造体系进一步完善，通过不断的企业合并和并购，价值创造体系由价值链到价值网转变。2011年5月，Stratasys收购了在蜡模和铸件制作等方面拥有先进技术的Solidscape公司；2012年与Objet进行了合并；2013年收购桌面打印机市场领导品牌Makerbot；2014年收购Solid Concept和Harvest Technologies 两家3D打印服务机构和GrabCAD在线社区。从上游创意设计商、中游材料系统制造商到下游3D打印服务商，完成全产业链覆盖。依靠完善的产业生态系统支持，公司进而提出了新的价值主张：成为全球领先的3D打印技术解决方案提供商。产品销售仍占收入的81%，但公司的服务业务收入明显上升，从2012年的3548万美元增加到了2014年的13799万美元，增长率达288.9%(见图1)。

图1　Stratasys企业成长与商业模式要素变化过程

3.2Shapeways公司

2007年，Shapeways公司在荷兰建立，2011年搬到纽约。公司本身不具备3D打印核心技术，而是通过购买3D打印机进行设计、生产和售后服务。公司早期价值主张定位于创客或发烧友特定细分市场人群，这些人对3D打印技术有充分的了解，热衷于打印一些富有创意的产品。“Shapeways公司是像亚马逊一样的平台，是人们推销自己产品的窗口”，公司总裁Peter曾说到。公司成立初期，主要以3D打印机、网络社区平台为核心资源，通过为客户生产定制化产品获取收益。

2012年，随着全球3D打印产业发展浪潮的迅速到来，公司迅速进入快速发展期。2012年公司开办3D打印工厂，获得620万美元融资；2013年Shapeways获得了3000万美元的风险投资。随着功能强大的设计工具的日益普及，越来越多的业余爱好者、普通消费者开始使用3D打印机打印产品。此时，公司不简单定位于专业人士，而逐渐面向普通消费者，如公司网站上所宣传的“Shapeways使每个人将他们的创意带入现实”。这意味着Shapeways的价值主张开始转向普通消费者，公司的价值主张开始扩大。而公司网站上的介绍变成“Shapeways是领先的3D打印市场和社区，它使设计者将令人惊奇的创意带入现实”。公司服务包括两方面，一是面向普通消费者的服务，即直接向他们提供3D打印服务；二是面向设计者们的服务，公司允许设计师在平台上开店并出售自己的设计产品，并为他们提供交易平台。在核心价值创造体系方面，Shapeways公司坚持活跃在平台社区上超过2万位的设计师是核心价值，这些设计师是Shapeways平台上的价值直接创造者。截至2014年，平台已存在23000多个设计师商店(见图2)。

图2　Shapeways企业成长与商业模式要素变化过程

3.3太尔

太尔成立于2003年，是中国第一家专门从事研发、生产和销售工业级和桌面级3D打印机的高科技企业。成立之初，公司主要生产工业级3D 打印设备，产品价格在10万～50 万之间，每年的销售量为四五百台，产品主要销售有模型设计需求的成熟企业、用作教学用途的高校以及医疗机构。在很长一段时间内，太尔和其他同行一样，依靠市场滚动发展，在3D打印产业化道路上默默探索。太尔早期的价值创造体系主要围绕产品研发、生产及销售的价值链创造方式，其收益模式主要是出售工业级3D打印机。

2010年10月，公司开始推出桌面级3D打印机。2012年，公司开始在海外推出UP! mini桌面级3D打印机。公司的目标市场主要以低端市场为主高端市场为辅，产品主要定位于工业级、中小企业、高校以及个人爱好者、学生等普通消费者。这一时期公司的价值创造体系主要以价值链为主，并逐渐开始向价值网转型。核心资源方面，太尔依托FDM技术，不断加大研发投入，自主开发了3D 打印的硬件、软件、数控、材料等核心技术。目前，太尔的控制系统和软件系统在国内同行业中遥遥领先。此外，太尔搭建一个上下游的产业链，让普通消费者更容易接触到需要专业人士提供的数据。这一阶段收益模式仍以产品出售为主，但是公司的盈利模式开始趋向多样化，主要生产开发3D 打印设备和材料(见图3)。

图3　太尔公司企业成长与商业模式要素变化过程

4　跨案例比较分析

3D打印企业成长初期，企业面临技术商业化难题。Stratasys直到1992年与3M公司建立客户关系，为其提供3D打印产品，这才逐渐打开了市场缺口。Shapeways在成长初期通过推出新的服务来吸引更多的消费群体参与进来，进而开拓消费市场。太尔经历初期的探索后，其目标从高端工业级市场向低端桌面级3D打印消费市场转型。由此可得出命题1：在3D打印企业初创阶段，其成长主要受到商业模式的价值主张驱动。

在快速发展阶段，Stratasys不断进行企业合并和并购，完成了价值创造体系由价值链到价值网的变化。随着其价值网络不断扩大，Stratasys核心资源和能力得到了进一步加强，完善了从上游设计、材料到下游3D打印服务全产业链的覆盖。在Shapeways的快速发展阶段，企业不断进行合作联盟，企业价值网得以扩张。3D打印机和网络社区设计师数量的增加完善了Shapeways的3D打印服务生态链建设，使得企业在第二阶段获得了持续快速的增长。而在太尔的快速发展阶段，公司也是以价值创造体系的完善为主，进而不断推出3D打印新产品，产生新的价值主张。由此可得出命题2：在快速发展阶段，商业模式主要是通过价值创造体系来影响3D打印企业成长。

此外，为区分三家企业成长区别，本文参考文献[11]，依据3D打印企业的价值主张下的目标市场以及提供物两个维度，将3D打印企业的成长过程中存在四种典型的商业模式绘制成图4。注意，每个组合只是有所侧重，各公司区别见表1。

图4　价值主张视角下企业商业模式划分

5　结论与讨论

5.1研究结论

本文就3D打印企业成长过程的路径提出一个整合性的分析框架：在技术发展早期(20世纪80年代到90年代后期)，拥有3D打印技术核心发明专利的企业依靠自身研发能力进行3D打印机及制造系统完善，客户主要面向高端市场及其专业公司需求；21世纪以来，随着技术不断成熟及桌面级3D打印机的成功问世，面向普通消费者的市场逐步打开，全球3D打印产业迎来快速增长期。以工业级系统设备制造商起家的企业，通过横向或纵向的并购，不断整合行业资源，构建3D打印产业生态系统，形成以高端3D打印服务为主的商业模式；从工业级系统制造商起家的企业依靠已有资源开始转向消费级3D打印产品的研发，最终形成以低端3D打印产品为主的商业模式；依靠外部资源拉动的3D打印企业借助互联网平台，构建3D打印互联网平台，形成低端3D打印服务型商业模式。

5.2理论贡献

本文构建3D打印企业成长过程的静态和动态商业模式研究框架，并对3D打印企业的动态成长过程起到较好解释作用；与情境嵌入式研究相符合，是具体情境下的商业模式问题研究。

表1　不同类型的3D打印公司商业模式组成要素

5.3实践意义

(1)3D打印企业应结合具体的产业环境，依靠商业模式创新带动市场。在初创阶段，企业应注重价值主张的提出，确定企业所要服务的目标市场及客户，注重产品创新或服务创新,从而快速打开市场；在快速发展阶段，企业应侧重增强价值创造体系。

(2)国内3D打印设备制造商可根据自身情况选择以下发展路径：①保持高端3D打印产品型商业模式不变，持续专注于工业级市场这一领域,面向高端应用领域并围绕3D打印机进行生产和服务；②调整企业价值主张，转向以低端3D打印产品型为主的商业模式，开拓桌面级3D打印消费市场；③重构价值创造体系，向产业上下游拓展，构建3D打印生态系统。国内3D打印服务提供商在建设平台的同时要注重设计师社区地培育，以此吸引足够的设计师入驻。

[1]王飞跃.从社会计算到社会制造:一场即将来临的产业革命[J].中国科学院院刊,2012，27(6)：658-669.

[2]The economist.The third industrial revolution begins：The gentleman manufacturer[EB/OL].[2015-03-20].http://www.economist.com/blogs/babbage/2012/04/third-industrial- revolution-begins.

[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

[5]TESS H，MARYSE P.Future technology landscapes：insights，analysis and implications for defense[R].RAND corporation,2013:5-30

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

[7]CHESBROUGH H，ROSEENBLOOM S.The role of the business model in capturing value from innovation：evidence from Xerox Corporation’s technology spin‐off companies[J].Industrial and corporate change，2002，11(3)：529-555.

[8]OSTERWALDER A,PIGNEUR Y.Business model generation：a handbook for visionaries，game changers，and challengers[M]John Wiley & Sons，Hoboken，New Jersey.2010.

[9]RICHARDSON J.The business model：an integrative framework for strategy execution[J].Strategic change,2008，17(5-6)，133-144.

[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.

(责任编辑沈蓉)

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

国家自然科学基金项目“3D打印的制造模式创新研究：社会变革视角”(71371151)，中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“陕西3D打印技术产业化发展路径与实施策略研究”(SKZ2014009)，教育部人文社科规划基金“我国重大装备产品质量竞争力提升途径研究”(13YJA630078)。

2015-11-16

苏秦(1963-)，女，河南商丘人，回族，西安交通大学管理学院副院长、教授；研究方向：质量管理、供应链管理。

F272.3

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