林雪萍 賁霖 王曉明
國際頂尖的互聯(lián)網(wǎng)和 IT精英締造了硅谷傳奇,華爾街鮮亮的金融大亨控制了全球經(jīng)濟(jì)命脈,美國還在乎本土制造嗎?美國又靠什么來保障制造業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢?對于這兩個問題的回答,導(dǎo)致了“制造業(yè)+創(chuàng)新”的美國國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(National Networking of Manufacturing Innovation,簡稱NNMI)戰(zhàn)略的誕生。
正是為了最大限度地促進(jìn)基礎(chǔ)研發(fā)技術(shù)向商業(yè)化應(yīng)用技術(shù)的轉(zhuǎn)化,美國推出了國家制造創(chuàng)新戰(zhàn)略計劃,圍繞著科技成果轉(zhuǎn)化,形成了遍布美國的制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),旨在保持美國先進(jìn)制造的競爭力。從2012年開始到2017年1月,美國共建立了14個創(chuàng)新研究院。
美國總統(tǒng)科技顧問委員會(PCAST)發(fā)現(xiàn),導(dǎo)致美國高科技制造業(yè)衰落的因素,并不在于高昂的勞動力價格——勞動力因素被過度夸大了,因?yàn)榈聡墓べY比美國高 30%~40%,但德國制造業(yè)仍然在發(fā)達(dá)國家一枝獨(dú)秀。這個智囊團(tuán)認(rèn)為,是在將發(fā)明和發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化成“美國制造”產(chǎn)品這個流程上出了問題。雖然美國仍然在基礎(chǔ)研究、科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造精神方面引領(lǐng)世界,但由于大公司研發(fā)的大多數(shù)重點(diǎn)都放在了短期項(xiàng)目上,中間缺乏像早期的貝爾實(shí)驗(yàn)室、德國弗勞恩霍夫研究所等這樣的專門機(jī)構(gòu)來做轉(zhuǎn)換性研究。
然而,創(chuàng)新是一個完整的鏈條,技術(shù)開發(fā)與技術(shù)轉(zhuǎn)化是一個連續(xù)的過程,技術(shù)必須形成商業(yè)化應(yīng)用或進(jìn)入規(guī)?;a(chǎn),才能完成一次創(chuàng)新過程??萍嫉缴a(chǎn)力中間存在一個“鴻溝”,這個介于基礎(chǔ)科研和商業(yè)化生產(chǎn)之間的空缺被稱為“死亡之谷”。如何將基礎(chǔ)研究方面的成果轉(zhuǎn)化為新技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用,是制造業(yè)解決創(chuàng)新問題必須跨過的一道坎。
對于如何填平這樣的鴻溝,美國提出的對策就是,建立工業(yè)界和學(xué)術(shù)界合作的制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu),通過“握手機(jī)制”,政府負(fù)責(zé)前半棒,后半棒交給工業(yè)界。美國總統(tǒng)科技顧問委員會在2011年提交的《確保美國在先進(jìn)制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位》報告,成為支撐后來美國制造業(yè)發(fā)展的重量級報告。它推動總統(tǒng)宣布實(shí)施“先進(jìn)制造伙伴”(AMP,Advanced Manufacturing Partnership)計劃,該計劃最主要任務(wù)就是識別工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府之間的合作機(jī)會。
在此基礎(chǔ)上,國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(NNMI)設(shè)想被提及并得以落實(shí),成為一種促進(jìn)政府激活美國先進(jìn)制造潛力的重要戰(zhàn)略。在運(yùn)作機(jī)制上,主要采取PPP模式,即政府、學(xué)術(shù)界、工業(yè)界三方合作,共同出資出力,共同致力于解決 NNMI的目標(biāo)問題,共同分享成果。而這種模式,也是針對私人資金無力解決“鴻溝”問題的對策。
作為一個國家級制造業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目,NNMI重點(diǎn)體現(xiàn)了它作為兩個創(chuàng)新層次的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
第 1層是創(chuàng)新研究院 IMI(Innovation Manufacturing Institute)。戰(zhàn)略規(guī)劃指出,IMI是按PPP方式由政府、學(xué)術(shù)界、企業(yè)界合作,共同投資建設(shè)的致力于開發(fā)世界級先進(jìn)技術(shù)和能力的實(shí)體。每個 IMI必須有其突破性技術(shù)領(lǐng)域及其第一流的中心設(shè)施,允許和參與方在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的預(yù)備競爭力研發(fā)(技術(shù)成熟度4~7,共9級),同時,IMI提供培訓(xùn)、教育以及致力于可持續(xù)的、穩(wěn)定的先進(jìn)制造技術(shù)生態(tài)環(huán)境的創(chuàng)造。
第2層是 NNMI網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)由各 IMI及其下屬子網(wǎng)絡(luò)組成。通過各個地域化的 IMI的作用,并且相互連接,從而在整體上增強(qiáng)美國制造業(yè)的全球競爭力。
促進(jìn)創(chuàng)新技術(shù)向規(guī)模化、成本分?jǐn)偤蛧鴥?nèi)產(chǎn)能轉(zhuǎn)化,是一個相對復(fù)雜的目標(biāo),這也是美國制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的核心,也就是說,它要解決創(chuàng)新過程中制造業(yè)的“死亡之谷”問題。
它采用了一個非常具體的度量工具,那就是技術(shù)成熟度(TRL)。
TRL值在4~7區(qū)域,大量技術(shù)創(chuàng)新成果由于沒有得到及時足夠的支持,很難轉(zhuǎn)化成為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力和產(chǎn)能,沒有能夠產(chǎn)生應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益。
這一區(qū)間,由國家投資、企業(yè)院所配套來解決。
每個創(chuàng)新院IMI,政府給予的資助額度一般在7000萬到1.2億美元之間,時間跨度是5~7年,民間資金和政府資金的比例一般為1∶1。不同領(lǐng)域的資金配比會有所不同。在一些領(lǐng)域,如增材制造、智能紡織的民間資金配比往往會遠(yuǎn)高于這個水平。至于財大氣粗的光電集成創(chuàng)新院,其配比資金更是高達(dá)5∶1。聯(lián)邦資助的支出規(guī)劃根據(jù) IMI特點(diǎn)的不同有所不同,但基本是在初始階段完成后逐年減少,最后需要創(chuàng)新研究院能夠在財政上自負(fù)盈虧、自行發(fā)展。
創(chuàng)新研究院的自主資金來源可以非常多樣化,例如會員費(fèi)、付費(fèi)服務(wù)、合同、預(yù)研生產(chǎn)、研究資助、知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓和捐贈等。波音、洛克希德·馬丁、通用電氣幾乎加入了所有已成立機(jī)構(gòu),并且繳納高額會費(fèi)成為高級會員。這些巨頭公司對技術(shù)轉(zhuǎn)化的垂青不言而喻。而分級會員制,則是每個制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)運(yùn)行的基礎(chǔ),并且制定了非常詳盡的知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)生規(guī)則和使用規(guī)則,這樣就在一開始把知識產(chǎn)權(quán)的邊界圈定清晰。
作為公私合作(PPP)創(chuàng)新模式的最新代表,國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的每個已經(jīng)成立的制造創(chuàng)新機(jī)構(gòu)都實(shí)施了分級會員制,即根據(jù)繳納會費(fèi)的不同將會員分為若干級別,每個級別分別擁有不同的權(quán)利和義務(wù)。
總體而言,美國制造創(chuàng)新研究院的基本目標(biāo)可以用3個詞來概括:產(chǎn)業(yè)競爭力、商業(yè)轉(zhuǎn)化力和新型勞動力。而政府起到的最重要作用,就是促進(jìn)自循環(huán),也就是讓這個“摩天輪”能夠持續(xù)轉(zhuǎn)下去。
美國制造業(yè)創(chuàng)新特別強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新技術(shù)的商業(yè)轉(zhuǎn)化力”,這是它的核心所在。制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)所要解決的問題在于“商業(yè)化的轉(zhuǎn)變能力”,重點(diǎn)是商業(yè)轉(zhuǎn)化,而不是技術(shù)創(chuàng)新。
正因如此,NNMI在 2016年9月被重新命名為更加鮮明的Manufacturing USA(制造業(yè)USA),以便更好地傳播和記憶。名稱的改動,也成為美國制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化的一個小小注腳。商業(yè)轉(zhuǎn)化能力,顯然只是最終實(shí)現(xiàn)價值的一個過渡性階段,但卻是最重要最需要呵護(hù)的一個階段。因?yàn)樗且粋€脆弱的“嬰兒”,需要穿過一段狹長無人照顧的峽谷。而美國政府打算扮演一個“階段性托管”的角色。
自從2012年8月,第一個增材制造創(chuàng)新研究院確定為“制造業(yè)USA”的先導(dǎo)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)以來,美國在不同的工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域陸續(xù)成立了14個創(chuàng)新機(jī)構(gòu)。這些創(chuàng)新機(jī)構(gòu)都有其不同的聚焦技術(shù)領(lǐng)域,有些并不出意外,比如3D打印、輕量材料、機(jī)器人等;而有些卻讓我們耳目一新,比如先進(jìn)功能紡織品、生物組織制造、流程集約化實(shí)施的快速推進(jìn)等。
那么作為國家級制造業(yè)創(chuàng)新計劃的制造業(yè) USA,是如何確定創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的突破性技術(shù)領(lǐng)域(Manufacturing Thrust Areas,MTA)的呢?又是如何通過科學(xué)方法確保突破性技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和有效性的?
制造業(yè)USA涉及復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題,決定性影響因素非常多樣化,既有世界范圍內(nèi)制造業(yè)先進(jìn)技術(shù)潮流、國家創(chuàng)新戰(zhàn)略、制造業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略,也有創(chuàng)新機(jī)構(gòu)招標(biāo)發(fā)起人的優(yōu)先利益重點(diǎn)、技術(shù)成熟度/產(chǎn)業(yè)需求迫切度等。
毫無疑問,這是一個自上而下設(shè)計的國家創(chuàng)新戰(zhàn)略模型,環(huán)環(huán)相扣:國家創(chuàng)新戰(zhàn)略指導(dǎo)先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略,而先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略則指導(dǎo)制造業(yè) USA的技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略。制造業(yè) USA的建設(shè),充分體現(xiàn)了一個系統(tǒng)工程的落地實(shí)踐過程。
美國國家創(chuàng)新戰(zhàn)略是2009年提出,回應(yīng)當(dāng)年的經(jīng)濟(jì)危機(jī)的復(fù)蘇法案。題為“Strategy for American Innovation: Driving towards Sustainable Growth and Quality Jobs”(《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略:推動可持續(xù)增長和高質(zhì)量就業(yè)》)。2011年進(jìn)行了第一次修訂,題為“Strategy for American Innovation: Securing Our Economic Growth and Prosperity”(《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略:確保我們的經(jīng)濟(jì)增長和繁榮》)。2015年又進(jìn)行了第2次修訂,形成了終稿。
2009年的第一稿,主題為面向持續(xù)增長和高質(zhì)量的就業(yè)創(chuàng)新。這一戰(zhàn)略報告分為 3個部分,簡言之就是基礎(chǔ)設(shè)施、市場刺激和技術(shù)催化。其中在技術(shù)催化部分中提出了國家戰(zhàn)略層面的優(yōu)先技術(shù)領(lǐng)域,而其中和制造業(yè)密切相關(guān)的有清潔能源(可再生能源、能源集約化、生物能源、太陽能、風(fēng)能、節(jié)能樓宇、能量存儲、碳捕獲等等),先進(jìn)車輛技術(shù)(電動汽車、生物燃料、高能效汽車、電池技術(shù)等),以及其他一些有待突破的技術(shù)熱點(diǎn):輕量軍用背心、光合碳中性燃料的生物制備系統(tǒng)、智能假肢等等。
2011年第二稿主題是以創(chuàng)新確保國家的經(jīng)濟(jì)增長與繁榮。在第一稿的基礎(chǔ)上,參考了 2年來的新形勢變化,引入一些新的創(chuàng)新動議,細(xì)化了第一稿的創(chuàng)新金字塔框架等。在國家戰(zhàn)略層面和制造業(yè)相關(guān)的優(yōu)先技術(shù)領(lǐng)域,除了清潔能源等在第一稿中已提出的技術(shù)領(lǐng)域以外,還重點(diǎn)提出了納米技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、空間技術(shù)、高效低成本醫(yī)療設(shè)備設(shè)計制造。
2015年,美國國家創(chuàng)新戰(zhàn)略收效顯著,2014年創(chuàng)造了 20世紀(jì) 90年代以來未有的就業(yè)增長。而國家創(chuàng)新戰(zhàn)略也在此形勢下日趨清晰和完善,從而形成美國國家創(chuàng)新戰(zhàn)略的終稿。
終稿的國家創(chuàng)新模型提出了 6個關(guān)鍵元素,對每個基本元素均詳細(xì)展開予以說明。新的模型著重提出了公有和私有兩個經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)新、創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)和先進(jìn)制造技術(shù)創(chuàng)新的國家戰(zhàn)略,而且給出了在制造業(yè)上三者結(jié)合的具體形式:國家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(NNMI),明確將 NNMI項(xiàng)目寫入國家創(chuàng)新戰(zhàn)略中。
基于國家創(chuàng)新戰(zhàn)略的指導(dǎo),2011年 6月美國總統(tǒng)科技顧問委員會(PCAST)發(fā)布的“Report to the President on Ensuring American Leadership in Advanced Manufacturing”(確保美國先進(jìn)制造的領(lǐng)先地位)報告(簡稱“確保報告”,在這個報告里 PCAST建議成立 AMP1.0)。該報告給出了先進(jìn)制造領(lǐng)域優(yōu)先支持的技術(shù)的評估標(biāo)準(zhǔn):
1. 就業(yè)和產(chǎn)出的潛在高回報;
2. 包括有先發(fā)優(yōu)勢在內(nèi)的可持續(xù)的競爭優(yōu)勢前景;
3. 盡管有足夠的私有投資,但為市場失誤所阻礙的技術(shù);
4. 基于PPP模式,工業(yè)界合作伙伴愿意進(jìn)行投資的技術(shù);
5. 基于PPP模式,包括足夠規(guī)模的工業(yè)伙伴、初創(chuàng)企業(yè)和小企業(yè)在內(nèi),愿意在商業(yè)化早期階段的基礎(chǔ)研究上,進(jìn)行一定程度投資的技術(shù);
6. 進(jìn)行的投資將有助于固化美國制造業(yè)實(shí)力的技術(shù),例如共享實(shí)驗(yàn)室、試驗(yàn)工廠、技術(shù)構(gòu)架、技術(shù)集群創(chuàng)建等;
7. 在產(chǎn)品質(zhì)量和性能上,提高現(xiàn)有企業(yè)、實(shí)業(yè)界國際競爭力的共享基礎(chǔ)平臺。
同時,報告還就這些評估標(biāo)準(zhǔn)給出了一些優(yōu)先技術(shù)領(lǐng)域的例子:
☆ 先進(jìn)機(jī)器人技術(shù) Advanced Robotics
☆納米電子技術(shù) Nanoelectronics
☆材料設(shè)計 Materials by Design
☆ 生物制造Biomanufacturing
2012年2月,美國國家科技委員會(NSTC)在《美國競爭重新授權(quán)法 2010》的指導(dǎo)下,制定了《先進(jìn)制造業(yè)的國家戰(zhàn)略》。該戰(zhàn)略力求實(shí)現(xiàn)5個目標(biāo):
1. 加速先進(jìn)制造技術(shù)的投資;
2. 增加先進(jìn)制造業(yè)所需技術(shù)工人供給量;
3. 創(chuàng)立并支持PPP模式的政學(xué)產(chǎn)在先進(jìn)制造領(lǐng)域的合作;
4. 優(yōu)化政府在先進(jìn)制造領(lǐng)域的投資;
5. 增加先進(jìn)制造領(lǐng)域研發(fā)的公有、私有投資。針對這5個目標(biāo),報告均制定了下一層的行動計劃,并給出了目標(biāo)的評估指標(biāo)。在第 4個目標(biāo)的說明部分,戰(zhàn)略規(guī)劃將政府優(yōu)先投資的先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域分為4大類,以優(yōu)化政府投資:
1. 先進(jìn)材料;
2. 生產(chǎn)技術(shù)平臺;
3. 先進(jìn)制造工藝;
4. 數(shù)據(jù)及設(shè)計基礎(chǔ)平臺。
AMP1.0的優(yōu)先技術(shù)是如何入選的?這是一個非常值得關(guān)注的話題。
2012年7月,AMP1.0發(fā)表了題為“Report to the President Capturing Adomestic Competitive Advantage in Advanced Manufacturing”(獲取制造業(yè)國內(nèi)競爭優(yōu)勢)報告(簡稱AMP1.0報告),提出以 3大支柱為基礎(chǔ)抓住先進(jìn)制造競爭力。AMP下屬有 5個工作小組,分別在技術(shù)發(fā)展、共享平臺、教育和勞動力、政策、外聯(lián)方面進(jìn)行基礎(chǔ)研究。
技術(shù)發(fā)展工作小組提供了關(guān)于先進(jìn)制造優(yōu)先技術(shù)的辨識研究,按照一套系統(tǒng)方法為 AMP建議了 11個優(yōu)先技術(shù)方向,作為將要陸續(xù)創(chuàng)建的 NNMI下的創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的技術(shù)聚焦領(lǐng)域。這些技術(shù)方向是:
△ 先進(jìn)傳感、測量及工藝流程控制
△ 先進(jìn)材料設(shè)計、合成和處理
△ 可視化,信息技術(shù)和數(shù)字制造
△ 可持續(xù)制造
△ 納米制造
△ 柔性電子設(shè)備制造
△ 生物制造及生物信息學(xué)
△ 增材制造
△ 先進(jìn)制造及測試設(shè)備
△ 工業(yè)機(jī)器人
△ 先進(jìn)成型及接合技術(shù)
識別優(yōu)先制造技術(shù)領(lǐng)域所需的數(shù)據(jù)主要來自:
☆ 調(diào)研統(tǒng)計
在工業(yè)界和學(xué)界的參與者中對未來的重要工業(yè)領(lǐng)域、關(guān)鍵技術(shù)、PPP模式的最佳實(shí)踐范例及模型進(jìn)行調(diào)研。
☆ 研討會
和工業(yè)界、學(xué)界參與者進(jìn)行研討,識別制造業(yè)競爭力所要求的優(yōu)先技術(shù)。
☆ 研究
研究和參考其他國家在識別和培育優(yōu)先制造技術(shù)的機(jī)制。
☆ 白皮書
指定專家組提供。
優(yōu)先制造技術(shù)領(lǐng)域的評估,則根據(jù)美國國家利益需要迫切度、國際市場需求、美國該項(xiàng)技術(shù)的競爭力,以及國際上該項(xiàng)技術(shù)的成熟度這四個方面的得分得出結(jié)果。
具體的評估步驟是
第 1步,由業(yè)界和學(xué)界的參與者進(jìn)行先期評估,初步識別出對于美國制造業(yè)在未來10年在經(jīng)濟(jì)和國家利益上具有最重大的影響力的技術(shù)。
第 2步,在第一步基礎(chǔ)上,更廣泛地讓大學(xué)成員(APLU)、業(yè)界成員(MAPI)和中小企業(yè)成員(NCMS)參與評估,搜集反饋。
第 3步,讓更廣泛的學(xué)界、業(yè)界成員參與對于第2步的結(jié)果評估,最終產(chǎn)生美國未來的先進(jìn)制造領(lǐng)域的優(yōu)先重點(diǎn)技術(shù)。
2014年10月,AMP2.0又發(fā)布了第 2份報告“Report to the President Accelerating U.S. Advanced Manufacturing”(促進(jìn)美國先進(jìn)制造業(yè))(簡稱AMP2.0報告)。報告就1.0報告中3大支柱如何進(jìn)行加速給出建議。
在優(yōu)先技術(shù)領(lǐng)域識別問題上,“加速”報告仍然是在調(diào)查問卷、小組會議、專家討論等集思廣益的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在1.0報告基礎(chǔ)上,挑選出急需加速進(jìn)行的技術(shù)領(lǐng)域。遴選的4個考慮因素是:
1. 工業(yè)和市場的拉動力;
2. 跨界綜合能力;
3. 國家安全、經(jīng)濟(jì)安全影響力;
4. 對于現(xiàn)有優(yōu)勢的杠桿效應(yīng)。
每個因素的分值從1到4,評估者分成4個小組,并有相同的權(quán)重,對1.0報告中11個制造業(yè)突破性領(lǐng)域(MTA)進(jìn)行打分評估。有 3個MTA被選為急需加速,它們是制造業(yè)先進(jìn)感知、控制與平臺(ASCPM)ASCPM;可視化、信息與數(shù)字化制造(VIDM);先進(jìn)材料制造(AMM)。AMP2.0附件1~10對于這3個MTA進(jìn)行了詳細(xì)分析,包括機(jī)遇、挑戰(zhàn)、差距等,并提出加速建議,最終融入“加速”報告,成為其中一個部分。
從2012年開始,牽頭機(jī)構(gòu)就在組織各方面專家進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的篩選,并不斷對外發(fā)布公告。在第一輪 3個階段的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域評估過程中,共有超過 1200個工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和獨(dú)立成員參加,最終確定了“突破性技術(shù)”所在的領(lǐng)域和方向。
2016年4月,美國國家科技委員會的先進(jìn)制造小組委員會(SAM)發(fā)布了“聯(lián)邦政府優(yōu)先技術(shù)領(lǐng)域概略”,結(jié)合現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢,提出了14個國家優(yōu)先的先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域,其中 5個重點(diǎn)潛力技術(shù)領(lǐng)域:先進(jìn)材料制造(如高性能合金、輕量材料的生產(chǎn)技術(shù)等)、面向先進(jìn)生物制造的工程生物學(xué)(如人工合成蛛絲制造)、可再生醫(yī)學(xué)的生物制造技術(shù)(如人體器官的活體 3D打?。?、先進(jìn)生物產(chǎn)品制造(如生物燃油、生物化工品等)、藥物連續(xù)制造等。
至此,水到渠成。且讓我們回顧一下制造業(yè)USA名下各創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的建立時間表。
2012年,America Makes增材制造;
2013年,DDIMI數(shù)字制造及設(shè)計,LIFT輕量材料;
2014年,Power America寬禁帶半導(dǎo)體;
2015年,IACMI復(fù)合材料,AIM集成光子制造,Next Flex柔性電子;
2016年,AFFOA先進(jìn)功能織物,Smart數(shù)字制造,RAPID化學(xué)流程能量集約化快速推進(jìn),NIIMBL生物制藥,ATB生物組織制造;
2017年,REMADE可回收可復(fù)用綠色制造,ARM機(jī)器人制造。
我們可以非常清晰地看到美國先進(jìn)制造優(yōu)先技術(shù)的決策機(jī)制的鮮明影響和一脈相承。
本著國家創(chuàng)新戰(zhàn)略的指導(dǎo)精神,2016年4月,美國國家科技委員會的先進(jìn)制造小組委員會(SAM)發(fā)布了“聯(lián)邦政府優(yōu)先技術(shù)領(lǐng)域概略”,結(jié)合現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢,提出了14個國家優(yōu)先的先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域,其中 5個重點(diǎn)潛力技術(shù)領(lǐng)域。
☆ 先進(jìn)材料制造(如高性能合金,輕量材料的生產(chǎn)技術(shù)等);
☆ 面向先進(jìn)生物制造的工程生物學(xué)(如人工合成蛛絲制造);
☆ 可再生醫(yī)學(xué)的生物制造技術(shù)(如人體器官的活體 3D打?。?/p>
☆ 先進(jìn)生物產(chǎn)品制造(如生物燃油、生物化工品等);
☆ 藥物連續(xù)制造。
另外9個已成立 NNMI創(chuàng)新中心的技術(shù)領(lǐng)域。
△ 增材制造;
△ 先進(jìn)復(fù)合材料;
△ 數(shù)字制造和設(shè)計;
△ 柔性混合電子;
△ 集成光子;
△ 輕金屬;
△ 智能制造;
△ 革命性的纖維和紡織品;
△ 寬禁帶半導(dǎo)體電子。
由2017年回望過去5年,14個重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域均為制造業(yè)USA成立的創(chuàng)新研究院所覆蓋。
制造業(yè)USA被期待能在美國創(chuàng)新研發(fā)與先進(jìn)制造中起到積極的橋梁作用。通過這一規(guī)劃,科研機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新技術(shù)可以通過企業(yè)轉(zhuǎn)化為先進(jìn)制造產(chǎn)品。此外,在聯(lián)邦政府資金的協(xié)助下,參與到制造業(yè)USA的企業(yè)也可以在相對較低的風(fēng)險下生產(chǎn)先進(jìn)制造產(chǎn)品,這使得企業(yè)可以最大限度地與各類創(chuàng)新機(jī)構(gòu)形成密切合作,了解未來制造業(yè)的發(fā)展方向,以及獲得產(chǎn)品開發(fā)、市場拓展和出口等方面的協(xié)助。
然而,實(shí)現(xiàn)制造業(yè)USA的目標(biāo)仍存有一些困難。雖然它借鑒了德國弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會的運(yùn)行模式,但二者也有十分不同的地方。例如制造業(yè)USA和其設(shè)立的創(chuàng)新研究院,許多相關(guān)負(fù)責(zé)人是兼職的。而德國弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會,作為歐洲最大的應(yīng)用技術(shù)研究協(xié)會,致力于為企業(yè)開發(fā)先進(jìn)的技術(shù)、產(chǎn)品和工藝,和其旗下的67家研究所均是以實(shí)體和正式編制的形式存在的。此外,和弗勞恩霍夫協(xié)會專注于解決技術(shù)問題不同,制造業(yè)USA還涉及國防安全、勞動力培訓(xùn)、出口、產(chǎn)品開發(fā)、重塑制造業(yè)聲望等內(nèi)容,這導(dǎo)致它的組織機(jī)構(gòu)臃腫龐大。IMI委員會中的人數(shù)眾多且背景各異,也會存在低效交流的可能性。
所以,制造業(yè)USA這種管理、運(yùn)營模式的發(fā)展效率還有待觀察。
除了管理之外,整個首批制造業(yè)USA計劃中,來自聯(lián)邦政府的資助僅為10億美元(不包括地方政府配套資金和企業(yè)投資等),分 5~7年內(nèi)完成投資。在此之后,各 IMI應(yīng)自負(fù)盈虧,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。實(shí)際上10億美元相比起美國其他創(chuàng)新計劃,投資不能算多。例如,國家納米材料計劃自2001年成立起共獲240億美元投資,2016年仍然獲得14億美元投資。先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)作為高投入、高門檻的行業(yè),而國會對制造業(yè)的投資缺口巨大,因此IMI欲實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,也是頗有難度的。
雖然美國的研究機(jī)構(gòu)有大量的創(chuàng)新成果,但在產(chǎn)業(yè)化上亦存有困難。聯(lián)邦政府的科研基金偏重于理論化和理想化的創(chuàng)新項(xiàng)目,對創(chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)難度往往不加以更多考慮。目前來看,已成立的14所創(chuàng)新研究院中,有為數(shù)不少的創(chuàng)新技術(shù)仍處在基礎(chǔ)研究階段,何時實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化尚不夠明朗。
另外就是勞動力大軍培養(yǎng)和就業(yè)問題。一方面美國工人在美國社會中屬于偏低收入人群,例如,多數(shù)一線工人工資周薪在 850美元左右,而白領(lǐng)勞動者的平均周薪在1560美元左右。低收入導(dǎo)致一部分從業(yè)者遠(yuǎn)離制造業(yè)一線,從而影響了制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)加速培養(yǎng)先進(jìn)制造業(yè)勞動力的目標(biāo)。而且其戰(zhàn)略報告中提出的“學(xué)徒制度”等對制造業(yè)技能人才的培養(yǎng),缺乏明晰、周密的計劃安排及相關(guān)薪酬政策。另一方面,美國制造業(yè)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的一個典型的特征是面向未來的制造,一般都是面向高技能人才,它對于普通藍(lán)領(lǐng)的勞動力吸收能力并不大,這也是美國制造創(chuàng)新需要面臨的一個現(xiàn)實(shí)問題。
美國計劃到 2025年要建立 45個 NNMI創(chuàng)新機(jī)構(gòu),而后續(xù)會在哪些突破性領(lǐng)域(MTA)確立創(chuàng)新機(jī)構(gòu),如何延續(xù)確定MTA系統(tǒng)框架,我們拭目以待。
美國國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)給予我們諸多啟發(fā)。最重要的一點(diǎn)是,政府如何利用有限的資金,調(diào)動龐大復(fù)雜的社會組織,尋求多方面的參與。在幾年時間里面,牽扯到幾十份報告、數(shù)十條議案和法案,在十幾個領(lǐng)域中尋找落地點(diǎn),動員上萬人,最終陸續(xù)確立了14個創(chuàng)新研究院。這是一個龐大的工程和層層擴(kuò)散的政府聯(lián)動效應(yīng)。美國國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是牽動美國“再工業(yè)化”戰(zhàn)略的重要發(fā)展計劃,其呈現(xiàn)的各種動態(tài)、發(fā)展趨勢和技術(shù)進(jìn)展,值得我們長期關(guān)注?!?/p>