重塑美國制造業(yè)

劉亞威

NNMI提交首份戰(zhàn)略規(guī)劃

2月19日，美國商務(wù)部、總統(tǒng)行政辦公室、國際科學與技術(shù)委員會、先進制造國家項目辦公室聯(lián)合向國會提交了首份國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI）年度報告和戰(zhàn)略規(guī)劃。

本次提交的年度報告和戰(zhàn)略規(guī)劃是為國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)計劃制定的第一份戰(zhàn)略規(guī)劃。它描述了NNMI計劃的愿景及其目標。戰(zhàn)略規(guī)劃確認了實現(xiàn)這些目標的手段，包括NNMI計劃的投資戰(zhàn)略、聯(lián)邦部門協(xié)同投資的機制、NNMI計劃的評價標準。國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的愿景是美國在全球先進制造領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)地位。在這個愿景下，一個由制造創(chuàng)新機構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)集合了美國工業(yè)界、學術(shù)界和政府的力量，以解決跨行業(yè)的制造挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)無法由單個行業(yè)獨自解決。

2011年6月，總統(tǒng)科技咨詢委在《確保美國先進制造的領(lǐng)先地位》報告中強調(diào)了美國制造業(yè)空心化造成的風險。2012年6月，先進制造伙伴關(guān)系（AMP）監(jiān)督委員會在《贏得美國先進制造競爭優(yōu)勢》報告中強調(diào)了問題的本質(zhì)：美國私有行業(yè)在將有前景的前期研究轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟、高績效的本土制造能力以及新產(chǎn)品上，面臨技術(shù)和財政上的局限。

2012年，美國政府建立了首個制造創(chuàng)新機構(gòu)，即美國國家增材制造創(chuàng)新中心。啟動首家制造創(chuàng)新機構(gòu)的經(jīng)驗使初始概念得以優(yōu)化。此外，公眾在區(qū)域研討會上以及對正式信息征詢書的響應(yīng)中提供了輸入。其結(jié)果就是2013年1月發(fā)布的《國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的初步設(shè)計》。

2014年10月，總統(tǒng)科技咨詢委在《加速美國先進制造》的報告中建議政府在先進制造促進工作上要整體參與并協(xié)調(diào)一致。

國會在2014年12月16日也做出響應(yīng)，《振興美國制造與創(chuàng)新法案》成為法律，國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI）正式成為法定計劃。該法案給予商務(wù)部建立和協(xié)調(diào)NNMI制造創(chuàng)新機構(gòu)的權(quán)利，以及與其使命受先進制造影響的聯(lián)邦部門協(xié)同的權(quán)利，比如國防部和能源部，以指導(dǎo)NNMI計劃的工作。

戰(zhàn)略規(guī)劃是對這項立法的響應(yīng)。這是一項跨部門的工作成果，旨在將立法內(nèi)容以及現(xiàn)有機構(gòu)的經(jīng)驗，提煉成為NNMI計劃持久的長期方向。

創(chuàng)新機構(gòu)是NNMI的支柱

NNMI計劃將使美國重建厚實的制造能力網(wǎng)絡(luò)。通過將大中小型制造商、學術(shù)界以及相應(yīng)的政府部門的力量集合在一起，美國將重新成為世界制造業(yè)領(lǐng)袖。屆時，美國不僅將增強工業(yè)競爭力，還將提升繁榮程度和國家安全。

戰(zhàn)略規(guī)劃的輸入來自國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)各個利益相關(guān)方的反饋與建議，它表達了國防部、能源部等計劃參與部門和波音、洛馬、GE等工業(yè)領(lǐng)袖對該計劃未來至少3年該如何發(fā)展的共識。戰(zhàn)略規(guī)劃識別了實現(xiàn)這些目標的方法手段，以及評價該計劃的標準。

NNMI計劃中的創(chuàng)新機構(gòu)是特定技術(shù)領(lǐng)域的制造技術(shù)開發(fā)和勞動力培訓機構(gòu)，專注于將有前景的前期研究轉(zhuǎn)變?yōu)槟鼙幻绹圃焐滩捎玫模玫津炞C的制造能力。同時，創(chuàng)新機構(gòu)還將向大中小制造商提供先進設(shè)施和設(shè)備的使用機會。目前，有9家制造創(chuàng)新機構(gòu)處于不同階段：7家已經(jīng)建立，一家即將宣布獲勝團隊，一家還處于建議書提交階段。這9家按建立順序是：

——“美國造”，即國家增材制造創(chuàng)新機構(gòu)，位于俄亥俄州楊斯頓，關(guān)注增材制造和3D打印技術(shù)。（2012年8月）

——數(shù)字制造與設(shè)計創(chuàng)新機構(gòu)，位于伊利諾伊州芝加哥，關(guān)注數(shù)字設(shè)計與制造的集成。（2014年2月）

——“明日輕質(zhì)創(chuàng)新”，即美國輕質(zhì)材料制造創(chuàng)新機構(gòu)，位于密歇根州的底特律，關(guān)注輕金屬制造技術(shù)。（2014年2月）

——“電力美國”，即下一代電力電子制造創(chuàng)新機構(gòu)，位于北卡羅來納羅利，關(guān)注基于寬能帶隙半導(dǎo)體的電子器件。（2014年2月）

——先進復(fù)合材料制造創(chuàng)新機構(gòu)，位于田納西州諾克斯維爾，關(guān)注先進纖維增強聚合物復(fù)合材料。（2015年6月）

——“AIM光子”，即美國集成光子制造創(chuàng)新機構(gòu)，位于紐約州羅徹斯特，關(guān)注集成光子電路制造。（2015年7月）

——“下一代柔性”，即柔性混合電子制造創(chuàng)新機構(gòu)，位于加利福尼亞州圣何塞，關(guān)注半導(dǎo)體與柔性電子器件的制造和集成。（2015年8月）

——革命性纖維與織物制造創(chuàng)新機構(gòu)。（預(yù)計2016財年）

——智能制造創(chuàng)新機構(gòu)，關(guān)注面向清潔能源制造的先進傳感器、控制、平臺和建模。（招標中）

2016財年總統(tǒng)預(yù)算申請了6家新機構(gòu)的資金，到2016年底，將有15家制造創(chuàng)新機構(gòu)。根據(jù)國會的撥款，這些新機構(gòu)將由商務(wù)部、農(nóng)業(yè)部和能源部提供資金。

自始至終，國家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)都由其公私成員以及在制造中存在利益的聯(lián)邦部門（包括國防部、能源部、商務(wù)部、教育部、農(nóng)業(yè)部、國家航空航天局、聯(lián)邦航空管理局、食品藥品局和國家科學基金）共同指導(dǎo)。

NNMI計劃的愿景是贏得美國在先進制造領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位。NNMI計劃的使命是連接人、想法與技術(shù)，以解決工業(yè)相關(guān)的先進制造挑戰(zhàn)，增強工業(yè)競爭力和促進經(jīng)濟增長，加強國家安全。

NNMI計劃設(shè)計成：

——為先進制造提供肥沃的創(chuàng)新環(huán)境；

——實現(xiàn)具變革性制造技術(shù)的大規(guī)模本土開發(fā)；

——促進先進制造技術(shù)的競爭前基礎(chǔ)設(shè)施的公私協(xié)同投資；

——加速先進制造技術(shù)的快速規(guī)模化和市場化；

——提供領(lǐng)導(dǎo)力和創(chuàng)造性解決方案，通過先進制造實體發(fā)展驅(qū)動創(chuàng)新所需的才能。

NNMI計劃的結(jié)構(gòu)是圍繞一個共識建立的，即早期基礎(chǔ)研究階段的投資雖然是重要的，但不足以確保先進技術(shù)平穩(wěn)地從發(fā)明前進到產(chǎn)品開發(fā)，或者最終面向在美國制造而實現(xiàn)規(guī)模化。NNMI計劃旨在促進穩(wěn)定和可持續(xù)的本土創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)建立，促進對具備技能勞動力的培訓，以加速有前景先進制造技術(shù)的開發(fā)、規(guī)模化和部署。

NNMI的戰(zhàn)略目標

NNMI計劃的目標可以概括為提升競爭力、促進技術(shù)轉(zhuǎn)化、加速制造勞動力、確保穩(wěn)定和可持續(xù)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，具體來說包括以下四點：

目標一是提升美國制造業(yè)的競爭力；目標二是促進創(chuàng)新技術(shù)向規(guī)模化、經(jīng)濟和高績效的本土制造能力轉(zhuǎn)移；目標三是加速先進制造勞動力的發(fā)展；目標四是支持幫助制造創(chuàng)新機構(gòu)穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式。

上述四個目標是彼此相關(guān)的戰(zhàn)略元素，支持制造創(chuàng)新，減少前期研究和最終在制造中的商業(yè)化部署之間的缺口。它們將促進制造創(chuàng)新成果的部署，使美國提升其本土制造能力，并且從基礎(chǔ)研究的聯(lián)邦和私有投資中捕捉經(jīng)濟和國家安全收益。

提升美國制造業(yè)的競爭力

目標一的意圖是通過培植美國在先進制造研究、創(chuàng)新和技術(shù)開發(fā)與部署中的領(lǐng)導(dǎo)地位，使美國生產(chǎn)的貨品增加，提升本土制造業(yè)的競爭力。實現(xiàn)這一首要目標將加強美國制造商在本土和全球市場銷售貨品的能力。美國成為經(jīng)濟領(lǐng)袖，必須從多方面的途徑提升競爭力。

為提升美國制造業(yè)的競爭力，NNMI計劃必須通過鼓勵公、私及學術(shù)界共同做出貢獻，促進使能技術(shù)、生產(chǎn)材料、工藝、信息和產(chǎn)品的提升，以及勞動力教育能力的發(fā)展。制造創(chuàng)新機構(gòu)在最初5年內(nèi)通過聯(lián)邦合作協(xié)議運行，架起制造成熟度等級（MRL）4級到7級的橋梁。由于將已驗證技術(shù)成功商業(yè)化存在技術(shù)和財務(wù)上的困難，機構(gòu)面向工業(yè)界提供一個推進開發(fā)步伐所必需的機制，以從前期研究中受益。

——子目標1：支持更多美國本土制造產(chǎn)品的生產(chǎn)；

——子目標2：培植美國在先進制造研究、創(chuàng)新與技術(shù)上的領(lǐng)導(dǎo)地位。

促進創(chuàng)新技術(shù)向規(guī)模化、經(jīng)濟和高績效的本土制造能力轉(zhuǎn)移

為填補有前景的新興技術(shù)與這些技術(shù)在規(guī)模化、經(jīng)濟和高績效制造中部署之間的空白，NNMI計劃必須使本土制造商克服技術(shù)和經(jīng)濟上的障礙。該目標總體意圖是，通過建立包含充足資源和聚焦工業(yè)市場的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，減少對創(chuàng)新成果發(fā)展的阻礙。

制造創(chuàng)新機構(gòu)將幫助工業(yè)界克服先進制造技術(shù)的復(fù)雜性所造成的障礙。這種復(fù)雜性所關(guān)聯(lián)的風險導(dǎo)致市場上的失敗，使有前景的技術(shù)不能由美國制造商規(guī)模化，成為產(chǎn)品和服務(wù)。比如，中小企業(yè)通常沒有追求創(chuàng)新技術(shù)規(guī)模化的資本、人員或時間，而大型制造商是回避風險的。此外，一家機構(gòu)內(nèi)開發(fā)的制造技術(shù)可通過網(wǎng)絡(luò)部署到更廣泛的美國工業(yè)界中去。新開發(fā)制造能力這種“1到N”的擴大是擁有由相連機構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)的一個關(guān)鍵收益。

——子目標1：讓美國制造商能夠使用已驗證的制造能力和資本密集型基礎(chǔ)設(shè)施；

——子目標2：促進用于解決先進制造挑戰(zhàn)的最佳實踐的共享與書面化；

——子目標3：促進支持美國先進制造業(yè)的標準與服務(wù)的發(fā)展。

加速先進制造勞動力的發(fā)展

一個健康的制造業(yè)環(huán)境包括勞動力發(fā)展、提升的工作機會以及使美國工人工資增加的經(jīng)濟機遇。這一目標確定了NNMI計劃將如何加速發(fā)展先進制造勞動力，包括技師、高技能生產(chǎn)工人、制造工程師、科學家和實驗室人員。

——子目標1：為科學、技術(shù)、工程和數(shù)學相關(guān)的工作培養(yǎng)未來工作者；

——子目標2：支持、擴展和交流相關(guān)的中等和高等教育路徑，包括資格鑒定與認證；

——子目標3：支持州立、地方教育和培訓的課程體系與先進制造的技能組合要求進行協(xié)調(diào)；

——子目標4：培養(yǎng)先進知識工作者：研究人員和工程師；

——子目標5：確認下一代工作者所需的能力。

支持幫助制造創(chuàng)新機構(gòu)穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)模式

為最好地支持一個可生存、可持續(xù)的美國創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，每家機構(gòu)都必須制定一個可持續(xù)的業(yè)務(wù)模式，向其成員帶來實際效益。一家機構(gòu)必須從其成員及其它渠道獲取充足的支持，以獨立于初期的聯(lián)邦支持而存在，也就是說要形成一個由客戶以及專注于機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域的和工業(yè)界、學術(shù)界和政府合作伙伴所組成的健康的生態(tài)系統(tǒng)。機構(gòu)共同努力追求這一目標，才能夠建立一個穩(wěn)定和可持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，使國家層面廣泛受益。

每家機構(gòu)及其牽頭出資部門共同建立和監(jiān)測機構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展。牽頭部門的資金支持5～7年的新機構(gòu)組建與初期運行階段。在這個時期內(nèi)，機構(gòu)進行競爭前的應(yīng)用研究，以提升與機構(gòu)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的制造工藝和系統(tǒng)，并向建立制造創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)努力。