解析美國制造業創新

《先進制造：美國的新創新政策》（Advanced Manufacturing：The New Innovation Policies）是麻省理工學院華盛頓辦公室前任主任威廉姆·邦維利安等人的新著。該書回顧了美國制造業創新的歷史，并包含了大量美國發展先進制造的案例，涉及美國先進制造創新研究所模式、初創公司在規模擴張期所遇到的制造方面問題的解決方案等。本刊經過授權，摘選了該書的部分內容，旨在激發讀者對于中國發展先進制造業的思考。

日本制造業的崛起

我們首先必須了解的是，20世紀七八十年代日本的質量制造模式（quality manufacturing model）及其伴隨的技術和工藝流程進步對美國制造產生了深刻挑戰，嚴重擾亂了美國的生產實踐。日本在20世紀70年代和80年代并沒有和美國一樣產生創新體系與生產的脫節。在戰后的再工業化時期，日本在生產方面進行了重大創新，將制造業作為將其帶入國際技術和經濟競爭力前沿的一種手段。這種做法并不新鮮： 19世紀美國在走向工業和經濟霸權之路上與英國競爭時采用了同樣方法。

新的質量-價格權衡

在追求大規模生產模式時，美國制定了“質量-價格權衡”方法。這是一種統計上的質量控制，即根據生產成本的考量找到一種可以接受的質量水平。然后在生產線末端應用這些統計量： 質量檢驗員將一定比例的產品淘汰出去以符合這些統計要求。質量控制在這里意味著確保每個單位產品質量均等。重要的是保持生產線的運行，以持續維持大規模生產效率并將質量視為最終步驟。沒有工人可以停止生產線。

在日本，由于受到愛德華茲·戴明（Edwards Demming）思想的影響，豐田等公司終結了這種質量-價格權衡。新采用的方法是在生產過程的每一步都建立質量標準，而不再將其視為一種統計上的事后處理辦法。任何工人都可以停下生產線來確保每個生產步驟上的質量。這被稱為“全面質量控制”，并通過“全面質量管理”得以實施。這種方法預見到了客戶將為質量支付更高的價格以獲得更可靠和耐久的產品，并會成為持久客戶。反過來，更高質量實際上也可以作為一種低價策略。其方法是將舊的質量-價格權衡從平均質量和低價格轉變為高質量，高質量不僅能補償高價格，還能通過在每一生產步驟上實施嚴格的系統質量性能改進，最終實現低價格。這不是日本唯一的進步，它還結合了一系列其他重要步驟： 質量小組（協作解決質量問題的員工團隊）、即時庫存（通過只接受用于實際生產需要的供應和貨物的方法，提高效率和降低成本風險，削減現場庫存）和供應鏈整合（為了提高生產效率，供應商和生產商之間保持緊密的安排和協調，而不是與供應商保持距離）。日本企業了解生產現場的重要性，工程師們會在工廠而不是在另外的產品設計室開展工作，這樣，產品設計就更加充分地整合了生產設計。

并行工程設計

這種整合生產方法是被稱為“并行工程設計”的重要成分。時間是一項生產成本，因此消除時間延遲就成為關鍵。

并行工程設計意味著對生產、軟件和市場以及工程方面的產品設計諸多參與者進行同步協調，使用一個整合設計團隊來構建一個新的并行設計管理系統，以更好地解決設計、生產、銷售和產品生命周期要素的混合。這種新的基于質量的制造范式使日本企業在汽車和消費電子領域走向優勢地位，把美國企業甩在后面疲于追趕。美國企業用一套精密的新生產技術、新流程和新商業模式混合體對其進行匹配和探索，才最終理解了日本企業做到了什么。3在理解了這些進步是如何被實現之后，美國公司復制了這個模式，并用他們自己的對等有效范式“六西格瑪”和“精益生產”。

這其中有一個重要的教訓： 經濟創新浪潮可能源于制造技術和流程的突破。日本的生產質量革命相當于一個創新浪潮，席卷了20世紀80年代大部分關鍵經濟部門，尤其是汽車和消費電子產品領域。美國曾經在19世紀采用過這種方法，但到20世紀中后期在美國卻難覓其蹤跡，這使美國在經濟動蕩中付出了巨大的代價。

不同的勞動模式

日本也制定了一個不同的勞動力-雇傭權衡模式，但美國公司并沒有效仿這一步。盡管在隨后的國際競爭壓力下這種勞動模式有所松動，但日本仍將勞動力雇傭作為終身保障，這使勞動力成本成為企業的固定成本。作為對這種雇傭保障的回報，員工（以及工會）容許企業在管理的諸多方面具有很大的彈性，如工作內容定義、勞動規則更改，以及生產效率和生產率提高技術的引入等。因此日本的企業員工是持合作態度的。美國制造企業采用了相反的方式，即： 勞動力被視為可變成本，雇主通過控制雇傭水平，使用裁員和解雇來適應商業周期的變化。作為回應，美國企業員工（特別是加入工會的員工）要求控制勞動規則的改變和生產率的增加，來“保護”員工免受工作多變和效率引入的影響。因此美國企業的員工是持敵對態度的。日本企業通過固定勞動力成本來確保雇傭，能夠系統地提高生產率;大型美國公司通過招聘和解雇的手段把勞動力作為可變成本，就必須為提高生產率而戰斗。

產業政策的作用

整個20世紀80年代，美國產業界在疲于學習和追趕之時，還不得不角力日本的“產業政策”模式。被視為政府干預支持模式標志的日本通產省的角色是協調產業和技術政策。相比之下，美國政府在制造業中扮演更加自由放任的不干預主義角色。日本的“企業集團”（keiretsu）模式將生產、資本、貿易和供應商企業整合到一個所有權交叉的連鎖網絡中，并圍繞一系列產業部門的領先企業組織起來。這令美國公司感到畏懼，因為在美國，這類集團由于反托拉斯法的存在而無法生存。“企業集團”是第二次世界大戰之前的“財閥集團”——財閥家族控制集團——的繼承者，“財閥集團”的企業整合度比“企業集團”的更高。在冷戰剛開始之前，美國占領力量只是部分解散拆分了這種財閥集團。為了提速日本經濟，企業集團成為日本戰后快速再工業化的一種工具。企業集團是由股東控制而非家族控制，但是用較為松散的聯系將之前的財閥集團的精髓包含進來。對于企業集團，通產省在產業（而非研究型大學）研發、技術目標和戰略，以及貿易管制和進口限制方面，給予了重要的政府支持。日本央行使用貨幣管制保持日元價值低于美元，以確保制造業產品的貿易競爭優勢。這種產業政策組合加上新型的質量生產模式，展現出了所向披靡的戰斗力。

美國的回應

美國是如何擺脫這個夾擊的？為什么日本快速增長的GDP并沒有持續下去，繼而超過美國呢？在20世紀80年代，隨著美國產業界和政策決策者認識到日本圍繞生產質量推出了一種以創新為導向的新型制造體系，美國政治體系被迫作出反應。如前所述，日本的質量革命建立在生產技術的新精度基礎之上，與新的生產流程和新型商業模式緊密聯系。美國工業用了很長時間理解日本的創新并試圖努力追趕，在此期間，美國失去了汽車和消費電子兩大領域的創新領導力。正如肯特·休斯（Kent Hughes）所描述的那樣，美國政治體系受到了焦慮和挫折的影響，尤其是在受日本新的高質量制造體系重創的中西部產業區——“銹帶”這個詞就來源于此。這引起了政界的強力不滿。

由于日本的挑戰，羅納德·里根總統任命了來自惠普（Hewlett Packard）的首席執行官約翰·楊（John Young）領導產業競爭委員會，即“楊氏委員會”（Young Commission）。楊氏委員會主張增加研發和新型公私合營伙伴關系，以加快技術進步。委員會在1984年提出的建議在很大程度上被共和黨政府忽視，但是其中的一些想法在國會1988年的綜合性對外貿易和競爭法案中被提出。包括參議員加里·哈特（Gary Hart）和埃爾·戈爾（Al Gore）在內的一些“雅達利民主黨人”（Atari Democrats）開始關注朝陽產業增長的重要性。民主黨眾議院核心會議對這個“未來”觀點的采納，直接導致了1988法案和其他的法案。這包括努力使基礎研究更貼近市場，在美國半導體材料技術聯合開發計劃下成立的半導體材料技術聯盟便是成果之一，它為美國半導體設備生產帶來了重大進步。

日本企業為獲得芯片生產（特別是存儲芯片）彼此努力協作。通過更高質量和更高效的生產，日本企業在里根政府視為關鍵的國防技術領域走在了前列。作為回應，羅伯特·諾伊斯領導的半導體產業于1987年組織了一個協作性公私合作伙伴關系，以大幅提高半導體制造質量和性能。美國國防高級研究計劃局合作發起與資助了半導體制造技術聯盟項目，五年資助額達50億美元。半導體設備制造商的關鍵制造改進以及微芯片的出現，恢復了美國在半導行業的領先地位。半導體制造技術聯盟是一個重要的行業合作伙伴關系，但在1996年，政府退出了資助，半導體制造技術聯盟的角色轉變為一種行業領導者、一個資助團體，以及一個全球性聯盟。半導體制造技術聯盟是國防支持轉型性生產改進的經典范例，并創建了一個對以后發展有巨大影響的合作伙伴關系模型。從政策角度來看，圍繞制造業技術和流程創新，組織創建一個大型全行業協作模式可能比實際支持更為重要。

半導體制造技術聯盟是先進制造業的標志性模型。在組建之初，它是一個由大大小小公司組成的聯盟，包括半導體制造商和半導體設備設計者，旨在組織起來應對影響行業未來的重大技術挑戰——開發更高質量的芯片以滿足無情的摩爾定律，以更低的成本實現更強的功能。它與先進的技術機構美國國防高級研究計劃局結盟，共同開展這項工作，并且整合了大學研究專家的工作。因此，這是一種圍繞技術挑戰組織起來的、成本共享的產業-政府-大學聯盟合作模式。它的關注點是生產技術和流程，這些對于經濟復蘇和產業轉型起到了關鍵作用。

半導體制造技術聯盟展示了一個重要的跨行業-大學-政府的制造創新組織模式，可應對復雜的、基于生產的挑戰，強化各自的優勢。這是一個跨大中小型企業、政府和大學研究的公私合作項目，大家分攤成本并組織起來應對主要生產技術挑戰，迅速擴大整個行業規模。將協作模型與挑戰模型結合起來，可以滿足先進制造需求。這也是面對國外競爭時避免國內產業不必要損失的模式。

半導體制造技術聯盟，是用一個創新組織方案來解決一系列重要制造問題的典型范例。對于新一代先進制造研究所來說，半導體制造技術聯盟顯然是一個先驅。有趣的是，盡管半導體制造技術聯盟取得了成功而且明顯具有重要意義，國防部卻放棄了該模式近20年，直到最近，才通過制造研究所重拾這個模式。

在追趕日本的生產進步的過程中，美國在20世紀80年代推出了一系列新的聯邦項目，對其長期重視的基礎研究進行補充：

《拜杜法案》（Bayh Dole Act）： 于1980年通過的《拜杜法案》，是新一代競爭力法案中的第一個。在歷史上，聯邦政府擁有聯邦所資助研究的成果權。由于聯邦政府沒有對這些技術成果予以推廣實施，這些知識產權一直束之高閣?！栋荻欧ò浮穼⒙摪钫Y助的研究成果所有權返還給研究出這些技術成果的大學，支持了大學把這些技術成果商業化，同時也激勵了大學研究人員的創業。

制造業擴展伙伴關系（Manufacturing Extension Partnership， MEP）項目： 基于長期的美國農業擴展計劃的成功，制造業擴展伙伴關系項目于1988年獲得批準。由于小型制造企業日益主導美國制造業，因此制造業擴展伙伴關系項目旨在將最新的制造技術和流程介紹給全國各地的小型制造商，并就制造業發展的最新成果向他們提供建議，以促進生產率的提高。制造業擴展伙伴關系項目在全美的每個州都設立了分支中心，由各州分攤費用，由商務部總部的人員提供支持，負責項目評估，同時將最佳的實施案例傳遞給分支中心。

小企業創新研究項目（Small Business Innovation Research， SBIR）： 目的是為小型創業公司提供富有競爭力的研發資金補貼，由11個最大的聯邦研發機構對其進行管理。這些資金旨在確保高科技創新小型企業成為聯邦政府研發工作的一部分。

先進技術項目（Advanced Technology Program， ATP）： 于1988年由商務部的國家標準與技術研究院（NIST）設立，旨在資助由行業承擔的高風險、高回報的一系列寬范圍的研發。雖然先進技術項目成功地培育了新技術的后期開發項目，但國會在20世紀的頭10年逐漸取消了該項目，并將其視為過度干預的聯邦“產業政策”。