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先进制造为何重要?看懂美国制造创新网络就知道了

来源:知识自动化2021.09.24阅读 567

  制造业的相对萎缩是每一个发达工业国家共有的现象,是农业经济向工业经济、工业经济向服务经济类型转化的必然,而且在将来美国也无意与一些低劳动力成本、低附加值工业产品的国家竞争。即使如此,在先进制造领域,在由基础科技研发驱动的制造工艺及产品领域,美国仍然需要努力振兴及维持自己的领导地位。
  先进制造业带来高质量、高回报的就业机会
  基于包括先进材料、高精度机床在内的先进制造业可以为美国工人带来高质量、高回报的工作机会。
  例如,高技术产业工人的小时工资比普通产业工人高50%~100%。如AK钢铁公司,在整体经济下滑的情况下,仍然可以维持雇佣1 300余工人生产定制化的电子工业钢铁用件,供应本国及出口市场;通用电气公司在制造高能效的洗衣机、烘干机、环保涂层产品、荧光灯、钠电池、喷气发动机等领域在国内增加了4 000多个就业岗位,依靠先进机床加工技术、技能工人、复合材料、税收优惠、自动化等措施,在外包潮流中实现了这种逆向的流动;Farouk系统公司、年产值10亿美元的手持电器生产商和艾默生,将其在亚洲的生产厂转回国内以改善质量控制,更贴近客户需求,同时依靠自动化技术、更短的供应链来改善成本竞争力。
  研究显示,在新英格兰地区的先进制造领域,每年有7 500~8 500个平均年薪80 000美元的产业工人工作岗位由于一些困难的阻碍而丧失掉,这些阻碍包括税收激励的缺乏、行业与公司和政府缺乏合作、受训技能工人的缺乏等。另一项研究表明,在密歇根州,尽管总体来说,该州就业岗位在持续减少控制工程网版权所有,但高技术岗位流失的速度明显小于传统制造业岗位。
  制造业基础是维持可持续性创新的关键
  一个坚实的制造业基础对于开发和采纳新技术是至关重要的,可以维持创新的可持续性。
  美国制造业企业提供了美国70%的研发资助资金,雇佣了63%的国内科学家和工程师。技术和创新常常是跟着生产活动走的,当生产移向海外,知识和技术也不可避免地跟随着转移出去,那些承担了产能的国家,慢慢掌握了知识和技术,又拥有全球供应链的助力,在其研发力量的基础上,跨越式发展下一代新技术,再依托供应链优势,迅速抢占新市场份额。据《哈佛商业周刊》研究,这就是美国在高能效车辆的先进电池技术上落后的原因。相似的还有在硅材料加工、薄镀膜技术等领域。韩国、中国和日本在这些原来从美国转移进来的技术上持续发展,这帮助了它们确立在太阳能面板创新和制造的领导地位。目前,由于美国国内这些技术的供应链基础设施的缺乏,美国已经不是这个领域的主要竞争对手了。地理上相互靠近对于培育创新也是非常重要的。从研发到生产再到给客户送货,如果都在同一个地理区域内,将有助于提高新技术开发、商业创新的知识转移效率。从历史上来看,设计和生产在同一地理区域是重要的。设计和生产相互之间的及时反馈可以使得产品原型迅速开发、测试和扩大生产。而且,在这样的环境下,工程师和产业工人之间的交流也可以得到加强。在科学为基础的现代工业中,创新是需要跨专业、跨领域、交叉学科、广泛的技能通力交流合作的。尽管现在有信息技术的帮助,但是地理位置上相互靠近将在很大程度上促进知识的交流,美国硅谷就是一个很好的例子。
  本国的先进制造能力对国家安全至关重要
  尽管美国国家安全得益于许多在海外生产的产品,但是,供应链的全球化无疑会给国家安全带来风险,就是一旦发生意外,从原材料到高科技部件是否能及时供应。先进制造技术对于国防和国家安全是至关重要的,2006年美国国家安全委员会的一项研究给出一个有用的视角:在未来军事冲突发生的时候控制工程网版权所有,外国会拒绝提供某些必要的军事材料,而自己生产这些材料的工业基础又需要相当长的时间才能重建。研究提出,信息技术工业、纳米技术、生物技术有必要从战略上始终维持活力。先进制造业的产能也是该研究指出的,即需要持续保有的一种关键战略能力。而且,先进制造业和众多小公司的创新想法是密不可分的。有众多先进制造能力的小公司能极大地扩展国防部选择承包商的范围,获得有竞争力的产品和价格。例如,美国国防部实施的制造技术(Mantech)计划,每年大约向制造业基础研发投资7亿美元,而在国防部给国会的报告中则声称,大约能带来60亿美元的成本节约。
  对美国而言,制造业的就业、贸易逆差、全球化、本土化都是长期值得关注的话题,许多国内的舆论纷争都由此而起,这些激烈的辩论也影响着美国国家制造政策的制定
  国家制造创新网络的诞生
  2007—2008年,美国发生了次贷危机,接着引发全球金融风暴,带来全球性的经济衰退,美国的制造业也深陷旋涡之中。
  当时,本人正身处底特律,见证了经济衰退、汽车制造业被困的惨况。人们对底特律重新喊出了早在1973年在西雅图失业潮中喊出的绝望呻吟:"最后一个离开底特律的人请关灯"。失业的人群流浪在底特律八英里路以南,底特律市中心延绵数英里都是废弃的高楼和民宅,充斥着满目的涂鸦,犯罪率日增,警察渎职。底特律以北50英里的城市Flint是大量汽车工业中小供应商的聚集地,更是受汽车工业困境波及的重灾区,加油站关闭,房屋废弃,工厂停工。当时朋友们一起聊天曾说,”这就是一幅核战争后的画面,如果拍电影控制工程网版权所有,都不用布景”。
  重振国家的经济基础,投资和创新是两大手段。2009年年初时任美国总统针对经济大衰退所提出的总额7 870亿美元的美国经济刺激方案,由2 860亿美元的个人和企业减税措施以及5千多亿美元的政府开支计划组成。这就是《2009年美国复苏与再投资法案》,其要点就是减税、基础设施及公共投资、环境和能源安全投资、低收入人群福利,其中包括后来提出的1 200亿美元的基建计划和科研投资、145亿美元的环境投资(包括能源研究中心、国防设施能源效益设施投资)等数个计划。这些项目都和后来提出的先进制造业战略、举措及国家制造创新网络(NNMI)的建立与运作密不可分。
  作为经济危机的应对措施的效果之一,2008—2010年美国制造业开始反弹。截至2010年1月,美国制造业增加了近50万个职位。与此同时,制造业本身也在经历一些转型变化,例如,新的制造技术和生产方式的出现,包括数字技术、生物技术、纳米技术革新、增材制造等。
  与此同时,美国总统行政办公室下属的经济委员会和科技政策办公室迅速行动,联合更新发布了《国家创新战略2009》,随着《国家创新战略2009》的步伐,同年《重振美国制造业框架》报告被提出。框架主要讨论了重振美国制造业方面政府应该的作为。随后两年修订发布了《国家创新战略2011》,并在2015年最终发布了《国家创新战略》终稿。这些创新战略的目的基本都是确保可持续增长和高质量就业,催化国家优先级技术的突破,以及建设一个拥抱创新的政府。
  经过几年的不断深化与讨论,2011年6月总统科技顾问委员会(PCAST)提出《确保美国在先进制造业的领导地位》报告CONTROL ENGINEERING China版权所有,主要讨论了美国在全球制造业领导角色的削弱和确保美国全球制造业领导地位的创新政策、途径及行动建议。根据此次PCAST明确而鲜明的建议,总统宣布成立“先进制造伙伴”计划(AMP),其最主要任务就是识别工业界、学术界和政府之间的合作机会,促进政府激活美国先进制造业潜力。
  为了更好地贯彻AMP的“政、企、学”合作意图,由国家科技委员会倡议,2011年12月快速成立了先进制造国家项目办公室(AMNPO),直接汇报给总统行政办公室。而在NNMI成立之后,AMNPO顺理成章成为NNMI项目的管理办公室,并设立在商务部国家标准技术研究院下面,通过召集一系列AMP的公私合作伙伴计划,创造一个一体的倡导先进制造的“大政府”,为政府相关部门间持续的合作和信息分享提供便利,从而协调和实施先进制造伙伴关系的产出成果。
  2012年,在PCAST致总统的报告和美国竞争法102条款的精神指导下,国家科技委员会发布了《国家先进制造业战略计划》。该战略计划指出,美国在基础技术研发方面进行了大量投入,但是这些投入并没有获得相称的产业和商业利益,这是因为在国家基础研发活动和生产技术创新及应用之间存在鸿沟。
  2012年3月,国家制造创新网络(NNMI)设想开始被提及CONTROL ENGINEERING China版权所有,在部分地区针对NNMI的意见征集活动、组织运行模式举办了广泛参与的座谈会进行探讨。
  2012年6月,美国国家研究委员会下属的科学、技术与经济政策委员会发表了《迎接挑战:美国对于全球经济的创新政策》报告。报告汇集了该委员会的一个研究项目——“比较国家创新政策:21世纪的最佳实践”的成果,认为美国应当更新其“国家创新支柱”投资战略,更多了解其他国家为扶持本国经济所采取的措施,更加努力地获取创新投资成果,也就是为高技术事业发展和提供高质量职位创造有利环境。
  至此,顶层的战略设计和相关立法依据基本完成。针对美国竞争力、创新及经济基础的根本——制造业,一系列相关报告、战略、计划、举措陆续出台。
  2012年7月,先进制造伙伴(AMP)关系工作组在致总统的报告《抓住国内先进制造业的有利先机》(称为AMP1.0报告)发布,这是AMP成立一年来的工作总结。在这份报告中,国家制造创新网络(NNMI)的设想被正式提出。同样马不停蹄的是实战操作。就在这份报告出台仅仅一个月,第一个增材制造创新研究院作为NNMI的试验性创新研究院正式成立。与后来者有所不同,历史条件决定它是一个预先选定技术主题,并由国防部依赖现有拨款组建的创新研究院,主要目的是试验NNMI创新模式。此后几年中,美国政府不断出台对NNMI的构想、征询意见,同时也陆续建立不同的创新研究院,直到2017年1月,第14个也就是能源部资助的,材料生产能源消耗及排放降低创新研究院(REMADE)成立。
  国家制造创新网络(NNMI),后来该组织更名为“制造业USA”(Manufacturing USA),对先进制造业的扶植和促进是美国的国家战略目标。
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