甄炳禧：智能制造与国家创新体系――美国发展先进制造业的举措及启示

以金融危机为契机，奥巴马政府提出了“再工业化”和“重振美国制造业”战略，采取促进先进制造业发展的重大政策举措，特别是整合政府、企业、高校及其他社会资源，构建全国制造业创新研究网络等，不仅有利于促进美国制造业的复兴，也有助于巩固和加强美国制造业强国的地位。充分吸收借鉴美国发展先进制造业的做法，对我国实现“中国制造业2025”战略目标也将有一定裨益。

美国发展先进制造业的战略意义
先进制造业生产活动主要包括：一是使用和协调信息、自动化、计算、软件、传感和互联网；二是使用尖端的材料与来自物理和生物科学的新技术，如纳米技术等。换言之，先进制造业是用上述两种新的先进技术方法制造现有的产品，特别是制造新产品。①先进制造业为振兴美国制造业领导地位铺路，并能够最好地提高整体经济生产率和支持知识生产和创新。
在美国，重振制造业并非新鲜事，历届政府均高度重视制造业的发展趋势，决不听任其逐渐衰落下去，这是因为制造业对美国经济发展、科技创新、出口扩大、节能环保及国家安全至关重要。
第一，制造业是美国经济的关键部门之一。2013年制造业的附加值为2.1万亿美元，虽然仅占GDP的12.5%，但“大可敌国”，在全球十大经济体中排名第九位，高于排在第十位的意大利的GDP总值。同时，制造业活动与经济增长的关系密切，因为制造业是结合与处理原材料和服务以生产商品的供应链的支点，不仅创造1220万个制造业就业岗位，而且直接或间接支持560万个服务部门岗位。②从长期来看，美国制造业对总产出增长的贡献一直稳定。例如，按2005年的美元衡量，制造业近年在美国产出的比重约与1947年时相差无几。③另外，制造业是最有活力的部门之一，其生产率增长相当于所有部门生产率增长的两倍。
第二，制造业持续提供高薪岗位。在2008～2010年间，制造业平均周薪为943.06美元，比非制造业平均工资786.40美元高出19.9%。④2010～2014年，制造业工资增长4.8%，相当于2000～2010年增长率的3倍，而其他部门的工资增长基本处于停滞状态。薪酬最高的制造行业要么是拥有尖端技术的行业（航空航天、计算机和电子产业等），要么是资本非常密集的行业（石油精炼、烟草业），要么两者兼而有之（医药业）。制造业不仅支付高薪，而且它比非制造行业更有可能提供雇员福利。在制造业占所有岗位的65%的商品生产行业中，工人更有可能比总体上的私营部门工人参与某些最常见的雇员福利，其中包括规定福利和规定缴纳的退休金计划、带薪假日、人寿保险、医疗保险和带薪休假。
第三，制造业在美国国家创新体系的建设中发挥着非常关键的作用。制造业是美国创新的主力和来源之一，虽然它只占GDP的12%左右，但制造企业占美国国内公司研发开支的68%，执行国内产业研发的70％，并雇用60％产业的科学家和工程师，占国内企业专利发明的70%。各占美国国内公司研发至少5%的制造行业是药品（占18%）、交通设备、电信设备和半导体。迅速发展的高科技服务行业从制造企业获得多数技术。因此，制造业在美国经济的创新基础方面发挥核心作用。
第四，制造业为减少美国贸易逆差作出重大贡献。制造业是美国出口的主要产业，制成品出口占美国总出口接近70%。长期以来，美国在制造业领域一直处于贸易逆差。加强美国制造业对减少总体贸易逆差非常重要，因为它占美国所有贸易的65%（进出口相加）。⑤另外，先前外包的一些生产回到美国，也被称为“回迁”或“内包”（re-shoring），是减少贸易逆差的另一条途径。据估计，2010～2014年，美国出口年均增长达7.7%，高于此前10年的4.5%。
第五，制造业对环境可持续发展的贡献巨大。制造业对美国的“绿色经济”――有利于环境保护的物品或服务的生产――作出了巨大的贡献，远远大于它在国民经济中的地位。根据布鲁金斯学会最近的一次估算，绿色经济对制造业的依赖程度比总体经济大3倍有余。在绿色经济的270万个工作岗位中，26%属于制造业，而制造业占美国就业岗位总数仅9%。制造业的这种巨大作用有助于解释为什么绿色经济的工作对2009年出口的平均贡献为20129美元，达到美国就业岗位平均出口强度的2倍。⑥对绿色经济至关重要的许多科学技术和产品与制造业的关系十分密切。在电动车技术、节水产品、绿色化工产品、节能家用电器、可持续发展的林业产品、照明、含再生材料的产品、节能消费产品的所有岗位中，至少有90%为制造业。太阳能光伏发电、太阳热能和风能的所有工作岗位超过三分之二由制造业提供。⑦除了节能的家用电器，节能的隔热以及采暖、通风和空调系统全都是工业品，在为建筑物更加节能而翻修的过程中大量使用。
第六，制造业是美国国防建设的重要参与者与贡献者。制造业部门为美国研发和生产武器、军用飞机、军用汽车、舰艇及其他军需设备，关乎美国国家安全和重大战略利益。因此，美国许多大型企业，如洛特希德马丁、波音、通用动力、IBM等赫赫有名的大公司，每年都会得到美国国防部及下属部门的大笔军事装备及军需品的生产订单，而来自一些名不见经传的中小企业的新技术和新产品发明，也会得到美国军工部门的支持和采购。

美国政府促进先进制造业发展的重大举措
奥巴马政府为实施“重振美国工业”战略，并非简单地恢复美国传统制造业增长势头，而是重点培育发展高端先进制造业新增长点，以抢占新一轮科技发展的制高点。为此出台了一系列举措，特别是整合政府、学术界和企业界的资源，构建全国先进制造业创新网络，以“确保新一轮产业革命发生在美国”。
创建全国制造业创新研究网络（NNMI）。2012年2月美国总统行政办公室和国家科技委员会公布《先进制造业国家战略计划》，正式将先进制造业提升为国家战略。这一战略计划提出了五个目标：一是通过培育更有效率的联邦能力和设施的使用，加速对先进制造业技术的投资；二是增加正在发展的先进制造业部门需要的有技能的工人数量，使教育和培训系统对技能需求做出积极反应；三是建立和支持全国和地区的公私、政府―企业―高校之间的合作，以促进对先进制造技术的投资和资源配置；四是通过采取跨部门的投资组合优化联邦政府先进制造业投资并适时调整；五是增加美国公共部门和私人部门对先进制造业研发的总投资。⑧
同年3月，奥巴马政府出台了与企业、大学、社区共同建立全国制造业创新研究网络的倡议，提出由联邦政府出资10亿美元，在10年内创建15个制造业创新研究所（IMI）。IMI是以德国弗劳恩霍夫研究所为蓝本，美国将建立15个独特的研究所作为区域制造业创新中心。每个创新制造研究所将由一个非盈利性组织独立运行，组成公私伙伴关系，旨在充分利用现有资源，促进产业界、大学和政府机构之间的合作投资。该网络旨在解决美国经济和创新政策的矛盾――联邦研发投资和税收优惠政策与相应的鼓励源自该研发的技术和产品的国内制造的不匹配。创新制造研究所的目标是开发、展示和商业化国内生产的新产品和新工艺，以及为提升国内制造能力培训各种技能水平的制造业工人。其活动包括应用研究和示范项目，以减少商业化新技术的成本和风险。⑨2013年根据形势发展，奥巴马政府又提出了10年内创建45个制造业创新研究所的倡议。
制造业创新研究所的合作伙伴包括企业、大学、科技实验室、非营利组织、联邦政府、州及地方政府等。原则上，每个制造业创新研究所得到联邦政府资助7000万美元以上，非联邦政府及其他机构以大于1：1的比率提供配套资金。在初期，以联邦政府资金投入为主，两三年后逐渐减少，研究所的私人部门资金增多；5至7年创新研究所通过会员费、收费服务、合同研究、产品试制等方式获得收入，逐步实现自负盈亏。创新研究所的产生是通过公开竞标方式进行的，其遴选过程由美国商务部、国防部、能源部、航空航天署、国家科学基金会等政府机构及制造企业、大学等代表组成的先进制造业计划办公室统筹管理。具体做法是，由跨部门技术专家组成的评审小组对拟议中的创新研究所进行竞争力评估，中标团队一般在年内公布。每个制造业创新研究所成立一个独立的董事会，核心企业、高校等领导人担任董事会成员，董事长往往由关键企业领导人担任，负责研究所的运营，是一个区域制造业创新中心，研发推广活动集中于某一种前沿性技术或流程，注重技术优势与产业优势的无缝对接，建立一个产业集群，共享关键设备和基础设施，并进行职业培训和提高员工技能。⑩设立制造业创新研究所有助于高校、企业和各级政府形成合力，开发尖端技术，加速技术及产品创新，降低新技术商业化的成本和风险。
截至2015年1月，奥巴马政府在敦促美国国会通过资助这一倡议的法案的同时，已经通过行政命令启动了五个制造业创新研究所。
第一个是2012年8月宣布在俄亥俄州扬斯顿设立增材制造业创新研究所（The National Additive Manufacturing Innovation Institute），着重研发和推广3D打印技术等。其中，美国国防部、能源部、商务部、国家科学基金和国家航空航天署等5家政府部门承诺共同出资4500万美元，首笔资金为3000万美元；由俄亥俄州、宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州的企业、学校和非营利性组织组成的联合团体出资4000万美元。目前该研究所由大约85家企业、13所研究性大学、9个社区学院和18个非营利组织共同参与运营。据不完全统计，该制造研究所迄今进行的研究项目已超过了20个。
第二个是2014年1月宣布在北卡罗来纳州罗利建立新一代电力电子制造业创新研究所（The Next Generation Power Electronic Manufacturing Innovation Institute），旨在打造更加智能化、可靠安全、低成本且节能环保的21世纪电力网络。由美能源部牵头并承诺5年出资700万美元，参与者包括近30家企业和大学及其他非政府组织等，这些参与者将提供700万美元的配套资金。
第三个是2014年2月宣布在伊利诺伊州芝加哥建立数字制造和设计技术创新研究所（The Digital Manufacturing and Design Innovation Institute），旨在进行数字化设计、工程和制造等过程的技术和流程研发与应用。商务部等将提供700万美元基金，该研究所将通过融资等方式获得2.5亿美元，使整个研究所资金规模达到3.2亿美元。参与单位包括70多家全美顶尖制造商和软件设计商、23家大学或社区学院及9个非营利组织。
第四个是同年2月宣布在密歇根州底特律建立轻型现代金属制造业创新研究所（The Lightweight and Modern Metals Manufacturing Innovation Institute），这一金属将主要用于军民两用汽车、机器设备、船舶、飞机制造。国防部主导并承诺出资700万美元基金，非联邦的配套资金将为780万美元，研究所资金规模将达1.48亿美元，参与研发并出资的非联邦政府单位包括34家大公司、9家大学和17个非营利组织。
第五个是2015年1月宣布在田纳西州诺克斯维尔建立先进复合材料制造创新研究所（The Advanced Composite Manufacturing Innovation Manufacturing Institute），由能源部主导。该研究所将研发和生产比钢更轻更强的材料，用于制造飞机、军用车辆、卫星及豪华轿车等，达到低成本、高速和节能制造目标。该研究所投资总额将达2.5亿美元，其中能源部出资7000万美元，由企业、大学、实验室和非盈利组织组成的联合团体将提供至少1.8亿美元的配套基金。该研究所的参与单位包括57家企业、15所大学及其实验室、14家其他实体和36个联合团体成员。