重塑美国制造业

刘亚威

NNMI提交首份战略规划

2月19日，美国商务部、总统行政办公室、国际科学与技术委员会、先进制造国家项目办公室联合向国会提交了首份国家制造创新网络（NNMI）年度报告和战略规划。

本次提交的年度报告和战略规划是为国家制造创新网络计划制定的第一份战略规划。它描述了NNMI计划的愿景及其目标。战略规划确认了实现这些目标的手段，包括NNMI计划的投资战略、联邦部门协同投资的机制、NNMI计划的评价标准。国家制造创新网络的愿景是美国在全球先进制造领域处于领导地位。在这个愿景下，一个由制造创新机构组成的网络集合了美国工业界、学术界和政府的力量，以解决跨行业的制造挑战，这些挑战无法由单个行业独自解决。

2011年6月，总统科技咨询委在《确保美国先进制造的领先地位》报告中强调了美国制造业空心化造成的风险。2012年6月，先进制造伙伴关系（AMP）监督委员会在《赢得美国先进制造竞争优势》报告中强调了问题的本质：美国私有行业在将有前景的前期研究转变为经济、高绩效的本土制造能力以及新产品上，面临技术和财政上的局限。

2012年，美国政府建立了首个制造创新机构，即美国国家增材制造创新中心。启动首家制造创新机构的经验使初始概念得以优化。此外，公众在区域研讨会上以及对正式信息征询书的响应中提供了输入。其结果就是2013年1月发布的《国家制造创新网络的初步设计》。

2014年10月，总统科技咨询委在《加速美国先进制造》的报告中建议政府在先进制造促进工作上要整体参与并协调一致。

国会在2014年12月16日也做出响应，《振兴美国制造与创新法案》成为法律，国家制造创新网络（NNMI）正式成为法定计划。该法案给予商务部建立和协调NNMI制造创新机构的权利，以及与其使命受先进制造影响的联邦部门协同的权利，比如国防部和能源部，以指导NNMI计划的工作。

战略规划是对这项立法的响应。这是一项跨部门的工作成果，旨在将立法内容以及现有机构的经验，提炼成为NNMI计划持久的长期方向。

创新机构是NNMI的支柱

NNMI计划将使美国重建厚实的制造能力网络。通过将大中小型制造商、学术界以及相应的政府部门的力量集合在一起，美国将重新成为世界制造业领袖。届时，美国不仅将增强工业竞争力，还将提升繁荣程度和国家安全。

战略规划的输入来自国家制造创新网络各个利益相关方的反馈与建议，它表达了国防部、能源部等计划参与部门和波音、洛马、GE等工业领袖对该计划未来至少3年该如何发展的共识。战略规划识别了实现这些目标的方法手段，以及评价该计划的标准。

NNMI计划中的创新机构是特定技术领域的制造技术开发和劳动力培训机构，专注于将有前景的前期研究转变为能被美国制造商采用的，得到验证的制造能力。同时，创新机构还将向大中小制造商提供先进设施和设备的使用机会。目前，有9家制造创新机构处于不同阶段：7家已经建立，一家即将宣布获胜团队，一家还处于建议书提交阶段。这9家按建立顺序是：

——“美国造”，即国家增材制造创新机构，位于俄亥俄州杨斯顿，关注增材制造和3D打印技术。（2012年8月）

——数字制造与设计创新机构，位于伊利诺伊州芝加哥，关注数字设计与制造的集成。（2014年2月）

——“明日轻质创新”，即美国轻质材料制造创新机构，位于密歇根州的底特律，关注轻金属制造技术。（2014年2月）

——“电力美国”，即下一代电力电子制造创新机构，位于北卡罗来纳罗利，关注基于宽能带隙半导体的电子器件。（2014年2月）

——先进复合材料制造创新机构，位于田纳西州诺克斯维尔，关注先进纤维增强聚合物复合材料。（2015年6月）

——“AIM光子”，即美国集成光子制造创新机构，位于纽约州罗彻斯特，关注集成光子电路制造。（2015年7月）

——“下一代柔性”，即柔性混合电子制造创新机构，位于加利福尼亚州圣何塞，关注半导体与柔性电子器件的制造和集成。（2015年8月）

——革命性纤维与织物制造创新机构。（预计2016财年）

——智能制造创新机构，关注面向清洁能源制造的先进传感器、控制、平台和建模。（招标中）

2016财年总统预算申请了6家新机构的资金，到2016年底，将有15家制造创新机构。根据国会的拨款，这些新机构将由商务部、农业部和能源部提供资金。

自始至终，国家制造创新网络都由其公私成员以及在制造中存在利益的联邦部门（包括国防部、能源部、商务部、教育部、农业部、国家航空航天局、联邦航空管理局、食品药品局和国家科学基金）共同指导。

NNMI计划的愿景是赢得美国在先进制造领域的全球领导地位。NNMI计划的使命是连接人、想法与技术，以解决工业相关的先进制造挑战，增强工业竞争力和促进经济增长，加强国家安全。

NNMI计划设计成：

——为先进制造提供肥沃的创新环境；

——实现具变革性制造技术的大规模本土开发；

——促进先进制造技术的竞争前基础设施的公私协同投资；

——加速先进制造技术的快速规模化和市场化；

——提供领导力和创造性解决方案，通过先进制造实体发展驱动创新所需的才能。

NNMI计划的结构是围绕一个共识建立的，即早期基础研究阶段的投资虽然是重要的，但不足以确保先进技术平稳地从发明前进到产品开发，或者最终面向在美国制造而实现规模化。NNMI计划旨在促进稳定和可持续的本土创新生态系统建立，促进对具备技能劳动力的培训，以加速有前景先进制造技术的开发、规模化和部署。

NNMI的战略目标

NNMI计划的目标可以概括为提升竞争力、促进技术转化、加速制造劳动力、确保稳定和可持续的基础结构，具体来说包括以下四点：

目标一是提升美国制造业的竞争力；目标二是促进创新技术向规模化、经济和高绩效的本土制造能力转移；目标三是加速先进制造劳动力的发展；目标四是支持帮助制造创新机构稳定、可持续发展的商业模式。

上述四个目标是彼此相关的战略元素，支持制造创新，减少前期研究和最终在制造中的商业化部署之间的缺口。它们将促进制造创新成果的部署，使美国提升其本土制造能力，并且从基础研究的联邦和私有投资中捕捉经济和国家安全收益。

提升美国制造业的竞争力

目标一的意图是通过培植美国在先进制造研究、创新和技术开发与部署中的领导地位，使美国生产的货品增加，提升本土制造业的竞争力。实现这一首要目标将加强美国制造商在本土和全球市场销售货品的能力。美国成为经济领袖，必须从多方面的途径提升竞争力。

为提升美国制造业的竞争力，NNMI计划必须通过鼓励公、私及学术界共同做出贡献，促进使能技术、生产材料、工艺、信息和产品的提升，以及劳动力教育能力的发展。制造创新机构在最初5年内通过联邦合作协议运行，架起制造成熟度等级（MRL）4级到7级的桥梁。由于将已验证技术成功商业化存在技术和财务上的困难，机构面向工业界提供一个推进开发步伐所必需的机制，以从前期研究中受益。

——子目标1：支持更多美国本土制造产品的生产；

——子目标2：培植美国在先进制造研究、创新与技术上的领导地位。

促进创新技术向规模化、经济和高绩效的本土制造能力转移

为填补有前景的新兴技术与这些技术在规模化、经济和高绩效制造中部署之间的空白，NNMI计划必须使本土制造商克服技术和经济上的障碍。该目标总体意图是，通过建立包含充足资源和聚焦工业市场的创新生态系统，减少对创新成果发展的阻碍。

制造创新机构将帮助工业界克服先进制造技术的复杂性所造成的障碍。这种复杂性所关联的风险导致市场上的失败，使有前景的技术不能由美国制造商规模化，成为产品和服务。比如，中小企业通常没有追求创新技术规模化的资本、人员或时间，而大型制造商是回避风险的。此外，一家机构内开发的制造技术可通过网络部署到更广泛的美国工业界中去。新开发制造能力这种“1到N”的扩大是拥有由相连机构组成的网络的一个关键收益。

——子目标1：让美国制造商能够使用已验证的制造能力和资本密集型基础设施；

——子目标2：促进用于解决先进制造挑战的最佳实践的共享与书面化；

——子目标3：促进支持美国先进制造业的标准与服务的发展。

加速先进制造劳动力的发展

一个健康的制造业环境包括劳动力发展、提升的工作机会以及使美国工人工资增加的经济机遇。这一目标确定了NNMI计划将如何加速发展先进制造劳动力，包括技师、高技能生产工人、制造工程师、科学家和实验室人员。

——子目标1：为科学、技术、工程和数学相关的工作培养未来工作者；

——子目标2：支持、扩展和交流相关的中等和高等教育路径，包括资格鉴定与认证；

——子目标3：支持州立、地方教育和培训的课程体系与先进制造的技能组合要求进行协调；

——子目标4：培养先进知识工作者：研究人员和工程师；

——子目标5：确认下一代工作者所需的能力。

支持帮助制造创新机构稳定、可持续发展的商业模式

为最好地支持一个可生存、可持续的美国创新生态系统，每家机构都必须制定一个可持续的业务模式，向其成员带来实际效益。一家机构必须从其成员及其它渠道获取充足的支持，以独立于初期的联邦支持而存在，也就是说要形成一个由客户以及专注于机构技术领域的和工业界、学术界和政府合作伙伴所组成的健康的生态系统。机构共同努力追求这一目标，才能够建立一个稳定和可持续的网络，使国家层面广泛受益。

每家机构及其牵头出资部门共同建立和监测机构的可持续发展。牵头部门的资金支持5～7年的新机构组建与初期运行阶段。在这个时期内，机构进行竞争前的应用研究，以提升与机构专业技术领域相关的制造工艺和系统，并向建立制造创新生态系统努力。