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

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甄炳禧  
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  此外,2015年内奥巴马政府还将建立四个制造业创新研究所。一是将成立集成光电子制造创新研究所(The Integrated Photonics Manufacturing Institute),由国防部主导。国防部将出资1亿美元,通过竞标选择的参与者也将承诺提供1亿美元的配套基金。该研究所将专门开发一个所谓“从终端到终端”的美国光电子“生态系统”,包括国内铸造接驳、集成设计工具、自动包装、组装和测试,以及人力资源开发等项目。集成电光子制造是新一代重要的技术,有可能彻底改变互联网网络的承载能力,以比目前更大的密度和更低的成本传输信息。除了互联网和电信,集成光电子技术还能对医疗技术产生革命性影响。?
  二是国防部将出资7500万美元作为启动基金,组建“灵活的混合型电子制造创新研究所”(Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Innovation Institute)。?以主要企业、大学及其他非营利机构组成的研究所将投资7500万美元作为配套基金。该研究所将设计、制造最先进的集成电子设备和传感器,以及组装和测试自动化设施。
  三是美国能源部宣布将组建“智能制造的清洁能源制造创新研究所”(Clean Energy Manufacturing Innovation Institute on Smart Manufacturing),该部将出资约7000万美元,由企业、大学等组成的研究所也将投资7000万美元。该研究所将制造先进的传感器、控制装置、平台和建模等。它是一个网络数据驱动的过程,结合创新的自动化和先进的传感和控制技术。智能制造可以将制造智能实时融入整个生产操作过程,同时最大限度地降低能源、材料的使用成本。在白宫先进制造合作伙伴2.0报告中,智能制造被私营部门和高校领导人定义为需要联邦政府投资的最高优先级的制造技术领域之一。?
  四是国防部承诺出资7500万美元建立“革命性纤维和纺织品创新制造研究所”(Revolutionary Fibers and Textiles Institute for Manufacturing Innovation)。主要厂商、大学和非营利机构组成的实体将形成革命性的纤维和纺织品的技术新制造中心,以至少1∶1的成本份额从企业、公共和私人投资基金带来了超过1.5亿美元。革命性纤维和纺织品创新制造研究所将确保美国在光纤科技、商业化的纤维和纺织品等新产品的前沿创新技术制造链中具有非凡的性能。被称为技术纺织品的这些现代面料和纤维具有轻、防火及坚韧等新颖特性,应用广泛,特别是用于制作消防衣、军用品等。?
  促进先进制造业发展的配套政策举措。首先,完善技术创新政策。2009年12月奥巴马政府公布的《重振美国制造业框架》中提出,要通过制定国家创新战略、法律框架等举措,促进制造业创新、研发和劳动力技术提升。在2012年2月提出的《先进制造业国家战略计划》中,又将完善创新政策作为发展先进制造业的首要目标。奥巴马政府加大对先进制造业研发及其基础设施的投入,通过税收优惠,特别是加快设备折旧和研发活动永久性税收减免等,支持制造业科技研发和应用。奥巴马政府在近几年联邦财政紧缩情况下仍增加对先进制造业研发计划拨款,支持创新性制造流程,加强对纳米制造、生物制造、工业机器人、3D打印、先进设计、新一代信息网络、物联网、先进材料及国防科技工业等领域的投资。
  其次,改善美国投资经营环境,鼓励和促进制造业“内包”。2012年1月,奥巴马在白宫举行的美国企业高层论坛上,提出要给在国内投资的美国企业提供新税收优惠政策,鼓励美国企业在国内投资,以扭转就业岗位“外包”趋势,将就业岗位的“外包”转变为“内包”。奥巴马政府采取如下鼓励制造业“内包”的政策举措:通过改革美国公司税制,将制造业公司税率从35%降至25%,并终结企业外包海外的税收优惠,以鼓励和支持制造商投资美国;通过改革投资美国的审批制度,简化审批手续并加快审批程序,以吸引外国企业投资美国及美国海外企业回流本土;通过政府与社区建立新的伙伴关系,吸引制造商及其供应链;通过实施“选择美国计划”,与州长和市长建立伙伴关系,以吸引全球跨国企业对美国投资。
  再次,为美国制造业创造公平竞争和开拓海外市场的条件。2010年初,奥巴马政府出台五年内“出口倍增计划”,提出2014年美国出口额比2009年增长一倍。奥巴马政府还改革美国“出口控制体系”,旨在控制美国核心技术出口、使美国更加安全的同时,加强美国关键行业的出口竞争力。此外,奥巴马总统还宣布任命由美国大企业首席执行官等组成的总统出口顾问委员会,负责就如何促进美国出口向总统建言献策。近年来,奥巴马政府还着力推进跨太平洋伙伴协定(TPP)和跨大西洋贸易与投资伙伴协定(TTIP)的谈判,通过商签新的自由贸易协定,不仅为美国企业进一步拓展亚欧市场提供更加便利的条件,更是为了打造“下一代高标准的自由贸易协定”,以占领全球经贸新规则制定的制高点。这些自贸协定不仅降低关税和非关税壁垒,还涵盖劳工标准、环保标准、国有企业等问题。美国政府着力构建与新制造业发展相协调的新的贸易规则,将为美国制成品出口创造新的国际竞争优势,拉动制造业快速增长;同时也将提高美国制成品进口的门槛,如美国政府和消费者会要求进口产品符合国内节能环保、降低排放等标准,并对来自外国国有企业的产品设置新限制标准。此外,美国政府还将通过商签TTP和TTIP等新协定,以新规则规范新兴经济体经贸行为,抵制并削弱后者的产业竞争力,从而重塑美国自身制造业竞争优势。
  最后,改革教育、签证制度,确保美国制造业获得所需人才通道畅通。奥政府通过改革教育特别是中小学教育制度,增加对中小学、社区学院和高校教育投资,以及加强职业教育和培训等措施,为美先进制造业培养适用对路的科技人员和熟练劳动力。推广非学位制培训计划,颁发相应资质证书,相较于二至四年的学位学习,短期培训所需时间更短,效果却更明显,可直接提供职位所需技能。提升二至四年学位的教育成果,增强劳动力市场透明度,帮助学生了解市场现状、职位空缺、薪资标准及发展前景,选择合适专业;侧重技能培养,增加实践教学,完善专业设置,避免与市场需求脱节;开发网络,激发学生兴趣,关注学生成绩,提高学业完成率。教育改革聚焦于开发科学、技术、工程和数学(STEM)技能等课程,开发灵活的教育渠道,通过社区学院、职业贸易学院和工作培训项目等培养STEM能力。为美国中、大学生开发联邦基金项目,使制造业成为具有长期高回报的重要产业。向州立大学提供资助,以在STEM方面吸引高水平学生和增加毕业生人数。此外,通过改革签证和绿卡程序等,吸引高技能人才移民。增加H-1B签证(由美国移民局签发的短期非移民工作签证,针对受美国公司雇佣从事专业性工作的外籍人士),调整永久居留签证发放对象,简化技术工人及企业家签证过程。借鉴外国的签证经验,成功吸引和留住一流的STEM人才,并为企业雇用海外优秀人才创造有利条件。

  
  先进制造业正成为美国经济新增长点
  先进制造业发展将对美国经济和就业增长产生直接或间接影响。技术密集型产业占美国制造业附加值的50%和就业的40%,随着先进制造业创新研究所的相继建立,美国中西部传统制造业“铁锈带”地区将转变为“科技带”,直接扩大生产和就业,提高出口竞争力并扩大制成品出口,也有助于美国经济和就业增长。据麦肯锡全球研究所估计,如果知识型制成品贸易逆差占GDP比例从2012年的2%降至2020年的1.3%,则美国GDP每年将增加2000亿美元,创造60万个就业岗位;如制成品贸易逆差降至1990年的水平,则到2020年美国GDP每年将增加5900亿美元,创造180万个就业岗位。?
  美国制造业回流本土将持续并对美国经济产生积极影响。近年来,除卡特彼勒、通用电气、福特汽车等传统企业外,谷歌、苹果、摩托罗拉等高新技术产业公司已经或计划将其部分业务迁回其母国。据美国波士顿咨询集团(BCG)预测,制造业回流趋势还将持续较长时期,美国企业将不仅从新兴市场经济体回流,也从欧洲等发达经济体回迁。究其原因:第一,中国等新兴市场劳动力成本优势削弱,而美国制造业生产综合成本下降。据美国安永会计公司的数据,自2001年以来中国的薪资水平上升了400%,而美国的单位劳动力成本自1995年以来下降了12%。?第二,美国企业海外经营面临供应链因自然灾害或政治动荡而中断、交货不及时、知识产权保护不力、运输成本提高等隐性风险。第三,非常规能源革命导致美国能源供应增大和价格降低,降低了美国国内制造业生产经营成本,从而将吸引能源产业及其他相关产业的美国跨国公司将部分业务回迁美国本土。BCG发表的研究报告声称:美国制造业成本优势已经显现,“美国制造”时代即将来临,电脑和电子产品、家电和电气设备、机械设备、家具、金属制品、塑料和橡胶、运输工具等七大产业面临重要拐点。制造业回流将使美国经济获益匪浅,带动了美国制造业的就业和生产增长,增强了美国制造业的复兴势头。据波士顿咨询集团估计,由于美国制造业从中国等新兴市场、欧洲和日本等回流及其竞争力提高,2016~2020年美国每年出口将增加700亿至1150亿美元,其中三分之二是从欧洲和日本等发达经济体回流的结果;制造业回流将使美每年的GDP增加1000亿美元,并创造60万至100万个制造业工作岗位和超过100万个服务业就业机会。?
  美国制造业竞争力提高。前国际金融公司总裁范阿格塔米尔认为,在根本层面上,美国制造业比人们所预期的更具竞争力,“创意回应”比预期来得更早,机器人、3D打印等技术的到来,已经使美国从普通制造业转向“头脑制造业”。美国“脑带”的增长已替代陈旧的“锈带”,他指出,创新中心正在美国各地涌现出来,包括明尼阿波利斯、亚克朗市或博尔德以及知名大学周围地区。展望未来10年,他预计美国的信心会增强(就像20世纪70年代之后的日本那样),制造业将会迸发更多创新,并且会“为了争取数十亿的新兴市场消费者爆发一场重大战斗”。?
  先进制造技术将有助于美国引领第三次产业革命。第三次产业革命已初露端倪,其最大特点是制造数字化改变产品生产方式,减少能源和原材料消耗,降低制造业碳排放。第三次产业革命是数十年来信息通信、人工智能、纳米和新材料等先进技术开发创新应用,以及大数据和物联网等启用的结果。着眼于第三次产业革命,美国科技和产业界联袂进行科技创新、开发和推广,科技创新的突破正催生一大批新兴产业。可再生能源技术取得新进展,生命科学、先进材料、先进制造、新一代信息通信等领域也蕴含着不少有重大潜力的新技术。新技术的问世和应用及产业融合,正催生许多新兴产业,并深刻改革美国制造业格局。可预见,目前与未来美国新兴先进制造业将集中在与其最近技术研发应用密切相关的领域。根据美国政府2011年和2012年发表的有关先进制造业《总统报告》所提及的着力推进发展的先进制造业和技术领域,新兴产业应主要包括如下方面:可再生能源产业,新能源汽车,先进传感、测量和过程控制技术,先进材料的设计、合成与加工,可视化、信息学和数字制造技术,纳米制造,可持续制造,柔性电子制造,生物制造和生物信息学,增材(即3D打印)制造,先进制造和测试设备,工业机器人,先进成型相和合成制造等。?
  随着数字、网络、激光、纳米、机器人、先进材料等新技术及其分科技术的应用加快,新的产业革命正引发美国乃至全球制造业重大变化,制造业具有与过去不同的面貌和特点:数字化制造、网络化制造、个性化制造、可持续制造、服务化制造、小型化制造、“本地化制造”和“利基”式制造。(21)


  美国做法对我国制造业发展的启示
  发展高端新兴制造业的使命是迎接新一轮产业革命。全球正出现以信息网络、智能制造、新能源和新材料为代表的新一轮产业革命。(点击此处阅读下一页)

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文章来源:《人民论坛·学术前沿》2015年6月上

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