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  • 市場 | 一文讀懂美國工業制造創新網絡

    導語 觀察一個生物體的最好對象是果蠅,因為它的壽命期很短,非常快速地呈現了一個生物的生與死,演化中各種精彩的過程片斷,都壓縮在一個非常少的時間段。《美國制造創新研究院解讀》一書,正是提供了一個這樣高強度聚焦的過程。

     

            美國國家制造創新網絡(NNMI),或者稱為制造業USA,是一幕徐徐拉開的全系列工業劇,從最初到現在,過去了五年,而且基本停止了財務意義上的生長(特朗普上臺后連基本關注都沒有)。長度剛剛好,一切可以仔細觀察。
     

            作為一個由國家財政支持,致力于提升美國先進制造業實力和加強美國先進制造業領導地位的項目,截止到2017年1月,在美國已經建立了14個,其中國防部(DoD)資助的創新研究院有8個,能源部(DoE)資助的創新研究院有5個,而商務部(DoC)資助的創新研究院只有1個,即生物制藥創新研究院(NIIMBL)。
     

     

    圖1 局部集群 輻射全國
     

            美國宏大的國家戰略計劃也不少,例如,美國基因組計劃,投資比這個要大很多;而作為美國制造創新網絡主要委托方之一,美國國防部(DoD),在推動工業界、院所等進行聯合創新方面都是駕輕就熟。然而,美國制造創新研究院在當下仍然非常值得關注,因為它充分表達了美國工業體系在調度資源上的章法。這一次,它呈現了規律性和重復性,是美國工業體系中難得一見的一次最為整齊的集體踢踏舞。

     

            產學研都不容易

            然而,這樣的組織其實協調難度還是很大的。產業界和學術界的合作向來并不容易。即使在美國,同樣有難度。利益既不能太清晰,以至于聯盟成員會相互提防甚至大打出手;但目標也不能太模糊,使得聯盟合作貌合神離。在中國,這種現象太普遍了。三個和尚就會沒水吃,利益方如果再多,更是松散而難成事。

     

            在美國,產學研合作機制有著更長久的歷史。早在二十世紀七十年代,面對日韓半導體的崛起,美國半導體界非常恐慌,形成了產業界、學術界和政府聯合起來的SEMATech半導體制造技術聯盟。這種政府支持的PPP公私合營推進創新的模式,對于美國重新奪回半導體對日本的優勢領先地位,居功至偉。而在九十年代, 由于不愿因為政府資助而不得不接受一些條款和發展方向的限制, 1996年終止聯邦制政府的補貼,如今已經成為半導體制造商組成的行業研究機構。

     

            這些政府參與的利弊和實踐經驗,或多或少也會體現在美國制造創新研究院的運作機制中。美國制造創新網絡,一開始就給聯邦政府設定了退出機制,政府在創新院的投入計劃,一般是七年為周期完成退出。另外,聯邦政府要求配套資金,不得低于1:1等許多這種例子表明,美國制造創新研究院正是美國工業體系的一個標準縮影。尊重既定的傳統工業史,看看那些曾經走過的歷程,是面向未來的一種必要的方式。

     

            《美國制造創新研究院解讀》一書正是從觀察和記錄的嘗試,采用了遠焦和近焦兩個鏡頭角度進行展開。主要是從采用了遠焦鏡頭,從十年多來美國制造的報告、戰略角度,可以發現“美國制造創新網絡”并不是突然的戰略行為,它內含的邏輯,并不是“工業再振興”所激發的,而是一種多年創新機制發展的延續。與此同時,14個創新研究院的各自緣起、發展機制和重點發展方向,也是作為近焦鏡頭,進行了放大,從而可以清楚看到不同的創新研究院的一舉一動。

     

            美國NNMI創新網絡大致可以劃分為五大技術領域。
     

    圖2 五大類別
     

            一個是電子學:AIM集成光子電路創新中心、NextFlex柔性混合電子制造創新中心、Power America大功率半導體器件創新中心;一個是材料:LIFT輕量材料和技術創新中心、IACMI復合材料及結構創新中心、AFFOA革命性纖維及織物創新中心;一個是能源使用與環境影響:RAPID模塊化學流程集約化創新中心、CESMII清潔能源智能制造創新中心、REMADE材料生產能源消耗及排放降低創新中心;其中數字自動化也是重點,包括DMDII數字制造及設計創新中心、America Makes增材制造創新中心、ARM先進機器人創新中心。最后一個是生物制造:BioFabUSA 先進再生制造創新中心、NIIMBL生物制藥創新中心。
     

    圖3 美國制造創新的五大領域
     

            這些每個創新院具體的目標、方向和技術路線圖,讀者可以從《美國制造創新研究院解讀》一書的下篇中一一找到答案。

     

            誰是創新中心主體

            企業毫無疑問是商業創新的主體。然而,對于美國制造創新網絡而言,這個結論或許是文不對題的一個正確答案。

     

            截止2016財年,制造創新網絡NNMI一共有830個成員,三分之二的成員是制造商,制造商中的三分之二是小企業,有341個;高等院校和科研機構共有177個,占21%;有105個聯邦、州和地方政府機構及非盈利組織,占13%(圖4)。
     

    圖4 NNMI的成員構成
     

            光從數目來看,毫無疑問,制造業占據主要位置。然而每個創新研究院的會員層級都是分級(有的甚至可以分為10級)。但一個創新中心的主導權,主要是由第一個層級所決定。
     

    圖5 非制造業占據更多金字塔尖
     

            當然其他實體,也是包括院所、非營利機構、政府的雜牌軍,利益訴求也會多元化。但這種設計的奧妙就在于,這是一次關于科技成果“墻內開花墻外香”的拓展,其重點就是實現院所成果的轉化。

     

            NNMI創新研究院采用PPP公私合營模式,由聯邦政府與非聯邦政府預算共同組成,要求至少達到1:1的比例。非聯邦的配套資金,需要創新院自行運作,可以來源于州政府撥款以及會員投入的資金。會員費,也可以算作配套資金。另外,創新研究院進行調研、開展咨詢獲得的收入或者項目收入,都可以算作配套資金。

     

            NNMI創新研究院進行的不是基礎研究,而是做轉化。基礎研究還是以學校為主來開展的。NNMI開展的前后幾年,美國制造業整個情況已經逐漸有了一些進展,例如,有新的工廠開始運行、投資有所增加、就業的人口數量增長,制造就業人口從2010年開始至今大概增加了一百萬左右。另外,整個社會對于制造業的價值觀也慢慢的發生了改變,尤其是特朗普采用各種方式大力呼吁和推動,其效果還有待慢慢觀察。

     

            知識產權是第一原則

            根據適用于商業應用的階段,技術成熟度TRL提供了一個1-9級的評估門檻。美國的基礎研究非常多,在全球領先,但大多數集中在1-3。而技術成熟度在8-9級,已經基本接近于商業早期應用,算是藍海范疇。唯有技術成熟度在4-7的這個中間地段,往往是“姥姥不疼、舅舅不愛”的階段。NNMI的基本思路,就是呵護和推進這個階段的發展。

     

            而要做到對技術成熟度進行評估,首先要做的就是必須與知識產權(IP)結合在一起。當轉化成果得以實現,進入了更高的技術成熟度TRL8-9,那么根據事先的規定,有些機構享有優先權。就需要另外的機構,重新組織工作;如果享有優先權的機構不想繼續開發,也可以轉讓給其他組織,然后獲得授權收入。因此,知識產權的設計是非常重要的。

     

            管理機制的設計也是一門學問,每個創新研究院都必須有治理委員會,由10人組成。每個創新院的收費不同,委員一部分來自一級會員組織的機構代表,但每個機構只能有一個席位。治理委員會可以決定知識產權的歸屬。對于新加入的會員,如果提前帶著知識產權進來,那就需要提前規定。

     

            風波預算:一路有坎兒

            從成立時間上看,2012年8月,第一個NNMI旗下的America Makes(美國造)增材制造創新中心即宣告成立。當時NNMI計劃尚未被國會批準授權,這是由美國國防部依賴當時現有撥款組建的創新中心,主要目的是試驗NNMI創新模式。這是一個典型的“未婚先孕”的創新中心,也是創新路上本身對體制的一種突破。

     

            2014年12月16日,美國總統簽署 RAMI Act法案,國會批準該法案為NNMI項目從2016至2020年提供6億美元,最高限額達10億美元的政府財政撥款,成為NNMI正式成立的標志。NNMI項目最高限額10億美元的政府財政撥款,如果平均到14個研究院中,聯邦撥款平均為7000萬美元,但是實際情況并非平均分配。聯邦撥款按照每年度進行發放,大約分發5至7年。實際上,這也要看每年美國國會審定的情況。而現狀是,每年撥款在逐步減少。

     

            工業復興法案RAMI通過之后,規定了AMNPO辦公室需要進行14個機構的協調。另外國家級的先進制造計劃AMP,每四年要更新一次,2018年是個更新交替年,這也是公開面向整個社會的。

     

            隨著美國政府重新評估奧巴馬清潔能源計劃,2018年環保署的預算也大幅削減31%。環保署減少預算,主要原因是對環保署的定位正在進行全新評估,因為如果定位是開展基礎研究,就不需要做應用研究了。美國能源部(DoE)也面臨同樣的問題,也需要面向基礎研究,而非應用研究。作為面向應用研究的NNMI,都會受到一定影響,尤其是5個能源部管轄的創新研究院,尤其是清潔能源智能制造創新研究院(CESMII),屬于應用研發部門,預算更容易被減少。但這并不是因為NNMI的問題,而是因為能源部的定位需要減少應用研發而造成的。

     

            就費用管理而言,辦公室的費用由商務部來出。美國商務部(DoC)2018年資助NNMI的預算是1500萬美元,直接撥款到國家標準與技術研究院(NIST)。這其中,1000美萬是投入到生物制藥創新研究院(NIIMBL)——商務部唯一領導的一個研究院,另外500萬美元由先進制造國家計劃辦公室(AMNPO)用于14個NNMI研究院的協調工作。目前AMNPO需要解決的兩個問題,一是5-7年后怎么辦,需要有明確的設計;二是當前的14創新研究院,是非常獨立的,管理方式不同,需要有一些相對統一的規范。

     

            RAMI法案已經批準在2016-2020年開展NNMI,那項目總會繼續進行。只是14個創新研究院各自發展的力度,可能會有一定的調整。

     

            對NNMI創新中心的進行考核評價

            美國政府扶持制造業創新的規矩是:前期播下一顆顆種子,中期必然會指定一個麥田守望者。

     

            按照2014年RAMI法案的要求,美國國會下屬的政府問責局(GAO)需要每2年提交一份關于NNMI的評估報告, 2017年4月GAO提交了一份《商業能夠促進創新研究院與其他組織的協作》的報告,并提交國會委員會。按照法案的要求,這個評估工作需要一直持續到2024年結束。

     

            另外,美國先進制造辦公室(AMNPO),也委托了第三方德勤公司,給出了評估報告。其中,主要從四個方面對NNMI創新中心進行考核評價:對美國創新生態系統的影響、財務杠桿、技術先進性和培養領先的制造業勞動力。
     

    圖6 考核評價指標
     

            可以看出,人才教育,也是一個考核的重點。事實上,這是“制造業USA”的三大支柱之一。
     

    圖7 制造業USA的三大基石
     

            各個創新中心大約有28000人次參加了人才培養計劃,2萬多名大學生參與了研發項目、實習和培訓,1000多名教師和培訓師進行了教學培訓。
     

    圖8 人才培訓的分布

     

            可以看出來,面向大學生、面向教育者,是一個對未來就業進行塑造的關鍵動作。這一點,對中國當下制造創新中心很少關心人才培養問題,是一個巨大的反差。

     

            區域創新與路徑依賴

            美國制造創新網絡一向以生態自居,以培養未來的先進制造集群為目標,或者更簡單地說,它再次凸顯了產業集群的演化與跳躍概念,尤其是 “先進制造產業群”的孵化問題。制造創新,到底跟區域歷史,是一個什么關系?根據演化經濟學的概念,區域發展有著深度的路徑依賴和制約,而隱性知識的異地傳播則帶有很大的難度,這使得一個地區,是否可以跳開既有產業基礎,成為一個巨大的謎團。

     

            美國制造創新研究院并沒有挑戰這樣的問題,它基本上都是在原有工業基礎上發生的,五大湖的分布依然優勢明顯。像輕質材料研究院放在底特律、機器人放在匹茲堡,都是順理成章的選擇。

     

            然而,歷史的失敗像是地理經濟學的一個影子,跟在那些志在銳意創新的行動者的屁股后面。德國的魯爾谷,或者美國的馬薩諸塞州128公路的案例表明,一旦衰退的路徑依賴機制被確立,那么制度和文化鎖定,會使得脫離這條軌跡非常困難。硅谷樹立了一個“憑空移植高新產業區”的全球典范,隨后臺灣新竹、印度班加羅爾都在學習這種模式,幾十年下來,新竹工業園曾經被認為是成功,但現在依然是失敗。而當年立志做中國硅谷的中關村,在經歷了輝煌的PC機和互聯網時代之后,已經難以擔當重任,當下更像是剩下一個亮閃閃的“金皮包公司”。為什么有資金、有人才、有產業鏈的中關村,仍然無法鎖定持續的高科技之地?這些思考,本不是美國制造創新網絡所需要思考的范疇,但再往前走幾步,產業集群的生態問題,就會重新浮現出來。

     

            不可否認,如美國學者Walker所說,一個區域的“生產文化”,可以認為是“產業歷史在當下被逐字逐句的具體體現”。這些文化是特定區域的歷史資產,也可能是歷史包袱。這是先進制造產業集群總是要面對的問題。美國制造創新網絡也不例外。

     

            小記

            美國制造創新研究院將美國科技學術界、企業和官方的整個目標,凝練在一個五年的連續鏡頭之后,它之前的邏輯很深,之后的故事很長。美國制造創新網絡既有美國產學研平臺的運行機制,又有對未來高端制造的方向選擇。更重要的是,它的招標流程、技術路線圖的規劃、政府宣傳的手段等,都透出了美國方式。這是最值得學習和借鑒的地方。而不同的創新研究院呈現出不同的色彩和形狀,很難是一個模子放出來的——這也是美國制造創新研究院被一些官員詬病的地方,放權太大,管理松散,難以進行業績評估。

     

            盡管看上去它只是美國制造產業的很小一部分,但也呈現出美國工業恐龍的皮影戲般的效果。《美國制造創新院解讀》一書只能提供一個剪影輪廓,要想還原成生龍活虎的真實立體效果,還需要依賴產學研各界共同的努力和實踐。

     

            中國制造的創新中心正在被寄予厚望。目前國家級有5個,而省級創新中心則達到48個,正在呈現創新浪潮高漲的態勢。此一刻,美國制造創新研究院的發展,就是一個活生生的樣本。意味深長的是,二者之間的運行機制和秉承理念的不同,可能遠遠超過了二者在名字和政策上的相同之處。

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