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1、奠国 国家先进制造战略规划 王巍 刘雅轩 李爽 摘译 2 0 1 2 年 2 月 2 2日 美国国家科学技术委员会 发布 国家先进制造战略规划 该战略规划基于总 统科学技术顾问委员会 P C A S T 在 2 0 1 1 年 6月发 布的 确保美国先进制造领导地位 白皮书 响应了 美国竞争再授权法案 的相关精神 用于指导联邦 政府支持先进制造研究开发的各项计划和行动 该 战略规划明确了先进制造对美国确保经济优势和国 家安全的重要基础作用 分析了美国先进制造的现 有模式 未来走势以及所面I临的机遇与挑战 提出了 5 个战略 目标 该战略规划披露 2 0 1 3财年美国先进 制造研发预算为 2
2、2亿美元 国家科学基金会 能源 部 国家标准与技术研究院及其他机构的预算增幅 超过 5 0 1 强调先进制造对国家安全和 国民经济的重要意义 在该战略规划中 先进制造是指运用和调度 c o o r d i n a t i o n 信息 自动装置 计算 软件 传感 网 络 以及运用基于物理 化学和生物学等众多学科而 实现的新材料和新功能 如纳米技术 化学和生物学 的一系列活动 包括制造现有产品的新方法和制造 由新型先进技术催生的新产品等两个方面 先进制 造能够提供高质量的就业岗位 是出口的重要来源 和技术创新的关键源泉 也为军方 情报界和国土安 全机构提供必需品和装备 2 0 1 0年美 国制造
3、业产值 1 7万亿美元 占美国 国内生产总值的 1 1 7 制造业就业人数为 1 1 5 0 万 制造业雇员的平均每小时薪金比私营部门服务 业 p r i v a t e s e c t o r s e r v i c e i n d u s t r i e s 雇员高 2 1 在 主要的经济领域 制造业具有很大的倍增效应 即 在制造业中每花费 l 美元可获得 1 3 5美元 的效益 制造业对美 国的出口贡献最大 2 0 1 0年制造业成 品 出 口额超过 1 1 万亿美元 占美国成品出 口总额的 8 6 商品出口总额的 6 0 当今 制造业提供了大 量的就业岗位 催生了许多新的企业 在私营机
4、构研 发费用中 制造业 占7 2 的份额 在美国工业研发 人员中 制造业 占6 0 的份额 未来 制造业作为经 济增长最强有力的驱动器 将在促进整个经济领域 增长方面起到更重要的作用 在美国 制造能力的不足 已给美国经济利益造 成了实际损失 美国发明的工业机器人 在亚洲和欧 洲已有大规模生产 在能量存储 功率生成等许多技 术领域存在同样情况 美国也不再生产计算机 电视 或 K i n d l e 电子阅读器等手持设备的显示器件 生产 能力的降低不仅影响美 国的经济利益 也给国家安 全带来损害 国防生产法案委员会认为 美国当前在 很多方面不能提供安全 可靠的国内生产能力 其 中 包括网络路由器件
5、和开关 光学数据传输器件 先进 功率电子器件 低成本复合材料及传输导线等 2 通过资源共享与协调合作 推进创新与研发 全球研发 创新和贸易的新趋势引起了美 国政 府对先进制造竞争能力的关心 该战略规划分析了 美国实现先进制造持续 健康发展所面临的挑战 过去十年 尽管美元对主要国际货币的汇率下降了 3 4 但先进技术产品在美国贸易平衡中的作用却 急剧下滑 美国人 口调查局 C e n s u s B u r e a u 的统计 数据显示 上世纪 9 0年代 美 国在高技术产品领域 始终处于贸易顺差 但到 2 0 1 0年这一数据变为 8 1 0 亿美元的逆差 图 1 图 1 美国先进技术制造产品
6、 国际 贸易差额 单位 1 0 亿 美元 2 0 0 9 年经济合作和发展组织 O E C D 公布工 业化国家研发投资强度排行 以研发费用 占 G D P 的份额来确定 美国排在第八位 2 0 1 1 年信息技术 和创新基金会公布 了全球基础创新竞争力排行 美 国在全球 4 4 个工业国家和地区中排第四位 图 2 当前 德国 韩国和日本制造业的研发投资强度 都比美国高 且国际贸易为顺差 图 2制造业产值的研发增加值份额 研发投入高于销售额的 3 的部分 战略规划指 出美 国当前 的先进制造创新系统还 l 一 有许多不足 这些不足成为美 国在高技术产 品领域 贸易失衡的主要因素 加快先进制造创
7、新 亟需填补 目前研发能力不能满足本土生产所需的不足 因此 该战略规划提出的核心原则是 采取公私紧密结合 的 方式对先进制造技术的研发与应用进行投资 使 联邦政府能将关注重点放在研发活动上 该战略规 划倡导通过创造 良好的创新环境 协调进入先进制 造技术基础领域的公私投资 推动创新技术在本土 快速发展 促进先进制造技术推广应用 3 提出五大战略 目标 先进制造 国家战略规划 提 出了五个方面的 战略目标 这些 目 标相互关联 任何一个方面的进步 将带动其余几个目标的进步 众多联邦政府机构 通 过国家科学技术委员会的统筹协调 将在实现这五 大战略 目标 的过程 中发挥重要作用 3 1促进 中小企
8、业 投资 目标 1 通过实施联邦机构对前沿产品的早期 采办等相关举措 促进联邦职能和设施的有效使用 加速对先进制造技术研发的投资 促进中小制造企 业的投资 该 目标将促进美国制造企业 特别是 中小企业 在技术 生命 周期的商业化和扩大规模 阶段取得成 功 国家将采取三种支持先进制造投资的举措 1 增强国家 私人及非联邦投资人之间对先进制造相 关投资 的协调 2 购买先进制造商在扩大规模 阶 段早期制造的产品 3 向那些对国家安全至关重 要的目标领域投资 3 1 1公私共同投资 私人投资更乐于投向使个别公 司获利 而非使 众多公 司集体获益的投资机会 协调公共和私人投 资 将加速先进制造加工新方
9、法的商业化进程 带动 对工厂和设施的私人投资 使公私双方获益 2 0 1 1年 6月公布的 先进制造伙伴关系 A M P 计划是该战略的重要基础 用于确定能够促 t墨 毒 童 譬j p t I L 警 进先进制造研发 竞争前合作 共享设备和基础设施 等方面的投资机会 3 1 2政府早期采办 联邦政府是先进制造产品的主要买主 有效使 用此类购买力能扩大经济规模 增强经济实力 对有 望进入新市场并进行国际竞争的中小企业尤为重 要 很多中小企业借助早期采办实现 了规模经济 获得了生产经验 国防部为加速先进制造领域的创 新更应扩大其早期采办的运用 早期采办有力促进 了美 国半导体工业的发展 1 9 6
10、 2年 美国军方购买 了几乎全部半导体产品 军 方持续的大规模购买使半导体产品的价格在随后的 6 年里下降了9 6 迅速被商业领域接受 3 1 3 与国家安全相关的的先进制造 国防生产法案委员会 D P A C 负责提升国防制 造能力 就如何解决制造能力缺 口向总统提供建议 国防部制造技术 Ma n t e c h 计划是 由美国陆 军 海军 空军 国防后勤局以及 国防部长办公 室共 同组织实施 的一套组合项 目 其 目的是降低武器系 统成本 缩短交付时间 增强系统性能 提高制造效 率 降低金融和技术风险 M a n T e c h 计划目前关注电 子器件 金属和复合材料等方面 3 2增 强劳
11、动 力技能 目标 2 提高教育和培训系统的针对性 扩大有 技能劳动者的规模 随着制造商不断对先进技术投资 对人员制造 技能的要求也不断提高 促进和满足先进制造所需 技能 提供与远期需求预测相应的教育和培训 是该 战略的关键 根据 目标 2 联邦行动应包括如下努 力 1 支持州和地方政府对有关先进制造技能 的 教育和培训课程进行协调 2 将先进制造的职业 和技术教育计划扩大到中级和高等教育级别 通过 地方政府参与和工业集群计划提供见习机会 3 2 1制造业劳动力需求持续变化 从长远观点看 教育和培训计划必须从摇篮期 延伸到整个职业生涯 并对先进制造雇 主的技能需 求保持敏感 联邦 州和地方政府之
12、间的协调应以前 瞻式地培养下一代工人为 目标 对三类人员开展培 训 1 退伍人员 失业工人 近期需要增强技能的 在职工人 2 有望成为劳动力的人员 3 从幼儿 园到 1 2年级 K l 2 的学生 3 2 2为当前先进制造工人提供更好培训 联邦政府已在对当前计划进行调整 提高先进 制造在劳动力发展授权计划中的优先权 帮助州和 地方公共与私人组织培养 维护有竞争力的先进制 造劳动力 2 0 1 3财年的总统预算建议为教育和劳工 部提供 8 0亿美元 支持州立大学和社区大学同企业 建立伙伴关系 向美国工人提供先进制造技能培训 3 2 3对未来工人开展前瞻式教育与培训 联邦政府支持州和地方的职业和见
13、习期培训计 划 如国家科学基金会的先进技术教育 A T E 计 划 自 1 9 9 4年该计划启动以来 已经授予 了总额达 2 0 5 亿美元的2 6 5 项制造奖励 A T E的技术培训包 括 纳米技术和微米技术 快速原型技术 生物制造 技术以及替代燃料汽车技术等方面 3 2 4对下一代加强基础教育与兴趣培养 科学 技术 工程和数学 S T E M 计划为多种中 学后教育和职业机会提供后备力量 总统的教育创 新活动致力于改善 S T E M教育的参与度与绩效 为 吸引有天赋的学生认真探索先进制造领域 联邦机 构应对 2 1 世纪 的制造机会及其振奋人心之处做出 准确描述 近些年 自己动手制作
14、器物 的 制造 者 草 根运动快速兴起 鼓舞了年轻人在 S T E M教育中表 现卓越 对先进制造产生兴趣 国防先期研究计划局 D e f e n s e A d v a n c e d R e s e a r c h P r o j e c t s A g e n c y D A R P A 通过 导师计划 支持 制造者 运动 应 有更多的机构 通过与民问 非盈 利组织 基金会 以 及有技能志愿者的合作 共 同支持 制造 作为对 传统学术教育的补充 联邦政府通过支持制造学徒 计划 帮助州和地方政府加强社区大学和地方T业 界之间的教育合作 发展与应用有关 的知识 h r 3 3建立创造性的合作
15、关系 目 标 3 促进公共机构与私人组织合作 增强政 府 工业界 学术界之间的合作 加速先进制造技术 的投资与应用 加速先进制造创新 需要填补美 国目前创新系 统 的大量能力缺 口 学术人员必须 同工业研究人员 开展更有效 的交流 联邦 州 地方和民间在先进制 造技术和能力方面的投资 必须更好协调 各参与 方通力合作 是填补能力缺 口的关键 所采取的活 动包括 1 通过合作促进 中小企业参与 2 在先 进制造业的公共资源领域 扩大公私合作投资 3 3 1通过合作促进中小企业参与 在商业化和规模扩大化阶段 联邦投资将增强 工业公共资源 的共享 中小企业依赖工业共 同资源 实现规模经济和经济能力
16、国家设计工程与制造业 联盟 N D E MC 是增强工业公共资源的典型例子 使中小企业也能使用以往仅能被大公司使用的先进 建模 与仿真工具 对产品进行开发和测试 3 3 2基于集群的合作 区域工业集群 以合作的方式为投资提供富有成 效 的环境 改善了技术开发能力 扩散 了知识 扩大 了规模 集群为中小企业提供重要资源 例如 生产 设施共享 向中小企业提供的不仅有生产经验 还有 制定扩张规划用的知识 联邦机构对此类能够增强 先进制造竞争力的创新方法提供支持 3 4 协调联邦投资 目标 4 以投资组合 的视角来进行分析和调整 实现联邦政府各机构对先进制造投资的优化 联邦机构的研究 开发和部署投资 都直接或间 接地使美国先进制造受益 但这些投资往往由各机 构独立开展 通过把这些投资当成一个投资组合来 看待 调整投资策略 可扩大投资收益 具体措施包 括 1 协调联邦机构对工业公共资源的投资 2 增强并平衡对先进材料 各种生产技术平 台 先进制 造流程 设计和数据基础设施的投资 3 4 1联邦支持基于集群的合作 h 联邦政府对先进制造研发和私人工业不愿投资 的 厂 设施等进行投资 有助于有前途的
