工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 美國(guó)國(guó)家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI）

觀察一個(gè)生物體的最好對(duì)象是果蠅，因?yàn)樗膲勖诤芏蹋浅？焖俚爻尸F(xiàn)了一個(gè)生物的生與死，演化中各種精彩的過程片斷，都?jí)嚎s在一個(gè)非常少的時(shí)間段?！睹绹?guó)制造創(chuàng)新研究院解讀》一書，正是提供了一個(gè)這樣高強(qiáng)度聚焦的過程。
　　美國(guó)國(guó)家制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI），或者稱為制造業(yè)USA，是一幕徐徐拉開的全系列工業(yè)劇，從最初到現(xiàn)在，過去了五年，而且基本停止了財(cái)務(wù)意義上的生長(zhǎng)（特朗普上臺(tái)后連基本關(guān)注都沒有）。長(zhǎng)度剛剛好，一切可以仔細(xì)觀察。
　　作為一個(gè)由國(guó)家財(cái)政支持，致力于提升美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)實(shí)力和加強(qiáng)美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位的項(xiàng)目，截止到2017年1月，在美國(guó)已經(jīng)建立了14個(gè)，其中國(guó)防部（DoD）資助的創(chuàng)新研究院有8個(gè)，能源部（DoE）資助的創(chuàng)新研究院有5個(gè)，而商務(wù)部（DoC）資助的創(chuàng)新研究院只有1個(gè)，即生物制藥創(chuàng)新研究院（NIIMBL）。

　　圖1 局部集群 輻射全國(guó)

　　美國(guó)宏大的國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃也不少，例如，美國(guó)基因組計(jì)劃，投資比這個(gè)要大很多；而作為美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)主要委托方之一，美國(guó)國(guó)防部（DoD），在推動(dòng)工業(yè)界、院所等進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新方面都是駕輕就熟。然而，美國(guó)制造創(chuàng)新研究院在當(dāng)下仍然非常值得關(guān)注，因?yàn)樗浞直磉_(dá)了美國(guó)工業(yè)體系在調(diào)度資源上的章法。這一次，它呈現(xiàn)了規(guī)律性和重復(fù)性，是美國(guó)工業(yè)體系中難得一見的一次最為整齊的集體踢踏舞。
　　產(chǎn)學(xué)研都不容易
　　然而，這樣的組織其實(shí)協(xié)調(diào)難度還是很大的。產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的合作向來(lái)并不容易。即使在美國(guó)，同樣有難度。利益既不能太清晰，以至于聯(lián)盟成員會(huì)相互提防甚至大打出手；但目標(biāo)也不能太模糊，使得聯(lián)盟合作貌合神離。在中國(guó)，這種現(xiàn)象太普遍了。三個(gè)和尚就會(huì)沒水吃，利益方如果再多，更是松散而難成事。
　　在美國(guó)，產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制有著更長(zhǎng)久的歷史。早在二十世紀(jì)七十年代，面對(duì)日韓半導(dǎo)體的崛起，美國(guó)半導(dǎo)體界非常恐慌，形成了產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和政府聯(lián)合起來(lái)的SEMATech半導(dǎo)體制造技術(shù)聯(lián)盟。這種政府支持的PPP公私合營(yíng)推進(jìn)創(chuàng)新的模式，對(duì)于美國(guó)重新奪回半導(dǎo)體對(duì)日本的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先地位，居功至偉。而在九十年代， 由于不愿因?yàn)檎Y助而不得不接受一些條款和發(fā)展方向的限制， 1996年終止聯(lián)邦制政府的補(bǔ)貼，如今已經(jīng)成為半導(dǎo)體制造商組成的行業(yè)研究機(jī)構(gòu)。
　　這些政府參與的利弊和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，或多或少也會(huì)體現(xiàn)在美國(guó)制造創(chuàng)新研究院的運(yùn)作機(jī)制中。美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，一開始就給聯(lián)邦政府設(shè)定了退出機(jī)制，政府在創(chuàng)新院的投入計(jì)劃，一般是七年為周期完成退出。另外，聯(lián)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(guó)制造創(chuàng)新研究院正是美國(guó)工業(yè)體系的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)縮影。尊重既定的傳統(tǒng)工業(yè)史，看看那些曾經(jīng)走過的歷程，是面向未來(lái)的一種必要的方式。
　　《美國(guó)制造創(chuàng)新研究院解讀》一書正是從觀察和記錄的嘗試，采用了遠(yuǎn)焦和近焦兩個(gè)鏡頭角度進(jìn)行展開。主要是從采用了遠(yuǎn)焦鏡頭，從十年多來(lái)美國(guó)制造的報(bào)告、戰(zhàn)略角度，可以發(fā)現(xiàn)“美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)”并不是突然的戰(zhàn)略行為，它內(nèi)含的邏輯，并不是“工業(yè)再振興”所激發(fā)的，而是一種多年創(chuàng)新機(jī)制發(fā)展的延續(xù)。與此同時(shí)，14個(gè)創(chuàng)新研究院的各自緣起、發(fā)展機(jī)制和重點(diǎn)發(fā)展方向，也是作為近焦鏡頭，進(jìn)行了放大，從而可以清楚看到不同的創(chuàng)新研究院的一舉一動(dòng)。
　　美國(guó)NNMI創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)大致可以劃分為五大技術(shù)領(lǐng)域。

　　圖2 五大類別

　　一個(gè)是電子學(xué)：AIM集成光子電路創(chuàng)新中心、NextFlex柔性混合電子制造創(chuàng)新中心、Power America大功率半導(dǎo)體器件創(chuàng)新中心；一個(gè)是材料：LIFT輕量材料和技術(shù)創(chuàng)新中心、IACMI復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中心、AFFOA革命性纖維及織物創(chuàng)新中心；一個(gè)是能源使用與環(huán)境影響：RAPID模塊化學(xué)流程集約化創(chuàng)新中心、CESMII清潔能源智能制造創(chuàng)新中心、REMADE材料生產(chǎn)能源消耗及排放降低創(chuàng)新中心；其中數(shù)字自動(dòng)化也是重點(diǎn)，包括DMDII數(shù)字制造及設(shè)計(jì)創(chuàng)新中心、America Makes增材制造創(chuàng)新中心、ARM先進(jìn)機(jī)器人創(chuàng)新中心。最后一個(gè)是生物制造：BioFabUSA 先進(jìn)再生制造創(chuàng)新中心、NIIMBL生物制藥創(chuàng)新中心。

　　圖3 美國(guó)制造創(chuàng)新的五大領(lǐng)域

　　這些每個(gè)創(chuàng)新院具體的目標(biāo)、方向和技術(shù)路線圖，讀者可以從《美國(guó)制造創(chuàng)新研究院解讀》一書的下篇中一一找到答案。
　　誰(shuí)是創(chuàng)新中心主體
　　企業(yè)毫無(wú)疑問是商業(yè)創(chuàng)新的主體。然而，對(duì)于美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)而言，這個(gè)結(jié)論或許是文不對(duì)題的一個(gè)正確答案。
　　截止2016財(cái)年，制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)NNMI一共有830個(gè)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(yè)，有341個(gè)；高等院校和科研機(jī)構(gòu)共有177個(gè)，占21%；有105個(gè)聯(lián)邦、州和地方政府機(jī)構(gòu)及非盈利組織，占13%（圖4）。

　　圖4 NNMI的成員構(gòu)成

　　光從數(shù)目來(lái)看，毫無(wú)疑問，制造業(yè)占據(jù)主要位置。然而每個(gè)創(chuàng)新研究院的會(huì)員層級(jí)都是分級(jí)（有的甚至可以分為10級(jí)）。但一個(gè)創(chuàng)新中心的主導(dǎo)權(quán)，主要是由第一個(gè)層級(jí)所決定。

　　圖5 非制造業(yè)占據(jù)更多金字塔尖

　　當(dāng)然其他實(shí)體，也是包括院所、非營(yíng)利機(jī)構(gòu)、政府的雜牌軍，利益訴求也會(huì)多元化。但這種設(shè)計(jì)的奧妙就在于，這是一次關(guān)于科技成果“墻內(nèi)開花墻外香”的拓展，其重點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)院所成果的轉(zhuǎn)化。
　　NNMI創(chuàng)新研究院采用PPP公私合營(yíng)模式，由聯(lián)邦政府與非聯(lián)邦政府預(yù)算共同組成，要求至少達(dá)到1：1的比例。非聯(lián)邦的配套資金，需要?jiǎng)?chuàng)新院自行運(yùn)作，可以來(lái)源于州政府撥款以及會(huì)員投入的資金。會(huì)員費(fèi)，也可以算作配套資金。另外，創(chuàng)新研究院進(jìn)行調(diào)研、開展咨詢獲得的收入或者項(xiàng)目收入，都可以算作配套資金。
　　NNMI創(chuàng)新研究院進(jìn)行的不是基礎(chǔ)研究，而是做轉(zhuǎn)化?；A(chǔ)研究還是以學(xué)校為主來(lái)開展的。NNMI開展的前后幾年，美國(guó)制造業(yè)整個(gè)情況已經(jīng)逐漸有了一些進(jìn)展，例如，有新的工廠開始運(yùn)行、投資有所增加、就業(yè)的人口數(shù)量增長(zhǎng)，制造就業(yè)人口從2010年開始至今大概增加了一百萬(wàn)左右。另外，整個(gè)社會(huì)對(duì)于制造業(yè)的價(jià)值觀也慢慢的發(fā)生了改變，尤其是特朗普采用各種方式大力呼吁和推動(dòng)，其效果還有待慢慢觀察。
　　知識(shí)產(chǎn)權(quán)是第一原則
　　根據(jù)適用于商業(yè)應(yīng)用的階段，技術(shù)成熟度TRL提供了一個(gè)1-9級(jí)的評(píng)估門檻。美國(guó)的基礎(chǔ)研究非常多，在全球領(lǐng)先，但大多數(shù)集中在1-3。而技術(shù)成熟度在8-9級(jí)，已經(jīng)基本接近于商業(yè)早期應(yīng)用，算是藍(lán)海范疇。唯有技術(shù)成熟度在4-7的這個(gè)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(hù)和推進(jìn)這個(gè)階段的發(fā)展。
　　而要做到對(duì)技術(shù)成熟度進(jìn)行評(píng)估，首先要做的就是必須與知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）結(jié)合在一起。當(dāng)轉(zhuǎn)化成果得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)入了更高的技術(shù)成熟度TRL8-9，那么根據(jù)事先的規(guī)定，有些機(jī)構(gòu)享有優(yōu)先權(quán)。就需要另外的機(jī)構(gòu)，重新組織工作；如果享有優(yōu)先權(quán)的機(jī)構(gòu)不想繼續(xù)開發(fā)，也可以轉(zhuǎn)讓給其他組織，然后獲得授權(quán)收入。因此，知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)是非常重要的。
　　管理機(jī)制的設(shè)計(jì)也是一門學(xué)問，每個(gè)創(chuàng)新研究院都必須有治理委員會(huì)，由10人組成。每個(gè)創(chuàng)新院的收費(fèi)不同，委員一部分來(lái)自一級(jí)會(huì)員組織的機(jī)構(gòu)代表，但每個(gè)機(jī)構(gòu)只能有一個(gè)席位。治理委員會(huì)可以決定知識(shí)產(chǎn)權(quán)的歸屬。對(duì)于新加入的會(huì)員，如果提前帶著知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)來(lái)，那就需要提前規(guī)定。
　　風(fēng)波預(yù)算：一路有坎兒
　　從成立時(shí)間上看，2012年8月，第一個(gè)NNMI旗下的America Makes（美國(guó)造）增材制造創(chuàng)新中心即宣告成立。當(dāng)時(shí)NNMI計(jì)劃尚未被國(guó)會(huì)批準(zhǔn)授權(quán)，這是由美國(guó)國(guó)防部依賴當(dāng)時(shí)現(xiàn)有撥款組建的創(chuàng)新中心，主要目的是試驗(yàn)NNMI創(chuàng)新模式。這是一個(gè)典型的“未婚先孕”的創(chuàng)新中心，也是創(chuàng)新路上本身對(duì)體制的一種突破。
　　2014年12月16日，美國(guó)總統(tǒng)簽署 RAMI Act法案，國(guó)會(huì)批準(zhǔn)該法案為NNMI項(xiàng)目從2016至2020年提供6億美元，最高限額達(dá)10億美元的政府財(cái)政撥款，成為NNMI正式成立的標(biāo)志。NNMI項(xiàng)目最高限額10億美元的政府財(cái)政撥款，如果平均到14個(gè)研究院中，聯(lián)邦撥款平均為7000萬(wàn)美元，但是實(shí)際情況并非平均分配。聯(lián)邦撥款按照每年度進(jìn)行發(fā)放，大約分發(fā)5至7年。實(shí)際上，這也要看每年美國(guó)國(guó)會(huì)審定的情況。而現(xiàn)狀是，每年撥款在逐步減少。
　　工業(yè)復(fù)興法案RAMI通過之后，規(guī)定了AMNPO辦公室需要進(jìn)行14個(gè)機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)。另外國(guó)家級(jí)的先進(jìn)制造計(jì)劃AMP，每四年要更新一次，2018年是個(gè)更新交替年，這也是公開面向整個(gè)社會(huì)的。
　　隨著美國(guó)政府重新評(píng)估奧巴馬清潔能源計(jì)劃，2018年環(huán)保署的預(yù)算也大幅削減31%。環(huán)保署減少預(yù)算，主要原因是對(duì)環(huán)保署的定位正在進(jìn)行全新評(píng)估，因?yàn)槿绻ㄎ皇情_展基礎(chǔ)研究，就不需要做應(yīng)用研究了。美國(guó)能源部（DoE）也面臨同樣的問題，也需要面向基礎(chǔ)研究，而非應(yīng)用研究。作為面向應(yīng)用研究的NNMI，都會(huì)受到一定影響，尤其是5個(gè)能源部管轄的創(chuàng)新研究院，尤其是清潔能源智能制造創(chuàng)新研究院（CESMII）,屬于應(yīng)用研發(fā)部門，預(yù)算更容易被減少。但這并不是因?yàn)镹NMI的問題，而是因?yàn)槟茉床康亩ㄎ恍枰獪p少應(yīng)用研發(fā)而造成的。
　　就費(fèi)用管理而言，辦公室的費(fèi)用由商務(wù)部來(lái)出。美國(guó)商務(wù)部（DoC）2018年資助NNMI的預(yù)算是1500萬(wàn)美元，直接撥款到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）。這其中，1000美萬(wàn)是投入到生物制藥創(chuàng)新研究院（NIIMBL）——商務(wù)部唯一領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究院，另外500萬(wàn)美元由先進(jìn)制造國(guó)家計(jì)劃辦公室（AMNPO）用于14個(gè)NNMI研究院的協(xié)調(diào)工作。目前AMNPO需要解決的兩個(gè)問題，一是5-7年后怎么辦，需要有明確的設(shè)計(jì)；二是當(dāng)前的14創(chuàng)新研究院，是非常獨(dú)立的，管理方式不同，需要有一些相對(duì)統(tǒng)一的規(guī)范。
　　RAMI法案已經(jīng)批準(zhǔn)在2016-2020年開展NNMI，那項(xiàng)目總會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。只是14個(gè)創(chuàng)新研究院各自發(fā)展的力度，可能會(huì)有一定的調(diào)整。
　　對(duì)NNMI創(chuàng)新中心的進(jìn)行考核評(píng)價(jià)
　　美國(guó)政府扶持制造業(yè)創(chuàng)新的規(guī)矩是：前期播下一顆顆種子，中期必然會(huì)指定一個(gè)麥田守望者。
　　按照2014年RAMI法案的要求，美國(guó)國(guó)會(huì)下屬的政府問責(zé)局（GAO）需要每2年提交一份關(guān)于NNMI的評(píng)估報(bào)告， 2017年4月GAO提交了一份《商業(yè)能夠促進(jìn)創(chuàng)新研究院與其他組織的協(xié)作》的報(bào)告，并提交國(guó)會(huì)委員會(huì)。按照法案的要求，這個(gè)評(píng)估工作需要一直持續(xù)到2024年結(jié)束。
　　另外，美國(guó)先進(jìn)制造辦公室（AMNPO），也委托了第三方德勤公司，給出了評(píng)估報(bào)告。其中，主要從四個(gè)方面對(duì)NNMI創(chuàng)新中心進(jìn)行考核評(píng)價(jià)：對(duì)美國(guó)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的影響、財(cái)務(wù)杠桿、技術(shù)先進(jìn)性和培養(yǎng)領(lǐng)先的制造業(yè)勞動(dòng)力。

　　圖6 考核評(píng)價(jià)指標(biāo)

　　可以看出，人才教育，也是一個(gè)考核的重點(diǎn)。事實(shí)上，這是“制造業(yè)USA”的三大支柱之一。

　　圖7 制造業(yè)USA的三大基石

　　各個(gè)創(chuàng)新中心大約有28000人次參加了人才培養(yǎng)計(jì)劃，2萬(wàn)多名大學(xué)生參與了研發(fā)項(xiàng)目、實(shí)習(xí)和培訓(xùn)，1000多名教師和培訓(xùn)師進(jìn)行了教學(xué)培訓(xùn)。

　　圖8 人才培訓(xùn)的分布

　　可以看出來(lái)，面向大學(xué)生、面向教育者，是一個(gè)對(duì)未來(lái)就業(yè)進(jìn)行塑造的關(guān)鍵動(dòng)作。這一點(diǎn)，對(duì)中國(guó)當(dāng)下制造創(chuàng)新中心很少關(guān)心人才培養(yǎng)問題，是一個(gè)巨大的反差。
　　區(qū)域創(chuàng)新與路徑依賴
　　美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)一向以生態(tài)自居，以培養(yǎng)未來(lái)的先進(jìn)制造集群為目標(biāo)，或者更簡(jiǎn)單地說，它再次凸顯了產(chǎn)業(yè)集群的演化與跳躍概念，尤其是 “先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)群”的孵化問題。制造創(chuàng)新，到底跟區(qū)域歷史，是一個(gè)什么關(guān)系？根據(jù)演化經(jīng)濟(jì)學(xué)的概念，區(qū)域發(fā)展有著深度的路徑依賴和制約，而隱性知識(shí)的異地傳播則帶有很大的難度，這使得一個(gè)地區(qū)，是否可以跳開既有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，成為一個(gè)巨大的謎團(tuán)。
　　美國(guó)制造創(chuàng)新研究院并沒有挑戰(zhàn)這樣的問題，它基本上都是在原有工業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)生的，五大湖的分布依然優(yōu)勢(shì)明顯。像輕質(zhì)材料研究院放在底特律、機(jī)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(jīng)濟(jì)學(xué)的一個(gè)影子，跟在那些志在銳意創(chuàng)新的行動(dòng)者的屁股后面。德國(guó)的魯爾谷，或者美國(guó)的馬薩諸塞州128公路的案例表明，一旦衰退的路徑依賴機(jī)制被確立，那么制度和文化鎖定，會(huì)使得脫離這條軌跡非常困難。硅谷樹立了一個(gè)“憑空移植高新產(chǎn)業(yè)區(qū)”的全球典范，隨后臺(tái)灣新竹、印度班加羅爾都在學(xué)習(xí)這種模式，幾十年下來(lái)，新竹工業(yè)園曾經(jīng)被認(rèn)為是成功，但現(xiàn)在依然是失敗。而當(dāng)年立志做中國(guó)硅谷的中關(guān)村，在經(jīng)歷了輝煌的PC機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代之后，已經(jīng)難以擔(dān)當(dāng)重任，當(dāng)下更像是剩下一個(gè)亮閃閃的“金皮包公司”。為什么有資金、有人才、有產(chǎn)業(yè)鏈的中關(guān)村，仍然無(wú)法鎖定持續(xù)的高科技之地？這些思考，本不是美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)所需要思考的范疇，但再往前走幾步，產(chǎn)業(yè)集群的生態(tài)問題，就會(huì)重新浮現(xiàn)出來(lái)。
　　不可否認(rèn)，如美國(guó)學(xué)者Walker所說，一個(gè)區(qū)域的“生產(chǎn)文化”，可以認(rèn)為是“產(chǎn)業(yè)歷史在當(dāng)下被逐字逐句的具體體現(xiàn)”。這些文化是特定區(qū)域的歷史資產(chǎn)，也可能是歷史包袱。這是先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)集群總是要面對(duì)的問題。美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)也不例外。
　　小記
　　美國(guó)制造創(chuàng)新研究院將美國(guó)科技學(xué)術(shù)界、企業(yè)和官方的整個(gè)目標(biāo)，凝練在一個(gè)五年的連續(xù)鏡頭之后，它之前的邏輯很深，之后的故事很長(zhǎng)。美國(guó)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)既有美國(guó)產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)的運(yùn)行機(jī)制，又有對(duì)未來(lái)高端制造的方向選擇。更重要的是，它的招標(biāo)流程、技術(shù)路線圖的規(guī)劃、政府宣傳的手段等，都透出了美國(guó)方式。這是最值得學(xué)習(xí)和借鑒的地方。而不同的創(chuàng)新研究院呈現(xiàn)出不同的色彩和形狀，很難是一個(gè)模子放出來(lái)的——這也是美國(guó)制造創(chuàng)新研究院被一些官員詬病的地方，放權(quán)太大，管理松散，難以進(jìn)行業(yè)績(jī)?cè)u(píng)估。
　　盡管看上去它只是美國(guó)制造產(chǎn)業(yè)的很小一部分，但也呈現(xiàn)出美國(guó)工業(yè)恐龍的皮影戲般的效果?！睹绹?guó)制造創(chuàng)新院解讀》一書只能提供一個(gè)剪影輪廓，要想還原成生龍活虎的真實(shí)立體效果，還需要依賴產(chǎn)學(xué)研各界共同的努力和實(shí)踐。
　　中國(guó)制造的創(chuàng)新中心正在被寄予厚望。目前國(guó)家級(jí)有5個(gè)，而省級(jí)創(chuàng)新中心則達(dá)到48個(gè)，正在呈現(xiàn)創(chuàng)新浪潮高漲的態(tài)勢(shì)。此一刻，美國(guó)制造創(chuàng)新研究院的發(fā)展，就是一個(gè)活生生的樣本。意味深長(zhǎng)的是，二者之間的運(yùn)行機(jī)制和秉承理念的不同，可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了二者在名字和政策上的相同之處。