2016美国国家制造创新网络战略计划-中文

5
制造业是美国经济与国家安全的关键
制造业在美国经济中扮演着重要角色，它在美国GDP中占 12%，在私营部门的研发投入中制造业占比超过2/3，制造业的研 发人员也占全国研发人员数量的2/3，而且制造业还带来绝大部 分的专利与产品出口。通常情况下，制造业员工要比同类非制造 业员工的薪酬高出14%。在地区以及全国范围内，制造业都具有 较高的经济乘数效应：每一个制造业的就业机会会给外部带来 1.6个工作机会；而对于先进制造，每一个先进制造业的就业机 会会给国家带来额外的5个工作机会。
这是NNMI项目的第一个战略规划，文中描述了此项目的愿 景与发展目标。该规划还确定了实现目标的方法，包括项目投资 战略、联邦政府投资的协调机制以及项目评估的指标体系等。
二战后，美国制造业驱动了经济发展。研究人员绝不会单单 研究创新，而是认为在国内的创新生态系统中，创新贯穿于整个
1
经济发展过程。随着新产品新服务的发展，它们不断规模化、商 业化并且分销到全球各地的消费者手中。
机构概况
这些机构是NNMI计划的核心，它们为产学研合作提供资源 设施，以跨越基础研究与生产之间的鸿沟，解决产业相关的问题。 它们将产业界、学术界（包括高校、科研院所等）、联邦实验室、 联邦政府、州政府以及地方政府联合起来，应对先进制造技术领 域的高风险挑战，并帮助制造企业在美国扩大生产。在美国当局 主管部门的授权下，这些机构由启动基金资助而设立。
美国国防部、其他联邦机构以及产业界使用制造成熟度与 技术成熟度来评估新技术的成熟度，为了保持一致性，本文一 致使用制造成熟度（MRL）。
制造创新机构被期望能够有助于创意想法从制造成熟度4 级升级为7级。当一个新系统、子系统或者系统组件被开发到 制造成熟度4级，它就得以通过实验室验证；在制造成熟度7级， 就可以以工程样机为载体通过典型使用环境验证
表1 技术成熟度等级与制造成熟度等级（TRL与MRL）
TRL1：基本原理清晰
MRL1：确定基本原理
TRL2：技术概念和应用设想明 MRL2：确定制造概念 确
MRL3：制造概念得到验证
12
TRL3：技术概念和应用设想通 MRL4：具备在实验室环境下生
过可行性验证
产技术验证件的能力
TRL4：技术方案和途径通过实 MRL5：具备在相关生产环境下
2014年秋季，美国总统科技顾问委员会（PCAST）正式建议 联邦政府作为最初的发起人，在先进制造领域构建全政府参与协 调的网络，国家制造创新网络（NNMI）在此过程扮演着重要角 色。
2
美国国会也对此作出了回应，2014年12月16日，美国国会正 式签署“美国制造与创新复兴法案”，正式出台国家制造创新网络 计划（NNMI）。这一法案明确美国商务部牵头组建协调先进制 造创新网络，国防与能源部等与先进制造业相关的政府部门也参 与其中，以指导工作。
为了响应立法号召，特制订本战略规划。这是跨部门的成就， 在已有经验机构的基础上，得以发展为长期可持续的NNMI计划。
NNMI计划有四项目标： 目标1：增强美国制造业的竞争力 目标2：促进创新技术向规模化、经济和高绩的效本土制造 能力的转化。 目标3：加速先进制造劳动力的发展。 目标4：支持帮助制造创新机构稳定、可持续发展的商业模 式。 NNMI计划的支撑点在于，当美国人团结在一起工作，并充 分利用人力资源时，美国就具有了最强大的力量。将各机构、以 及较大的机构网络、研究协会连接起来，有助于先进的生产技术
NNMI 计划旨在加速美国制造业的创新，提高先进制造能力。 NNMI计划主要包括2个组成要素：1）连接单一的制造创新机构2） 连接整个制造创新网络。
9
NNMI计划包括扩展的制造创新机构网络，其中每一家机构 都聚焦于应对竞争前技术与劳动力的挑战，使特定制造业领域规 模化发展，以提升经济竞争力与国家安全。网络中机构间的合作 研发在于整合产业链并引进新的制造技术与能力，这些机构也同 样支持教育、培训、劳动力发展项目以及技术转移。
6
而且，保持先进制造领域的技术优越性是维持国家安全，提 升全球竞争力的重要保障。强劲的制造业不仅可以稳定地提供国 防、商贸领域的货物、服务，也可以确保这些货物的完整性，尤 其是在经济和其他关键领域，比如在能源安全、食品安全、健康 安全、网络安全以及经济安全领域都需要先进制造业予以产品或 技术保障。
作为公私合作伙伴机构，在启动基金资助的5~6年间，这些 机构需要引进的非联邦资源要等于或超过联邦政府所提供的资 源，并实现自给自足。
制造创新机构是什么？
制造创新机构是为了开发全球领先技术，提升相应能力， 企业、学术机构、各级政府共同投资而设的公私合作协会。对 于有发展前景的技术的竞争前开发，每一个机构会为成员间的
NNMI计 划 的 历 史
认识到先进制造对美国经济的重要性，2011年，美国联邦政 府 设 立 先 进 制 造 合 作 伙 伴 计 划 （ Advanced Manufacturing Partnership），举国之力将政府、产业界、高校院所以及其他相 关方联合起来，去识别具有产业化潜力的新兴先进技术，以期望 为国内制造业带来更多的就业机会，增强美国制造业的全球竞争 力。2012年向美国总统提交的报告“捕捉国内先进制造的竞争优 势 ” 中 （ 2012 Report to the President on Capturing Domestic Competitive Advantage in Advanced Manufacturing），AMP指导 委员会为了提高美国制造业的竞争力而提出建议，其中的关键是 建议美国设立“国家制造创新机构网络”（national network of manufacturing innovation institutes），实现公私合作以促进先进 制造技术领域区域创新生态系统的发展。
11
先进制造人员的筹备
除了开发先进技术，为了利用最新的技术、方法，这些机构 还让当前以及将来的员工做好准备。在先进制造方面，作为网络 中心的每一家机构，会为机构成员提供可共享的基础设施，从而 使机构成员在竞争前技术挑战上相互合作学习。
制 造 成 熟 度 等 级 与 技 术 成 熟 度 等 级 （ Manufacturing Readiness Levels and Technology Readiness Levels）
10
合作提供必要的关注与先进设施。比如，一家机构可以为职工 提供先进制造领域的教育培训，一家机构可以促进先进制造领 域创新生态系统稳定可持续的发展。
构建制造创新生态系统 为了促进制造技术创新与技术转移，这些机构营造有活力的 高度合作的生态环境，期望在产品规模化、商业化上减少风险， 降低成本，同时增强制造创新生态系统的活力。 为了构建创新生态系统，机构成员间签订知识产权共享保护 协议，营造合作互信的生态环境，来自政府、企业、学术界的成 员明确各自的需求，而且机构成员相互合作共同研制研发投资路 线图，制定员工发展计划。 这些机构可以从成员自组织的集成项目团队中寻求竞争性 的项目提案，这种方式可以实现研发活动与员工培育的最大化发 展：1）将政府与产业界高度联合2）提供竞争性的奖励3）制造 产业链上由各方代表组成的集成项目团队4）从开始就建立起清 晰的成功商业化的路径。通过减少障碍、协调投资、减少浪费， 这种项目集资的方式可以增强制造创新生态系统的活力。
美国在制造业的领导地位面临挑战
目前，美国在制造业历史悠久的领导地位摇摇欲坠。尽管在 基础研究方面，美国历来享有全球领导者的长期声誉，但是许多 研究发现并没有为国家带来新产品，或提高国家的制造能力。产 生这一问题的主要原因在于，制造技术的复杂性、产业化的高投 资风险，而私营部门尤其是中小制造企业是无法独立承担这些的。 为此，美国需要提高产业的基础知识能力，共享产业间的技术、 设计与运作能力。基础研究与产业化之间的鸿沟降低了企业开发 新产品、优化生产流程的能力。
什么是先进制造？
先进制造指利用新方法生产现有产品或者利用新技术创造新 产品。
引言
制造业在美国国家安全与经济增长方面发挥着重要作用，它 在促进进一步创新方面可以提供应用知识，可以为军队、情报机 构以及国家安全机构以及整个国家提供必要的物资装备。具有全 球竞争力的国家制造业可以使发明、发现、研究成果以及新的创 意转化为更好地、新颖的产品或者使流程优化，以实现经济增长。 先进制造是产品得以内销、出口的重要技术来源，可以带动材料、 建筑、服务方面的需求，可以为美国工人创造高质量、高薪资的 工作机会。
验室验证
生产零部件原型的能力
TRL5：部件、功能模块通过典 MRL6：具备在相关生产环境下
型模拟环境验证
2015年8月，随着第七家制造创新机构的设立，美国国防部 与能源部决议在先进制造领域投资超5亿美元，而这吸引了10亿 美元的非政府配套资金。产业界、学术界以及地方政府大量的配 套资金说明业界对构建公私合作网络以提升美国制造能力具有 强大的需求。
8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图1 NNMI计划产生时间轴 国家制造创新网络计划概况
NNMI计划会使美国重建其在最近几年失去的制造能力密集 网络。将大、中、小型制造企业与学术机构、代理机构联合起来 可以重拾美国在全球制造业领域的领导地位。这样不仅会增强美 国自身的工业竞争力，也会带来国家的经济繁荣与安全保障。
4
国 家 制 造 创 新 网 络 （ NNMI） 为了提高生产力，增强竞争力，美国联邦政府推出NNMI计 划，以协调公、私部门在制造创新方面的投资。制造创新网络由 有前景的特定先进制造技术领域的相关机构组成。NNMI计划旨 在通过有效研发，技术升级、人才培养以及外延教育提高美国的 制造创新水平，以解决工业相关的制造问题。
数十年来，我们看到产品设备离岸发展，这一趋势开始于家 具、服装、纺织，最近扩大到高端制造业。2001年，美国的高端 技术制造业从贸易顺差转变为逆差，随后几年发生多米诺效应， 贸易逆差不断扩大。随着越来越少的技术商业化，产品商业化的 能力也在不断丧失，而这只会讲更多的生产转向海外。