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兩年前，耐克公司推出名為Flyknit的全新跑鞋。與工人密集守在流水線上剪裁、拼接、縫紉、粘貼的傳統(tǒng)制鞋工藝不同，這種鞋是織出來的。一臺(tái)由計(jì)算機(jī)精密控制的編織機(jī)將輕型合成線織成一張完整的鞋面，鞋面接上鞋舌和鞋底后就變成了成品。Flyknit結(jié)實(shí)又輕巧，穿在腳上有“第二層皮膚”的貼合感。相比普通跑鞋，F(xiàn)lyknit可減少面料浪費(fèi)80%，重量減輕近一半，耗費(fèi)的人工和生產(chǎn)時(shí)間也大為縮減。8 Q |% r2 `" a" T3 \
通用電氣公司是全球主要噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商，其一直是用鑄造和焊接工藝生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴。在手掌大小的噴嘴中，有20多個(gè)金屬小零部件，需要耗費(fèi)很多工時(shí)焊接?，F(xiàn)在，通用電氣準(zhǔn)備改用3D打印，將電腦控制的激光束精準(zhǔn)投射在鈷鉻合金粉末上，使其融化在預(yù)定位置，以20微米的厚度層層疊加，最后形成噴嘴。3D激光打印新工藝更省時(shí)省料，成品更輕，可使飛機(jī)更加省油。, _ p4 H% e! L1 I 近年來，越來越多的美國企業(yè)正在引入先進(jìn)的制造技術(shù)，顛覆小到跑鞋、大到飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件的制造過程。在美國決策者看來，“先進(jìn)制造”是振興美國制造業(yè)、刺激就業(yè)增長、提升全球競爭力的機(jī)遇。: @/ f) b. L* x# l# O( d 政府積極推動(dòng)“先進(jìn)制造” ; n% \$ x" W- }% Z: i* ? “先進(jìn)制造”是指制造業(yè)對(duì)信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等加以綜合運(yùn)用，以新技術(shù)、新材料、新工藝改造現(xiàn)有產(chǎn)品制造方式，或研發(fā)新產(chǎn)品。9 U+ |! m2 Y, [5 O 5 M) o z, s1 w 先進(jìn)制造技術(shù)的快速發(fā)展源于一系列集中出現(xiàn)的趨勢(shì)。比如，云計(jì)算和大數(shù)據(jù)服務(wù)成本低，易于獲??；使機(jī)器更智能的電子傳感器、微處理器等部件造價(jià)大為降低；軟件和通訊技術(shù)越來越先進(jìn)，全面提升制造業(yè)管理的精確程度，并催生新的合作形式等。 美國在推進(jìn)先進(jìn)制造方面具備顯著優(yōu)勢(shì)。在發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)，復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)是關(guān)鍵之一。美國是軟件開發(fā)最先進(jìn)的國家，在軟件行業(yè)長期稱霸。世界上80%的軟件是在美國開發(fā)，全球百強(qiáng)軟件業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)有65%的總部在美國。美國領(lǐng)先的部分原因是在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育和研究方面的傳統(tǒng)實(shí)力，同時(shí)也得益于創(chuàng)新文化、吸引世界最佳人才的硅谷企業(yè)家精神等因素。/ u/ t. O* A0 [' d/ C9 l ! _' m. M, n+ e1 o2 R 另一方面，美國的制造業(yè)正面臨巨大挑戰(zhàn)。2000年，美國約三分之一的制造業(yè)工作崗位流失海外。而近年來先進(jìn)制造技術(shù)的迅速發(fā)展讓美國看到了翻盤的機(jī)遇。美國國內(nèi)一些人士認(rèn)為，美國不應(yīng)再與低制造成本的國家競爭，競相趨劣，而應(yīng)把精力集中在能產(chǎn)生高價(jià)值、提供高薪資、在環(huán)保上可持續(xù)、短期內(nèi)不易被其他國家復(fù)制的制造業(yè)活動(dòng)，也就是先進(jìn)制造業(yè)。奧巴馬在2014年國情咨文中宣稱，美國有機(jī)會(huì)在下一波高技術(shù)制造業(yè)就業(yè)崗位的競爭中壓倒其他國家。" D3 ]8 d: [: R* q; U v ! h, M3 U% E/ M1 s& f5 J 為落實(shí)振興制造業(yè)的戰(zhàn)略，奧巴馬政府在2012年宣布出資10億美元，打造一個(gè)全國制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，首批包括15個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新研究所。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)以政府與產(chǎn)、學(xué)界合作的方式，通過共同投資有廣泛應(yīng)用的先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)，加速創(chuàng)新，縮小從基礎(chǔ)研究、產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品制造和商業(yè)化之間的差距，旨在幫組企業(yè)特別是小企業(yè)獲取尖端制造能力和設(shè)備，為培養(yǎng)和培訓(xùn)適應(yīng)先進(jìn)制造業(yè)要求的技術(shù)工人創(chuàng)造環(huán)境。根據(jù)美國政府計(jì)劃，在未來10年內(nèi)，加入全國制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)創(chuàng)新研究所數(shù)量將增加到45個(gè)。 M. k( \; B$ y # d- d3 a3 ~1 _ H l1 I 與此同時(shí)，聯(lián)邦政府還增加了對(duì)先進(jìn)制造研發(fā)項(xiàng)目的投資。2013財(cái)年的投資額為2億美元，較上一年增加近兩成。投資項(xiàng)目涉及先進(jìn)材料、智能制造、生物制造等領(lǐng)域。 “創(chuàng)新研究所”專注技術(shù)研發(fā) * U# U3 k# B+ }2 X “制造業(yè)創(chuàng)新研究所”是創(chuàng)新研發(fā)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱，其中不同的研究所有各自的關(guān)注領(lǐng)域，因此具體名稱各異。但它們的共同目的都是增強(qiáng)美國制造業(yè)的競爭力，刺激新企業(yè)誕生，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 0 k5 v# E1 M- t/ ] 制造業(yè)創(chuàng)新研究所分布在全國各地，由所在地的高?；蛴袑?shí)力的相關(guān)企業(yè)牽頭。參與組建的各級(jí)政府部門以及來自全國的研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)、高校、勞工組織等都是利益攸關(guān)方。制造業(yè)創(chuàng)新研究所的運(yùn)作資金來源為聯(lián)邦政府投入，加上私營部門和非聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的配比投資。兩年來，已經(jīng)有4個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新研究所相繼成立，還有4個(gè)正在籌建中。0 K% ]6 a: w- q; b& S- C 首先成立的試點(diǎn)是位于俄亥俄州揚(yáng)斯敦的全國增材制造（即3D打印技術(shù)）創(chuàng)新研究所，又名“美國制造”。這個(gè)研究中心專注于幫助美國增強(qiáng)3D打印技術(shù)的實(shí)力，目前有20多個(gè)合作研究項(xiàng)目正在進(jìn)行。作為一種快速成型技術(shù)，3D打印正在改變制造業(yè)游戲規(guī)則，可以應(yīng)用于航天、汽車、消費(fèi)品、醫(yī)療器械、食品等一系列制造行業(yè)。 國防部、能源部和其他相關(guān)聯(lián)邦政府部門向“美國制造”先期投入了3000萬美元，包括制造商、大學(xué)、社區(qū)學(xué)院、非營利組織等在內(nèi)的100多個(gè)成員配比投資逾4000萬美元，這顯示了業(yè)界對(duì)參與制造業(yè)創(chuàng)新研究所的熱情。各成員進(jìn)行設(shè)計(jì)、材料、技術(shù)、勞動(dòng)力等方面的合作，并享受諸多好處，比如獲得新的研發(fā)資金、知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及僅向成員提供的數(shù)據(jù)等。 7 o/ s n( v5 X2 z! i _& |0 t 繼“美國制造”之后的3個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新研究所都是在競爭的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。北卡羅來納州立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的“下一代電力電子學(xué)制造業(yè)創(chuàng)新研究所”由能源部投入7000萬美元，25個(gè)成員配比投資，重點(diǎn)是推動(dòng)研發(fā)高功率、節(jié)能電子芯片和設(shè)備。這項(xiàng)技術(shù)將使工業(yè)馬達(dá)、個(gè)人電子設(shè)備、電網(wǎng)支持設(shè)備、軍用衛(wèi)星等運(yùn)行更快、體積更小、效率更高。3 I" e) q7 U0 F$ r9 o' d0 C 總部在芝加哥的“數(shù)字制造和設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究所”由伊利諾伊大學(xué)實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)，以國防部為主的聯(lián)邦政府部門投入7000萬美元，73個(gè)成員單位的配比投資超過2.3億美元。研究所在世界領(lǐng)先的制造商與尖端軟件公司之間建立起合作關(guān)系，主要解決各種設(shè)計(jì)、工程、制造和維護(hù)系統(tǒng)之間相互轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的問題。$ w2 D q! ]: }5 @1 ^ ( v' g3 O. y2 z+ [/ ^. A 總部在密歇根州底特律的“輕型和現(xiàn)代金屬制造業(yè)創(chuàng)新研究所”由愛迪生焊接研究所主導(dǎo)，國防部為此投入7000萬美元，成員單位有60個(gè)，主要是解決輕型、高性能金屬及合金產(chǎn)品在制造過程中的障礙，擴(kuò)大這些產(chǎn)品的市場(chǎng)。 1 U# a/ c9 p) ~) H 總體來看，每一個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新研究所都在力爭成為世界領(lǐng)先的制造業(yè)技術(shù)地區(qū)中心，涵蓋設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、供應(yīng)鏈、技工培訓(xùn)等制造業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)，相當(dāng)于形成一個(gè)制造業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。 i) p; `" s3 x; k( x" T 公私合作刺激企業(yè)創(chuàng)新 制造業(yè)創(chuàng)新研究所由政府牽頭建立、協(xié)調(diào)并資助，私營實(shí)體跟進(jìn)投資、具體落實(shí)，顯示政府部門與私營部門的有力合作。公私合作關(guān)系是美國聯(lián)邦政府推動(dòng)先進(jìn)制造的一個(gè)方式，事實(shí)上也是美國創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要部分。聯(lián)邦政府資助研發(fā)項(xiàng)目，通過政府采購等措施推動(dòng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，這些都有助于營造鼓勵(lì)企業(yè)研究、創(chuàng)新的環(huán)境。 歷史上，公私合作關(guān)系對(duì)于美國研發(fā)世界前沿技術(shù)起到關(guān)鍵作用。比如，國防部的支持和推動(dòng)引導(dǎo)私營公私取得互聯(lián)網(wǎng)、全球定位系統(tǒng)、半導(dǎo)體等重大科技成果。硅谷的誕生和興起尤為典型地表明政府扶持對(duì)科技研發(fā)的影響。曾有評(píng)論認(rèn)為，如果沒有國防部的投資和支持，硅谷或許不會(huì)像今天這樣成為全球微電子研發(fā)和生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)力。- p; e8 f N! N" e. P 先進(jìn)制造的技術(shù)創(chuàng)新和突破需要持續(xù)而大量的投資，但相關(guān)的前沿技術(shù)研究通常存在較大技術(shù)和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)等私營部門往往不愿給予足夠投入，擔(dān)心不能充分享有投資所產(chǎn)生的收益。另外，私營企業(yè)利潤率縮減，獲得的銀行貸款等外部資本減少，缺乏投資新技術(shù)的能力。對(duì)此，聯(lián)邦政府率先提供支持就顯得很有必要。政府的支持可分為不同途徑體現(xiàn)，包括直接撥款和公私合作等不同方式，其中公私合作研發(fā)更能帶動(dòng)私營部門的跟進(jìn)投入，刺激創(chuàng)新積極性。* D; z( ]' I3 T/ Y, ~3 n 0 T" r& G( o+ E O 企業(yè)積極擁抱先進(jìn)技術(shù)1 H) W4 ]8 G6 B5 ^& z0 h) P( j; X 在聯(lián)邦政府倡導(dǎo)建立全國性、規(guī)?；冗M(jìn)制造技術(shù)研究中心的同時(shí)，美國許多企業(yè)也在各自努力擁抱先進(jìn)制造技術(shù)，打破傳統(tǒng)方式，提升競爭力。目前，實(shí)行先進(jìn)制造的工廠已經(jīng)大量采用機(jī)器人、計(jì)算機(jī)、激光以及其他現(xiàn)代技術(shù)。在美國中西部最新建造的幾架汽車制造廠，生產(chǎn)車間的工人手里最常用的工具不再是扳手和改錐，而是平板電腦。; `8 T( H/ \3 H9 n 以本文開頭時(shí)提到的通用電氣公司為例，其將用激光打印取代傳統(tǒng)的鑄造和焊接工藝，在3年內(nèi)每年生產(chǎn)2.5萬個(gè)3D打印鈷鉻燃油噴嘴，并將其用于新型噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。通用還在探索將3D打印技術(shù)應(yīng)用于其他產(chǎn)品的制造，將打印材料擴(kuò)展到范圍更廣的金屬合金，比如鈦鋁和鎳鉻合金。, [# s+ G v, x& b: d . G# X) Q+ j2 }* D 通用電氣在紐約州的一家新建鈉鎳電池廠實(shí)現(xiàn)了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)管理，引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。一萬多個(gè)傳感器布滿近1.7萬平方米的生產(chǎn)空間，它們都與一個(gè)高速內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，跟蹤和收集多項(xiàng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，比如用來烤制電池陶瓷內(nèi)芯的粉末的批次、烤制的溫度、生產(chǎn)每個(gè)電池的耗電量，甚至還有所在地的氣壓。員工用平板電腦從廠區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)調(diào)取數(shù)據(jù)。管理人員即使下班后，也可以通過智能設(shè)備及時(shí)接收傳感器發(fā)出的報(bào)警信息，查看傳感器記錄的情況，以便做出應(yīng)對(duì)。技術(shù)人員利用在工廠生成的海量數(shù)據(jù)不斷改進(jìn)工藝流程，查堵問題。 產(chǎn)學(xué)合作培訓(xùn)技術(shù)人才 + t. x- [9 A! {8 G& A/ v! { 先進(jìn)制造對(duì)勞動(dòng)者的素質(zhì)提出更高要求，他們需要掌握設(shè)置、跟蹤和控制制造工藝流程的生產(chǎn)技能，不斷改進(jìn)制造工藝流程的加工設(shè)計(jì)及開發(fā)技能，還需要掌握扎實(shí)的計(jì)算機(jī)技能，具備理解復(fù)雜生產(chǎn)工序的能力，以及有效進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作的能力。 美國的社區(qū)學(xué)院承擔(dān)著培養(yǎng)勞動(dòng)大軍的職能。聯(lián)邦政府兩年前建立了80億美元的社區(qū)學(xué)院職業(yè)發(fā)展基金，目標(biāo)是培訓(xùn)200萬技術(shù)工人，直接填補(bǔ)高標(biāo)準(zhǔn)要求的工作崗位，其中就包括先進(jìn)制造業(yè)工作崗位。這些資金將用于支持社區(qū)學(xué)院與企業(yè)開展培訓(xùn)技術(shù)人才的合作計(jì)劃。& n& N1 J u, i: {# U- [+ B* G3 ` 制造業(yè)創(chuàng)新研究所的功能之一是“訓(xùn)練工廠”，以其所集合的豐富資源，為教育和培訓(xùn)各個(gè)層次的學(xué)生、工人提供獨(dú)特的機(jī)會(huì)。 ) A8 u; {0 W# | x 美國一些制造業(yè)企業(yè)與教育、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也在嘗試合作辦學(xué)的人才培養(yǎng)方式。這些試行項(xiàng)目把課堂培訓(xùn)與親手實(shí)踐相結(jié)合，吸引年輕人學(xué)習(xí)先進(jìn)的勞動(dòng)技能。比如，西門子美國公司和其他6家技術(shù)公司與北卡州皮德蒙社區(qū)學(xué)院聯(lián)合開展“學(xué)徒2000”計(jì)劃。參加該項(xiàng)目的高中畢業(yè)生既在社區(qū)學(xué)院學(xué)習(xí)，又到西門子的一家渦輪機(jī)制造廠工作，兩者交替進(jìn)行。學(xué)生不僅不用交學(xué)費(fèi)，而且無論是學(xué)習(xí)還是工作，都領(lǐng)取薪水。3年半后畢業(yè)時(shí)，學(xué)生即被西門子美國公司錄取為正式員工，工資待遇甚至比4年制大學(xué)本科畢業(yè)生還高。此外，他們還獲得機(jī)械電子專業(yè)副學(xué)士學(xué)位和被很多公司承認(rèn)的技師證書。 相類似的還有國際商用機(jī)器公司（IBM）2011年啟動(dòng)的“早期學(xué)院高中技術(shù)之路計(jì)劃”。這個(gè)項(xiàng)目從9年級(jí)（相當(dāng)于初三）開始，學(xué)生同時(shí)學(xué)習(xí)高中與學(xué)院的課程，特別注重科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面的科目，兼學(xué)一些職場(chǎng)技能，例如領(lǐng)導(dǎo)能力、溝通能力、解決問題的能力。畢業(yè)時(shí)，學(xué)生同時(shí)獲得高中文憑和計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)或機(jī)電工程技術(shù)專業(yè)副學(xué)士學(xué)位，并可以優(yōu)先應(yīng)聘IBM的入門級(jí)職位。 西門子公司高管在一份報(bào)告中說，21世紀(jì)的競爭優(yōu)勢(shì)將取決于國家和地區(qū)推動(dòng)先進(jìn)設(shè)計(jì)和制造的能力。雖然先進(jìn)制造技術(shù)還處在早期階段，但各國均認(rèn)識(shí)到制造業(yè)正在啟動(dòng)新一輪高技術(shù)浪潮。除了美國之外，德國、中國和韓國等國家也都在大力推進(jìn)先進(jìn)制造戰(zhàn)略。美國能否在激烈競爭中搶占產(chǎn)業(yè)新制高點(diǎn)，領(lǐng)導(dǎo)下一次制造業(yè)革命，目前尚難定論。$ J0 E4 W! W b" ] ?。?014年10月6日 來源：《參考消息》 《參考消息》駐舊金山記者 馬丹） |
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