張程

[摘要]文章梳理了美國、德國、日本、英國四個工業(yè)化強(qiáng)國近年來的科技創(chuàng)新、制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略計劃，總結(jié)了各國戰(zhàn)略計劃的建設(shè)步驟、支撐技術(shù)、運(yùn)營方式、建設(shè)方向以及促進(jìn)本國中小企業(yè)發(fā)展的實際作用，這些舉措對于解決我國在制造業(yè)發(fā)展中面臨的重點、難點問題具有重要的借鑒作用。

[關(guān)鍵詞]歐美國家；工業(yè)化強(qiáng)國；制造業(yè)；創(chuàng)新；戰(zhàn)略

[DOI]1013939/jcnkizgsc201809080

制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，是國家綜合實力的具體體現(xiàn)。美國制造業(yè)占GDP 12%，德國制造業(yè)占GDP 22%，日本制造業(yè)占GDP 20%，英國制造業(yè)占GDP 15%。近年來，歐美發(fā)達(dá)國家通過不同方式提出“制造業(yè)回歸”，并配套有一系列相關(guān)的長期規(guī)劃和具體措施。我國制造業(yè)占GDP比重為36%，學(xué)習(xí)和借鑒歐美等國在鼓勵中小企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的構(gòu)思與措施，將有利于我們在《中國制造2025》的指導(dǎo)下，針對經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整中面臨的重點、難點，提出更好的解決方案。

1美國

2013年1月，美國總統(tǒng)奧巴馬發(fā)布了《國家縣級制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)：初步設(shè)計》報告，初步設(shè)想建立15家創(chuàng)新研究院，形成國家先進(jìn)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)（NNMI），確保美國在高技術(shù)領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢。

11建設(shè)步驟

第一步，建設(shè)創(chuàng)新研究院（IMI），由企業(yè)、政府、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)三方共同出資建設(shè)實體研發(fā)機(jī)構(gòu)。第二步，在創(chuàng)新研究院的基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)絡(luò)將各創(chuàng)新研究院聯(lián)合起來（NNMI網(wǎng)絡(luò)），以點帶面，從整體上提升全美制造業(yè)的創(chuàng)新能力。

12研究方向

創(chuàng)新研究院的工作重點是攻破阻礙產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的技術(shù)瓶頸，促成技術(shù)的市場應(yīng)用或者產(chǎn)品化。同時，根據(jù)技術(shù)成熟度（TRL）對潛在的研發(fā)方向及技術(shù)情況進(jìn)行評價，重點對評級為4～7級的技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。

通過招標(biāo)遴選出的創(chuàng)新研究院，重點關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域有：

先進(jìn)制造，包括3D打印、高分子加工、連接技術(shù)等。

新材料研發(fā)，包括碳纖維符合材料、太陽能新材料、下一代集成電路等。

智能技術(shù)，包括物聯(lián)網(wǎng)等。

行業(yè)技術(shù)，包括醫(yī)療器械、生物材料、下一代汽車、航空航天等。

13運(yùn)營模式

創(chuàng)新研究院采取公私合作模式（PPP），一般項目啟動建設(shè)期5～7年，聯(lián)邦政府一般投入07億～12億美元，由企業(yè)、院校、地方政府等創(chuàng)新中心加盟成員按照1∶1比例進(jìn)行配資，總運(yùn)營資金達(dá)到14億～24億美元。

創(chuàng)新研究院除了獲得政府及機(jī)構(gòu)的配套資金外，還可以采取市場化手段籌集資金，如會員費、付費服務(wù)、產(chǎn)品預(yù)研、試生產(chǎn)、專利轉(zhuǎn)讓與許可以及社會捐贈等。每一所創(chuàng)新中心都實施分級會員制，通用電氣、波音等一系列公司均通過繳納會費方式成員高級會員。聯(lián)邦政府希望通過以上方式的培育，創(chuàng)新中心最終能通過市場化手段實現(xiàn)自負(fù)盈虧。

14建設(shè)意義

國家先進(jìn)制造創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的實際作用在于對社會資源的整合、利用。在實施過程中，各創(chuàng)新研究院與中小企業(yè)建立起實質(zhì)性的聯(lián)系，同時將中小企業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)也納入該網(wǎng)絡(luò)體系。以先進(jìn)復(fù)合材料制造創(chuàng)新研究院為例，該研究院由美國能源部主導(dǎo)，能源部出資7000萬美元，由企業(yè)、大學(xué)、非營利機(jī)構(gòu)組成的研發(fā)團(tuán)體提供18億元美元的配套資金，項目總投資25億美元。該研究院開發(fā)了碳纖維復(fù)合材料的低成本、高速、高效回收工藝，使其制造成本降低50%，能耗降低75%，未來十年的循環(huán)率提高到95%以上，促成該復(fù)合材料能廣泛應(yīng)用在輕量化汽車、風(fēng)力葉片、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域，帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游7家企業(yè)、15所大學(xué)及實驗室、14家服務(wù)機(jī)構(gòu)、36家財團(tuán)整體水平的提高。

2德國

“工業(yè)40”是德國國家科學(xué)工程院在2013年4月漢諾威工業(yè)博覽會上提出的新概念，是德國《高技術(shù)戰(zhàn)略2025》的重要內(nèi)容，“工業(yè)40”的核心是網(wǎng)絡(luò)化、信息化和智能化，代表著一種新的生產(chǎn)方式。

21建設(shè)步驟

第一步，從嵌入式系統(tǒng)向信息物理融合系統(tǒng)（CPS）進(jìn)化，通過CPS連接虛擬空間與物理現(xiàn)實世界，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。第二步，通過CPS系統(tǒng)構(gòu)建智能工廠，實現(xiàn)智能制造的目的。智能工廠借助CPS建立的信息系統(tǒng)抽象模型，通過“智能計算”對相應(yīng)的工作過程進(jìn)行決策。

22支撐技術(shù)

“工業(yè)40”中信息物理融合系統(tǒng)（CPS）的建立，是德國在嵌入式系統(tǒng)、傳感器、氣動式控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)技術(shù)優(yōu)勢與應(yīng)用經(jīng)驗前提下做出的戰(zhàn)略性延伸。CPS系統(tǒng)實施需要用到的基礎(chǔ)技術(shù)有：

RFID技術(shù)：通過無線電識別目標(biāo)，在各種惡劣環(huán)境下讀寫數(shù)據(jù)。

無線傳感：感知、處理區(qū)域內(nèi)被感知對象的信息。

人工智能：構(gòu)建具有一定人工智能的系統(tǒng)，計算機(jī)可以模擬人類某些行為。

云計算：可靠、安全的數(shù)據(jù)存儲中心，根據(jù)用戶需求選擇訪問計算機(jī)或遠(yuǎn)程存儲器。

23建設(shè)方向

“工業(yè)40”的最終目標(biāo)是建立互聯(lián)互通的智能體，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行通信，可自行匹配最佳生產(chǎn)路徑，數(shù)字化虛擬制造與生產(chǎn)制造相融合。達(dá)到這種程度，需要分步實現(xiàn)：

（1）垂直集成。在生產(chǎn)、自動化工程領(lǐng)域找到一種解決方案，將各種不同層面IT系統(tǒng)集成起來。在CPS控制下，智能工廠可以根據(jù)需求自助配置資源，實現(xiàn)從訂單管理、需求分析、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)制造到物料管理、市場營銷的全過程。

（2）橫向集成。將各種不同使用制造階段和商業(yè)計劃的IT系統(tǒng)集成在一起，開發(fā)企業(yè)間交互的價值鏈網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)以CPS形式把他們的機(jī)器、倉儲物流和生產(chǎn)設(shè)置組織起來，形成一個將企業(yè)在全球各地分中心、分支機(jī)構(gòu)囊括在內(nèi)的價值鏈網(wǎng)絡(luò)。

（3）端到端集成。通過垂直集成、橫向集成，實現(xiàn)貫穿產(chǎn)品及相關(guān)制造系統(tǒng)的端到端集成的全價值鏈數(shù)字化工程。

24建設(shè)意義

（1）促進(jìn)中小企業(yè)發(fā)展。德國機(jī)械制造業(yè)有6000多家公司，大部分是中小企業(yè)。在“工業(yè)40”的目標(biāo)下，各種智能制造平臺將中小企業(yè)整合到網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)一步增強(qiáng)中小企業(yè)活力，促使中小企業(yè)成為先進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)造者和供應(yīng)者，帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)整體升級。

（2）轉(zhuǎn)變商業(yè)模式。“工業(yè)40”的實施將實現(xiàn)研發(fā)與生產(chǎn)、生產(chǎn)與管理的協(xié)同創(chuàng)新，從而形成新的制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)。柔性生產(chǎn)、個性化定制、生命周期管理等一系列新概念的提出將推動企業(yè)商業(yè)模式發(fā)生重大變革。

25延伸舉措

為了推動“工業(yè)40”建設(shè)，德國又推出工廠場景參考架構(gòu)（RAMI 40），并且對內(nèi)指導(dǎo)大型企業(yè)和中小企業(yè)進(jìn)行實踐，對外對接全球標(biāo)準(zhǔn)化體系，希望將“工業(yè)40”打造成國際標(biāo)準(zhǔn)。

3日本

2015年6月9日，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省公布了《2015年版制造業(yè)白皮書》，2016年5月頒布的《科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略2016》，旨在通過實施產(chǎn)業(yè)政策，強(qiáng)化優(yōu)勢，彌補(bǔ)短板，扭轉(zhuǎn)日本制造近年來的頹勢。

31建設(shè)步驟

第一步，加大對機(jī)器人、新材料、3D打印等新供應(yīng)革命標(biāo)志性技術(shù)的研發(fā)投入力度。第二步，借力物聯(lián)網(wǎng)、云計算等手段推動管理創(chuàng)新和商業(yè)模式變革以應(yīng)對新環(huán)境的迅速變化，寄希望IOT引領(lǐng)制造業(yè)模式發(fā)生巨變。

32支撐技術(shù)

由于日本勞動力嚴(yán)重短缺，電機(jī)、機(jī)械、運(yùn)輸和鋼鐵行業(yè)投入大量機(jī)器人用于生產(chǎn)。人工智能、精密零部件、高端傳感器、新材料等領(lǐng)域是日本的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，儲備了大批先進(jìn)技術(shù)。同時，日本在X射線自由電子激光設(shè)施、高強(qiáng)度質(zhì)子加速器設(shè)施共享、多層傳感器領(lǐng)域取得了一系列重大突破，通過“e-Japan”“u-Japan”“i-Japan”計劃，逐步完成了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化在政府、學(xué)校、醫(yī)院等公共部門的大范圍應(yīng)用。

33建設(shè)方向

目前，日本應(yīng)對德國“工業(yè)40”戰(zhàn)略更加清晰，突出未來制造系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，強(qiáng)調(diào)以機(jī)器人等智能硬件為基礎(chǔ)，以物聯(lián)網(wǎng)、云計算為手段推動整個制造業(yè)生產(chǎn)服務(wù)系統(tǒng)和運(yùn)營模式進(jìn)行改變。

（1）機(jī)器人。以機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新帶動制造業(yè)、醫(yī)療、護(hù)理、農(nóng)業(yè)、交通領(lǐng)域結(jié)構(gòu)性變革、計劃在200多個公司和高校支持下，到2020年政策和企業(yè)擬投資1000億元用于機(jī)器人項目，機(jī)器人銷售額達(dá)到24萬億日元。

（2）物聯(lián)網(wǎng)。以世界主流PLM軟件及產(chǎn)業(yè)化的問題為基礎(chǔ)，開發(fā)適用于日本的通用工具，開展通信領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，構(gòu)建跨行業(yè)的工廠互聯(lián)機(jī)制。

（3）大數(shù)據(jù)。開發(fā)開放性軟件平臺，提高數(shù)據(jù)收集的全面性和分析精確度，運(yùn)用大數(shù)據(jù)和IT技術(shù)，通過傳感器檢測、預(yù)防并提前處置故障。

（4）新制造系統(tǒng)。以物聯(lián)網(wǎng)連接的產(chǎn)品加工組裝的生產(chǎn)流程鏈，集物資采購、庫存管理和用戶信息于一體的信息網(wǎng)絡(luò)平臺，計劃2020年實現(xiàn)實用化。

34建設(shè)意義

日本產(chǎn)業(yè)界運(yùn)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等手段改造生產(chǎn)流程、管理系統(tǒng)和商業(yè)模式更多的是“自下而上”的自發(fā)行為，企業(yè)已經(jīng)成為日本工業(yè)發(fā)展的真正主體。日本政府產(chǎn)業(yè)政策的提出，更多的是轉(zhuǎn)向為企業(yè)提供服務(wù)和支援為主的功能性措施。

日本在一攬子政策兌現(xiàn)中，加強(qiáng)了對中小企業(yè)的扶持。綜合采用財政、稅收、特別項目等多樣化、組合式的政策工具，涉及中小企業(yè)人才輸送、風(fēng)險投資、稅收改革、成果產(chǎn)業(yè)化等方面。典型的制度安排有《中小企業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)強(qiáng)化稅制》《中小企業(yè)技術(shù)革新制度》等。

4英國

《英國工業(yè)2050戰(zhàn)略》就是定位于2050年英國制造業(yè)發(fā)展的一項長期戰(zhàn)略研究。在該項研究的指導(dǎo)下，英國政策推出了不少制造業(yè)產(chǎn)業(yè)落地政策，其中比較有影響力的是高價值制造彈射中心。彈射中心雖然與美國創(chuàng)新研究院有很多相似之處，但英國彈射中心的建設(shè)方案仍值得借鑒。

41建設(shè)步驟

第一步，2011—2016年，英國在制造、生物、能源、醫(yī)療、新材料、信息技術(shù)等領(lǐng)域建設(shè)11家彈射中心。第二步，基于彈射中心在不同領(lǐng)域內(nèi)建立知識網(wǎng)絡(luò)。第三步，將彈射中心融入國家體系，強(qiáng)化與歐盟創(chuàng)新機(jī)構(gòu)的對接。

42研究方向

彈射中心主要致力于新興科學(xué)的研究，多元化的研究涉及超精密、光電、液態(tài)金屬工程、再生醫(yī)療、智能制造、復(fù)合材料、增材制造、激光生產(chǎn)、電子工業(yè)、工程服務(wù)等。

43運(yùn)營模式

彈射中心管理方式采取“政府+企業(yè)”的模式。在監(jiān)管管理方面，有英國技術(shù)戰(zhàn)略委員會下設(shè)立監(jiān)督委員會，負(fù)責(zé)對所有彈射中心監(jiān)管；每個彈射中心建立由企業(yè)為主導(dǎo)的管理委員會，負(fù)責(zé)中心運(yùn)營。彈射中心的經(jīng)費有1/3來自政府投入的核心研究經(jīng)費，1/3來自橫向合同收入，1/3來自其他競爭性項目，采取獨立的公司化運(yùn)作模式，有獨立的法人地位，按照公司模式設(shè)立董事會。彈射中心作為非營利性組織，可以通過向企業(yè)收取有關(guān)費用或者以合同實現(xiàn)市場化收入。

44建設(shè)意義

彈射中心的一個非常大的作用就是將中小企業(yè)納入國家制造業(yè)創(chuàng)新體系中。由于大學(xué)科研成果的技術(shù)成熟度通常為1-3，市場需求技術(shù)的成熟度為6以上，針對這一缺口，彈射中心的項目技術(shù)成熟度在3～6之間，可以很好解決這類問題。英國先進(jìn)制造研究中心（AMRC）是謝菲爾德大學(xué)與波音公司聯(lián)合成立的。目前有70多家企業(yè)成員，包括波音、羅羅、BAE系統(tǒng)和梅西埃等企業(yè)。AMRC在通用項目方面的研究成果在所有成員之間共享，中小企業(yè)可以了解該領(lǐng)域通用技術(shù)的最新研究成果。同時，單個企業(yè)可以直接投資，委托AMRC進(jìn)行特定項目開發(fā)并獨家享有知識產(chǎn)權(quán)。

45延伸舉措

英國政府特別為中小企業(yè)提供眾多的資金支持計劃。如貸款擔(dān)保計劃、融合還貸款計劃幫助中小企業(yè)從銀行獲得貸款；通過種子企業(yè)投資計劃、企業(yè)投資計劃、風(fēng)險資本信托計劃減免了投資者所得稅等；通過小企業(yè)研究計劃，采購目前市場上還不存在的產(chǎn)品鼓勵中小企業(yè)創(chuàng)新。

5結(jié)論

通過對歐美等發(fā)達(dá)國家創(chuàng)新政策、“再工業(yè)化”總體方案的梳理，雖然各國制定了不同的發(fā)展目標(biāo)，確定了重點發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域，但大多數(shù)通過振興制造業(yè)、發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)、提高科技創(chuàng)新投入和減輕中小企業(yè)負(fù)擔(dān)等路徑來實現(xiàn)推動經(jīng)濟(jì)再次高速發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

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