国际篇

第四章 美国制造业创新中心

目前，美国政府已建成美国制造、数字制造与设计创新中心、美国柔性混合电子制造创新中心、未来轻量化材料创新中心等14家创新中心，用于解决基础研究和商业化之间“死亡之谷”问题，以加快科技成果转化和大规模商业化应用。

第一节 美国制造业创新中心的建设思路

一、提出背景

（一）研发基础流失，美国制造业经历明显衰退

从20世纪80年代开始，美国制造业经历了明显衰退，尤其是2000—201年，共有5900万份制造领域的工作消失，降幅达33.8%。导致美国高科技制造业衰落的主要原因是基础研究和商业化之间出现断层。美国企业在本土保留核心研发、将规模制造外包或外迁的模式，加快了知识的溢出效应，由美国公司巨资开发的技术很容易被海外公司获得，并抢先开发为可商业推广的产品。同时，制造业大规模外迁还造成本地产业链断裂，进而损坏产生创新的基础结构，不少企业的研发部门也随之迁往他国。据一些研究机构估计，美国大约3/4的研发产生于制造业，但过去30年间制造业研发基础的流失和瓦解，已经大大削弱了美国的科技竞争力。

（二）奥巴马政府投资成立国家制造业创新网络

为促进美国制造业科技创新和大规模商业化应用，支持对美国本土制造业的投资，同时提升美国科技竞争力，2012年3月，奥巴马政府宣布由联邦政府投资10亿美元打造1个由15家全国范围内相互联系的制造业创新中心（Institut for Manufacturing Innovation，IMI）组成 的国 家制 造业 创新 网络（Nationa Network for Manufacturing Innovation，NNMI）。2014年，奥巴马又提出，未来10年将建立45家制造业创新中心，3倍于他在2012年和2013年国情咨文中提及的数量。

美国制造业创新中心由政府、产业界和学术界共同创建，由一个独立的、非盈利的机构领导。政府主要致力于基础建设，对公共资金进行监督和管理，为中心总体目标提供建议，并提供适当的监督和政策指导；产业界和学术界则负责决定技术发展方向，发展创新研究，吸引新的产业合作伙伴，设计资产管理计划，争取其他机构资金或实物支持等。

二、功能定位

美国制造业创新中心的定位重点是解决基础研究和商业化之间的“死亡之谷”问题，加快科技成果转化和大规模商业化应用。美国政府在提出国家制造业创新网络（NNMI）建设时，明确表示美国制造业创新中心将作为全球领先的技术和服务的区域性枢纽开展服务，并为当地初创企业和小厂家提供共享设施，帮助其发展新技术，加快技术成果向市场转移，促进跨供应链的技术创新。美国制造业创新中心将作为“教学工厂”开展多层次劳动技能培训，增强中小企业的业务能力。

三、聚焦领域

美国制造业创新中心聚焦于起步阶段及商业化之前的创新，旨在加强介于创新起步阶段的“发现/发明”和商业化之前的“制造业创新/规模化”之间的研发活动，相关技术研发处于在实验室已经可以做出供展示的物件原型和进行小量生产，到规模生产供应市场之间的阶段。聚焦领域集中在以下几个方面：

（1）制造过程，如能有效降低生产成本的增材制造（如标准的细化、材料及设备的制造等）、先进的连接或聚合物的加工工艺等。

（2）先进材料，如低成本的碳纤维复合材料、大型太阳能发电或下一代集成电路所需新型材料的研发。

（3）使能技术（Enabling Technology，使其他工艺能够运行的技术）的研制和开发，如将低成本传感器有效应用到制造工艺的智能制造基础设施和关键技术研究。

（4）产业化环节，如改善医疗设备或材料的生产过程，来提高药品、化学品的安全性和质量，创造新的工具以优化生产过程、控制成本支出，下一代汽车或航空航天制造工艺技术研究等。

四、主要任务

美国制造业创新中心的任务主要集中于研究开发、教育、供应链延伸、扶持中小企业、共用设施五大块。

（1）聚焦应用研究、开发和示范项目，以降低高端制造业发展和应用新技术的成本和风险。

（2）开展各级教育和培训，美国制造业创新中心将评估所需的技能，并提供教育培训机会，包括K-12课程、实习机会、技能鉴定、与社区学院和大学合作，以及研究生、博士生等的再培训，以满足技术发展的需求。

（3）发展提高创新能力的方法与实践，推动供应链的延伸和整合能力。

（4）推动中小企业参与美国制造业创新中心，包括帮助企业宣传、提供技术咨询和服务、提供共享设施和专门的设备等。

（5）提供共用基础设施。每一个美国制造业创新中心都将为本地产业发展提供共用设施，特别是中小企业和初创企业。

五、资金来源

采用政府引导的多元渠道投资方式。美国制造业创新中心的资金采用联邦政府投入与配套资金（提供者包括州政府、地方政府、制造企业、研究型大学、社区学院、非盈利机构等）相结合的方式，两部分投资比重要小于1:1。例如，美国制造由联邦政府出资5500万美元，非联邦政府机构出资5500万美元（计划未来5年内投入）；数字制造与设计创新中心由联邦政府出资7000万美元，非联邦政府机构出资1.06亿美元（计划未来5年内投入）。

政府投入资金主要集中在美国制造业创新中心设立的前5～7年内，在扶持美国制造业创新中心逐渐发展成熟后，则完全依靠自主筹措资金的方式运转。建立初期，美国制造业创新中心的配套资金支持方式主要是实物产品，如设备和建筑物等。运转成熟后，美国制造业创新中心将凭借会员费、收费服务活动、合同研究或产品试制、知识产权使用费等多种灵活的运作形式来获取收入，维持持续性运转。

第二节 美国制造业创新中心建设现状

一、基本情况

美国政府自2012年启动国家制造业创新网络计划［现更名为“制造业-美国”（Manufacturing USA）］以来，已在全国范围内成立了14家国家制造业创新中心。分别是美国制造、数字制造和设计创新中心、美国柔性混合电子制造创新中心、面向未来轻量化创新中心、集成光子制造创新中心、电力美国、先进复合材料制造创新中心、美国先进功能纤维制造创新中心、清洁能源智能制造创新中心、化工过程强化应用快速发展创新中心、国家生物制药创新中心、先进组织生物制造创新中心、降低内含能和减少排放创新中心及先进机器人制造创新中心。已成立的14家美国制造业创新中心分布见图4-1。其中，先进机器人制造创新中心是最新成立的，由卡内基梅隆大学（CMU）创立的先进机器人公司筹集超过2.5亿美元，其中国防部投资8000万美元，联盟投资1.73亿美元，地点设置在宾夕法尼亚州的匹兹堡，联盟包括来自工业界、学术界、地方政府和非盈利组织的231个利益相关者。

已成立的美国制造业创新中心基本情况及其使命分别见表4-1和表4-2。

二、组织架构

多部门协调负责。美国制造业创新中心的遴选由美国先进制造业国家项目办公室（Advanced Manufacturing National Program Office，AMNPO）全权负责。AMNPO隶属于商务部国家标准与技术研究院（NIST），是一个由美国制造业相关的所有联邦机构参与的跨部门机构，现有参与机构包括美国商务部（DOC）、国防部（DOD）、能源部（DOE）、教育部（ED）、国家航空航天局（NASA）、国家科学基金会（NSF）等。AMNPO向总统行政办公室报告，并由国家科学和技术委员会（National Science and Technology Council，NSTC）管理。

美国制造业创新中心采用政府、产业界、学术界联合治理模式，以董事会或其他管理委员会的形式独立运行。董事会主要由产业界代表组成，负责中心的日常运作。美国制造业创新中心所提出的每一项建议，包括有关业务、会员、知识产权、资本投资、项目选择、资金分配及可持续发展等方面，都应有草案并符合三方利益。

例如，美国制造设有执行委员会、管理委员会、技术咨询委员会等。管理委员会负责技术战略、项目运营指导，由来自会员领导和正式会员的35人组成；执行委员会负责长期战略和规划指导，由来自政府、学术界、行业界的1人组成；技术咨询委员会由国防部高级研究计划局（DARPA）、能源部、教育部等机构的16人组成。具体运营由总监和负责技术发展、技术转移、人才教育培养等的副总监负责。美国制造组织结构图见图4-2。

先进复合材料制造创新中心由董事会直接领导，能源部进行监督指导，技术咨询委员会和经济发展委员会对中心运营、技术方向、项目来源等作出具体指导；下设联络部门、运营部门、技术部门、人事部门和文化部门，分管相应事宜。先进复合材料制造创新中心组织结构图见图4-3。

集成光子制造创新中心由AIM光子领导委员会负责，具体由执行董事负责，下设办公室主任、副执行董事、首席财务官和项目管理董事。副执行董事分管技术创新部门、运营部门、教育和人力部门、政府和行业相关部门和技术审查委员会。集成光子制造创新中心组织结构图见图4-4。

三、会员制度

按缴纳会费及享受权益设立会员级别。美国制造业创新中心一般采用会员制，设有不同级别的会员层级，如金牌会员、银牌会员、铜牌会员等。不同层级的会员所缴纳的会费（或提供设备、人员等冲抵会费）不同，在管理运营、项目决策、知识产权分享、设备使用等方面享受的权利也不同。一般而言，级别越高的会员，缴纳会费越多，享受的权利越大。

按会员类型设立不同的会员制度。美国制造业创新中心的会员往往由多种类型组成，一般包括政府机构（联邦政府机构或地方政府机构）、学术机构/非盈利组织、企业（大中小企业）等。对于不同类型的会员，对应的会员制度不同，所需缴纳的会费、享受的权利也不同。一般而言，相同级别的学术机构/非盈利组织会员比企业会员所需缴纳的会费更少。政府会员一般按协议投资美国制造业创新中心建设运营，并占有相应的管理席位。

以美国制造、数字制造和设计创新中心、集成光子制造创新中心为例。

美国制造目前拥有140多家会员单位，年费总金额670多万美元，其中铂金会员提供了一半的会费。铂金会员单位年费20万美元，包括3D Systems公司、ANSYS公司、Autodesk欧特克公司、波音飞机公司、德勤咨询公司、GriLogic公司、洛克希德马丁公司、密歇根理工大学等。铂金会员单位数量占总会员单位数量的11.2%，黄金会员单位数量占总会员单位数量的32.2%，银牌会员单位占总会员单位数量的56.6%。图4-5显示了3类会员所需缴纳的年费和相应的权利。

数字制造和设计创新中心采取了一项开放性会员资格政策，旨在鼓励行业、非盈利组织和学术机构的广泛参与。每位新会员将代DMDII向UI实验室缴纳年会费，按照入会的时间按比例缴纳年费，以便能够在会籍年保持声誉良好。这是一个5年承诺。会费（如适用）按年收取。州政府及当地政府缴纳的会费将属于法律批准的出资。表4-3显示了数字制造和设计创新中心会员级别、权利和义务。其中，行业会员分为3级、学术机构/非盈利组织会员分为4级，此外，还包括美国政府会员、州政府及当地政府会员。

集成光子制造创新中心将会员分为行业会员和大学/非盈利机构会员。其中，行业会员分为一级、二级、三级和行业观察员，行业观察员每年仅缴纳2500美元会费，可获得机构每年的信息新闻，参加机构年会等权利。大学/非盈利机构会员分为一级、二级和学术观察员，学术观察员无须缴纳年费，大学只能参加年会，并收到机构每年简报。除提供教育支持（主要针对社会大学）外，无权参加其他项目。集成光子制造创新中心对于行业会员、大学/非盈利机构会员的会费与会员权益分别见表4-4和表4-5。

四、项目运营

美国制造业创新中心的项目，一般是一个群策群力的“众筹”过程。由美国制造业创新中心发布项目召集，各个会员单位可以提供项目方案，董事会、咨询委员会组织人员对项目的技术路线图进行考察，最终确定项目。美国制造业创新中心的项目确定过程是通过铂金和黄金会员单位的反馈意见来“众筹”路线图的撰写，并保证路线图与市场需求和发展趋势一致。首先，撰写项目计划书指南。美国制造业创新中心通过铂金、黄金会员单位的力量，撰写项目计划书指南；美国制造业创新中心通过铂金、黄金会员单位的力量，撰写项目计划书指南方案；召集发布给会员单位；会员单位提交方案。其次，方案审核，美国制造业创新中心通过会员单位成立审核小组，并提出项目支持资金分配建议；宣布中标者：分配项目资金；中标者进行研究工作，不断地跟会员单位沟通研究进展。最后，项目产出预竞争。会员单位可获取IP知识产权内容，但知识产权归研发方所有。

企业在美国制造业创新中心项目确定中发挥核心作用。在面向未来轻量化创新中心的项目运营中，企业是项目确定的中坚力量。美国制造业创新中心下属会员公司，涵盖了行业的完整供应链，从初级金属生产商，到组件和设备制造商，再到原始设备制造商。项目通过联合各类企业而确定，不仅能够实现项目前期商业化计划，并且可以让初创公司和其他领域企业直接整合发展，从而有利于最终项目的完成。

咨询委员会（如技术咨询委员会等）是美国制造业创新中心项目确定的重要决策方。面向未来轻量化创新中心设有执行咨询委员会（LEAC），LEAC为一个战术性单位，承担重点突出的工作任务，根据行业要求和资源优化监督其项目的制定和执行。LEAC纳入了一些优秀行业代表，他们非常了解如何成功地开发新技术，并将其过渡到先进制造业中，用于生产和商业化。LEAC与政府和行业利益相关者协商，确定关键的技术和人力需求，并将批准提出的一系列技术和人力资源项目，用来撬动政府资金和行业资本。

五、知识产权

创新规则，全面指导、推进美国制造业创新中心知识产权能力建设。美国国家先进制造办公室于2015年成立了由8部门21人组成的知识产权工作小组，广泛吸取公众意见、政府意见、美国制造实践经验，以及已有的制造业联盟知识产权规章，在汇集众智的基础上，从知识产权概念界定、背景知识产权制度创设、知识产权处置机制建立、知识产权治理体系构建、中小企业扶持等方面，全面创新规则，制定出台了美国《国家制造业创新网络知识产权指引》（以下简称《指引》）。《指引》坚持创新导向，致力于推进每一个美国制造业创新中心建设知识产权规章，规范使用知识产权，灵活运用知识产权引入与处理机制，降低知识产权谈判交易成本，以知识产权能力建设促进制造业创新中心目标的实现。

（一）以合理处置知识产权为抓手，着力跨越创新“死亡之谷”

面对创新“死亡之谷”，美国制造业创新中心的知识产权能力建设，以合理处置知识产权为抓手，通过制度安排和机制创新，为创新成果的转移、转化和产业化添薪加油、畅通渠道。

（1）创建背景知识产权制度（BIP）与使用机制，促进中心创新成果产业化持续深入推进。《指引》首创BIP制度，强调BIP是美国制造业创新中心项目开始之前或项目之外开发的知识产权，其所有权归研发方，不因引入机构项目而丧失权益。在项目创新成果进一步推广使用时，参与项目的合作方认为BIP将会发挥作用，并在项目结束后仍需继续使用时，BIP所有人应提供许可协议。BIP和使用机制的创建，有效激活了各成员大量的存量知识产权，促进了最新创新成果转化与创新成员原有创新成果推广使用的有效对接，从制度和机制上保障了美国制造业创新中心研发和创新成果产业化活动的持续深入推进。

（2）合理处置美国制造业创新中心资助项目的知识产权，促进创新成果能够及时有效地实现转移转化。《指引》强调，美国制造业创新中心资助项目的知识产权要面向会员转移转化、传递价值。美国制造业创新中心研发机构基于研发目的使用知识产权，可免费、非排他性获得许可，并可向第三方转让商业许可。《指引》鼓励美国制造业创新中心成员非商业化使用知识产权，给予所有成员二次研发许可。美国制造业创新中心资助项目知识产权及其使用机制，有利于成员间协同创新，促进了创新成果在成员之间和成员之外的有效转移与持续推广使用。美国制造业创新中心三大类知识产权的处置见表4-6。

（3）鼓励非美国制造业创新中心资助项目的知识产权对外开放转让。美国制造业创新中心鼓励大企业与中小企业合作研发，非美国制造业创新中心资助的项目以成本价使用基础设施。美国制造业创新中心无权处置非美国制造业创新中心资助项目产生的知识产权，但鼓励此类知识产权对外开放和转让许可。这样，有利于美国制造业创新中心成员基于“风险共担、收益共享”机制共同使用、推广非美国制造业创新中心资助项目的知识产权。

（二）扶持中小企业知识产权能力建设，激发中小企业创新活力

激发中小企业创新活力是美国制造业创新中心建设的重要着力点。

（1）支持中小企业参与美国制造业创新中心建设。美国制造业创新中心项目实施时规定中小企业的最低参与比例。例如，数字制造和设计创新中心在2015年招标项目中，明确要求至少要有1家中小型制造企业参与。

（2）多措并举，扶持中小企业知识产权能力建设。美国制造业创新中心面向中小企业开放基础设施，以标准化知识产权协议降低中小企业知识产权的管理负担和交易成本；为中小企业研发提供资金、设备支持，提供与大学等机构合作、人才培训等机会；帮助中小企业实现知识产权商业化，快速传递和提升创新成果价值。

六、人才培养

美国制造业创新中心一般都设有与人才相关的委员会，负责人才教育培训等相关工作。

（1）与高校等机构合作。美国制造与高校、咨询机构等合作，开设3D打印技术相关教程，联合编制教科书，为学生提供实习机会和学徒机会。面向未来轻量化创新中心，在高中开展相关课程并与大学建立合作培养关系，并在5个州内成立了LIFT团队，设计并实施人才教育解决方案。先进复合材料制造创新中心与美国复合材料制造协会及社区学院建立了伙伴关系，共同开发复合材料相关课程；与橡树岭联合大学合作，开设复合材料相关课程。

（2）提供培训和教育机会。美国制造从传统途径的认证、学历教育及证书，到非传统方式的再培训及额外培训教育，再到职业规划领域为增材制造相关人员提供培训和教育机会；面向未来轻量化创新中心与大学合作开设针对退伍军人的培训课程。

第三节 美国现有制造业创新中心介绍

一、美国制造

美国制造基本情况见表4-7。

二、面向未来轻量化创新中心

面向未来轻量化创新中心基本情况见表4-8。

三、数字制造和设计创新中心

数字制造和设计创新中心基本情况见表4-9。

四、电力美国

电力美国基本情况见表4-10。

五、先进复合材料制造创新中心

先进复合材料制造创新中心基本情况见表4-11。

六、集成光子制造创新中心

集成光子制造创新中心基本情况见表4-12。

七、美国柔性混合电子制造创新中心

美国柔性混合电子制造创新中心基本情况见表4-13。

八、美国先进功能纤维制造创新中心

美国先进功能纤维制造创新中心基本情况见表4-14。

九、清洁能源智能制造创新中心

清洁能源智能制造创新中心基本情况见表4-15。

十、化工过程强化应用快速发展创新中心

化工过程强化应用快速发展创新中心基本情况见表4-16。

十一、国家生物制药创新中心

国家生物制药创新中心基本情况见表4-17。

十二、先进组织生物制造创新中心

先进组织生物制造创新中心基本情况见表4-18。

十三、降低内含能和减少排放创新中心

降低内含能和减少排放创新中心基本情况见表4-19。

十四、先进机器人制造创新中心

先进机器人制造创新中心基本情况见表4-20。