制造创新是一个复杂的过程，就像一场接力赛，不仅需要快速的途中跑，还需要出色的交接棒技术，才能最终赢得胜利。从基础研究、共性技术开发与工程转化，到商业应用和规模化生产，每个阶段都有各自不同的规则体系。通常没有任何组织可以一棒跑到底。这是制造创新最令人苦恼的马拉松消耗战。美国制造业通过设计覆盖三级结构的创新体系，构建了一个庞大的创新生态系统，为制造业创新，提供了源源不断的养分。
图1： 美国加利福尼亚州一家汽车生产线上的工业机器人正在组装汽车
重新认识制造链完备性的价值
美国国家科技委NSTC下属的先进制造技术分委会，在2018年10月撰写的《维持美国先进制造领导力的战略》报告中指出，“只要激活制造的创新力，就能维持美国在全球先进制造业中的竞争力。”最为重要的一点是，必须构筑高效、可控的制造业价值链。这句话，表明了近些年来美国业界对发展高端制造业态度的重大转变，日渐成为政府和产业界的主流认识。
这意味着，不能都像苹果模式那样，只做设计和销售，而将制造甩出去。换言之，高额利润要有，而具有比较优势的配套制造环节或者说核心制造技术也要有，否则创新土壤将缺乏必要的养分。在这种认识之下，传统的微笑曲线所强调的分段、分区域的国际分工法则，正在受到越来越大的挑战。
因此，美国力争使制造业回流，不仅仅是美国政府为解决蓝领工人就业的短期举措，而且是获取国家战略竞争优势的选择。
涵盖全产业链的创新联盟
国内比较熟悉的美国“制造业USA”（原来的美国国家制造创新网络NNMI），这几年的建设非常规范，14个创新研究院经过申报、审核而迭次开放。它是美国少见的以标准动作出镜的政府布局落子、规划指导下的集体行动，为我们提供了一条清晰完整的路径示范。
为了保持美国先进制造业的竞争力，美国在2014年通过振兴制造业和创新法案，建设以大学院所牵头、各个产学研主体参加的一个制造创新网络。核心内容是在选定的制造业领域成立一批多元主体参与的制造业创新研究院（以下简称创新中心），主要功能是致力于开发技术成熟度3~7的技术，加速先进制造技术的开发、转化和推广，使得实验室先进制造技术成果能够快速推广到产业界，最终提高美国制造业的核心竞争力。
每个创新中心都专攻某个特定的先进制造技术领域，将政府部门、相关企业、行业协会、高等院校、国家重点实验室等纳为会员，整合了国家相关资源，构建了一个“政产学研”共同参与的创新生态系统，使得技术甄别、技术路线选择更加贴近市场。同时，还设计了一些机制，促进会员间信息共享、设施共享与合作开发，形成了从基础研究到应用开发，再到商品化生产完整的技术创新链条，使得先进制造技术成果能够得以有效转化和应用，有效弥合了基础研究与产品开发之间的鸿沟。
创新中心采取商业化的运作模式，初期由政府和会员共同出资，逐渐过渡到完全自立，最终实现自我可持续发展。创新中心采取以董事会为核心的现代公司治理模式，“政产学研”各方都拥有一定的董事席位，拥有较强的资源整合能力。
早在1988年，美国联邦政府就设立了“制造业拓展伙伴计划”，通过与美国各州政府、地方政府、产业界、大学等紧密协作，建立了遍布全美的制造服务创新网络，主要功能是为美国中小制造企业提供各类技术与创新服务。以州为中心，为区域制造业提供点对点的服务。
图2：1月14日，参观者在美国纽约举行的全国零售商联合会年度大会上观看使用3D全 息投影技术的商品展示设备 王迎摄
让渡权益拉开技术转移大幕
高效创新生态系统的核心是知识产权的有效保护。知识产权制度之于创新生态系统，好比产权制度之于市场经济，一直发挥着基石的作用。
在美国制造创新网络陆续登台亮相的时候，负责实施的机构——先进制造国家项目办公室，专门出台了《国家制造创新网络知识产权指南》，指导各个创新中心依据自身情况提出知识产权的保护、共享和发布计划，以保护各方合法利益，避免出现权益纠纷。
早在1980年，为了鼓励科研成果扩散，美国出台了著名的关于专利和商标保护及使用的《拜杜法案》，联邦政府通过让渡由其资助因而拥有的科研成果的权益，极大激发了各类创新主体致力于成果转化的动力，使得美国在全球竞争中能够继续维持其技术优势。
这一法案掀开了美国技术转移的大幕，大学和院所的科研人员都乐于进行有商业潜力的科学研究。美国的国家实验室大约有340个，2017年美国联邦政府研发经费的投入大约为1500亿美元，其中三分之一进入了国家实验室。为促使这些重金砸出的大量实验室成果实现转化，美国专门成立国家实验室技术转移联盟，要求各个实验室，抽出一定比例的资金集中管理。然后，转移联盟每年通过各种宣传活动、机构对接，不遗余力地将国家实验室成果推向市场。1996年至2015年期间国家实验室技术转移联盟，对促进美国的技术创新起到非常重要的作用。仅技术转让对美国经济的贡献就包括：高达1.3万亿美元的工业生产总值、5910亿美元的GDP以及新增430万人的就业。
随着《拜杜法案》有效地保护了大学对于政府投入形成的知识产权诉求，大学也开始纷纷建立技术转移机制，促进了科研成果转化。最为知名的麻省理工学院的技术转移办公室，在最近十年中（2008～2018）发布了2000多项美国专利，并与公司签署了专利许可协议，其中有190多家为初创公司。
为了激发中小企业的创新活力，美国在1982年通过《小企业创新发展法案》，并推出了面向中小企业的创新计划。它要求美国联邦政府研发经费超过1亿美元的部委，都要拿出一定比例，来扶持中小企业的成果转化。这个起初只打算执行8年的计划，一直延续执行到现在。体量最大的国防部，一向高度重视面向中小企业的创新计划，组织专门机构，进行分阶段辅导。
为进一步扶持中小企业的创新，在该计划实施10年之后，美国国会又通过了《加强小企业研究与发展法》，据此设立了为促进研究机构向小企业实施技术转移的直接财政援助计划，以鼓励中小企业参与经费的申请。前提是小企业必须与大学、非营利研究机构等进行合作，由双方共同来申请。这种绑定大学院所的方式，主要目的是有效促进研发机构向中小企业转移科技成果，提高科技型中小企业参与国家研究开发活动的能力。中小企业不乏创业热情和企业家精神，但他们需要一个精心设计的温室，来提供合适的温度、湿度和养分。
更快更准的创新体系
作为引领和推动美国国防工业发展的国防部，一直致力于推动制造业的创新。
其下属的高级研究计划局一直推动技术创新。它创造了互联网、GPS、无人驾驶等诸多军转民用的技术转移。2014年，国防部加快开发“颠覆性技术”的步伐，积极开辟“外部创新”渠道，于2015年成立了快速创新的国防创新试验单元，并将第一个机构设置在硅谷，融入到硅谷本地的商业与资本生态。按照它的设置，“精准对接”和“快速签约”是其招牌动作。其主要使命是寻找商业上的创新技术，快速进行转化，为军方所用。国防创新试验单元大幅度缩短了新技术的开发周期。
始于1956年的ManTech计划，作为国防部的一项技术转化投资机制，通过开发和应用先进制造技术和工艺，降低武器装备的采办与维护成本，支撑着美国的国防工业基础能力。它通过三军联合制造技术委员会下属的先进制造企业、复合材料、金属材料、电子等四个专业委员会，完成对技术转化的快速收敛。这个每年费用稳定在2亿美元左右的计划，主要是发展国防制造共性技术，以弥合制造创新中重要的中间一环。国防部2019年的研发预算高达900亿美元，在这个庞大的研发预算中，各种研发计划都按照成熟度的不同，进行分类管理和推进。根据美国问责局在2013年对国防部的长期计划所提供的审计报告来看，不同军种二十个研发计划项目中，都严格地按照不同阶段，进行精准的技术转化。对于外部的项目，例如中小企业创新计划，也同样照此办理。
美国制造创新体系，是一个多条战线、并行推进的系统，在制定政策和法案过程中，通过开放式的参与，逐渐达成全民共识。环环相扣，建设起一个制造创新体系的复杂生态雨林。
