三、不利之處：政治、經(jīng)濟(jì)、勞動力  

當(dāng)然，制造業(yè)各領(lǐng)域也面臨諸多挑戰(zhàn)：國防部門仍在消化政府的預(yù)算削減所帶來的影響；奧巴馬醫(yī)改計劃對醫(yī)療設(shè)備行業(yè)的影響還不確定；而經(jīng)濟(jì)增長勢頭仍不確定，盡管還在緩慢增長。應(yīng)該看到，很多挑戰(zhàn)超出了制造商的可控范圍。 

以政治環(huán)境為例。很多人認(rèn)為，政治環(huán)境的不確定性正在影響經(jīng)濟(jì)增長。過去幾年中，聯(lián)邦預(yù)算危機(jī)接連不斷，2013年10月，部分政府部門關(guān)門16天。在年終前，國會終于通過了為期兩年的兩黨預(yù)算方案，暫時穩(wěn)定了經(jīng)濟(jì)環(huán)境。最近的緊張矛盾和現(xiàn)有預(yù)算削減，仍然給不確定性留下了空間。國會未來究竟能否通力合作，避免政府關(guān)門的情況再度發(fā)生，現(xiàn)在還不好說。許多企業(yè)抱怨，這樣的背景下，企業(yè)很難為投資做出計劃和決定。“過去幾年真的很混亂”，美國航空航天工業(yè)協(xié)會總裁兼首席執(zhí)行官瑪麗昂·布萊基（Marion Blakey）發(fā)出上述感慨。 

還有勞動力的挑戰(zhàn)。2011年，預(yù)計制造業(yè)勞動力缺口約為5%，即60萬人。去年已經(jīng)有關(guān)于這一缺口嚴(yán)重性的討論。雖然不少研究表明，美國學(xué)生和企業(yè)員工在理工科知識上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他國家，但還是有專家認(rèn)為，制造廠商只要提高工資就行了。 

從實際角度來說，許多制造商一直反映，找到合適的工人是最大的困難。未來幾年，這一缺口還將擴(kuò)大，其中一個特別的原因就是制造業(yè)勞動力比其他經(jīng)濟(jì)部門的勞動力老齡化速度更快。約一半的制造業(yè)勞動力年齡在45歲以上，嬰兒潮出生的員工正進(jìn)入退休年齡，企業(yè)著手更新員工隊伍時，根本沒有合適的人選。這種勞動力短缺現(xiàn)象，在電焊工、機(jī)器操作工、管理人員和工程師等各類員工中普遍存在。 

　　圖4 2000-2012年不同教育程度等勞動力進(jìn)入制造業(yè)的比例  

普華永道（紐約城、紐約州和倫敦）稱，該公司在季度《制造業(yè)晴雨表》中調(diào)查的大部分制造商反映了用工難的問題。“四分之三的企業(yè)表示存在用人缺口，其中一半的公司在重要崗位招聘上面臨困難。在有限的市場中，這種現(xiàn)象很有問題。”普華永道美國工業(yè)制造業(yè)負(fù)責(zé)人鮑比·博諾（Bobby Bono）如是說。 

制造商稱，車間中應(yīng)用的技術(shù)越來越復(fù)雜，對制造業(yè)工人的知識要求比過去要高，招聘尤為困難。事實上，大量新技術(shù)給管理帶來了難度，這種管理需求在整個行業(yè)中廣泛存在。設(shè)備和技術(shù)不斷升級一直是重中之重，但判斷哪些技術(shù)能夠帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益并不容易。有些車間稱，上一項投資資金還未回籠，就要考慮投資下一項重大技術(shù)。不過，許多企業(yè)清楚，必須升級技術(shù)才能在激烈的全球競爭中生存發(fā)展。 

Applied Fusion是總部位于加利福尼亞州圣利安卓的一家公司的車間，專業(yè)從事航空航天、半導(dǎo)體和其他重要領(lǐng)域的復(fù)雜焊接工作。其負(fù)責(zé)人杰夫·馬斯格洛夫（Jeff Musgrove）表示，他一直在考慮投資新技術(shù)是否劃算，但答案有時并不明朗。“這個問題真的需要一直思考。”他說。 

盡管存在種種挑戰(zhàn)，制造業(yè)整體上已經(jīng)為增長和創(chuàng)造就業(yè)做好了準(zhǔn)備，在航空航天、汽車和能源等領(lǐng)域尤其如此。 

事實上，與其他國家相比，制造廠商更看好美國市場。普華永道在第三季度的《制造業(yè)晴雨表》中稱，受訪的大型全球制造商中60%對美國經(jīng)濟(jì)持樂觀態(tài)度，而對全球經(jīng)濟(jì)持有相同態(tài)度的只有40%。“不斷有跡象表明，美國市場需求健康向好、價格具有優(yōu)勢、新產(chǎn)品投資涌現(xiàn)、新員工招聘正在進(jìn)行，美國依然是工業(yè)制造領(lǐng)域的增長引擎，”博諾說，“對銷售額增長的總體預(yù)期適中，保障流動性的同時，管理團(tuán)隊對于資本分配和成本管理仍然采取謹(jǐn)慎態(tài)度。” 

四、制造業(yè)各領(lǐng)域現(xiàn)狀  

機(jī)器和自動化  

一人一機(jī)的日子即將一去不復(fù)返。 

今天，高端制造機(jī)器的目標(biāo)是一次設(shè)置后能夠同時執(zhí)行多個任務(wù)，更棒的是，可以全天候無人監(jiān)管地工作。 

與新型增材制造（3D）相對的減材制造，目前依然是制造業(yè)的主流技術(shù)。 

金屬、陶瓷和塑料等材料制造棱形部件和轉(zhuǎn)軸等轉(zhuǎn)動件時，材料外形加工的主要方法仍然是材料去除和材料成型。而創(chuàng)新技術(shù)3D打印即增材制造，雖然有些人認(rèn)為最有可能帶來制造業(yè)的下一次技術(shù)革命，但目前投入大規(guī)模生產(chǎn)尚未成熟。與傳統(tǒng)的金屬去除或金屬成型工藝不同，3D打印是一種累加的工藝，通過逐層堆疊塑料和金屬等制造工件，再用熱源加固。 

增材制造最初應(yīng)用于快速原型、限量生產(chǎn)和固定件制造，現(xiàn)正向小批量生產(chǎn)發(fā)展，特別用于制造內(nèi)有空洞的小型復(fù)雜工件。3D打印金屬零部件時的局限性，是最大只能打印信封大小且擴(kuò)展性差。一家機(jī)床制造商正在突破這種局限，把3D打印整合到標(biāo)準(zhǔn)加工中心平臺上。有了這些發(fā)展，許多減材制造機(jī)器和輔助設(shè)備比以前更加高端了。 

高端制造技術(shù)包括最新的高精度多功能機(jī)床、相關(guān)輔助設(shè)備、CAD/CAM和控制軟件，控制軟件可以提高生產(chǎn)率、改進(jìn)工藝流程、完善產(chǎn)品、提高競爭力。高端機(jī)床包括多任務(wù)銑床/車床、五軸加工中心、高功率激光器和水射流機(jī)，還有自動化和相關(guān)類似于零部件的傳感器。 

制造業(yè)工具和機(jī)器越來越先進(jìn)復(fù)雜，對工人的技能要求也越來越高。 

多任務(wù)機(jī)器上運(yùn)行多功能操作，減少了機(jī)器從一種工藝（銑削）向另一種工藝（車削）和鉆削等其他工藝轉(zhuǎn)換時重新安裝零部件的步驟。一次安裝，大大減少了質(zhì)量公差的累計，同時減少了成品與印刷尺寸之間的偏差。 

柔性加工中心和全天候無人看管車削中心的發(fā)展趨勢仍在繼續(xù)，如汽車行業(yè)的原始設(shè)備制造商和分級制造供應(yīng)商正在使用能夠設(shè)置多個加工單元的加工中心。每個單元由機(jī)器人監(jiān)控，并配有帶導(dǎo)軌的托盤系統(tǒng)。伴隨產(chǎn)品模型設(shè)計和要求根據(jù)MTConnect標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)安排的變化，每個加工單元可以重新配置。 

從大型公司到小型創(chuàng)新車間，自動化正在迅速應(yīng)用。這既是為爭取利潤做出的努力，也是實際的必然要求，因為生產(chǎn)需求不斷上升，而技工數(shù)量依然短缺。 

另外，機(jī)床制造商和切割工具供應(yīng)商正面臨挑戰(zhàn)，他們需要生產(chǎn)創(chuàng)新型工具處理鉻鎳鐵合金、鎳、鈷基合金和復(fù)合材料等機(jī)器難以處理的金屬和材料。（未完待續(xù)）