国家先进制造业战略( 英文 53页)

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2022年10月7日，美国白宫发布了由白宫科技政策办公室（OSTP）和国家科学技术委员会（NSTC）制定的《国家先进制造业战略》。为了实现促进经济增长、创造就业机会、加强环境可持续性、应对气候变化、加强供应链、确保国家安全和改善医疗保健的战略愿景，本次战略更新了2018年《先进制造业美国领导力战略》，提出了新阶段美国先进制造的愿景与目标，制定了发展和实施先进制造技术、培育先进制造业劳动力和建立制造业供应链弹性三个互相关联的目标，并确定了未来四年的11项战略方向及相关技术方案建议。

一、发展和实施先进制造技术

自动化、数据科学、人工智能、机器学习、生物技术和材料科学等领域的最新进展，以及全球经济范围的脱碳、医疗保健和国家安全方面紧迫的技术挑战，为先进制造业创造了新的机遇，美国必须通过快速发展和实施创新的制造技术来充分利用并保护其技术领先地位。该目标确定的五个战略方向及其相关技术方案建议如下：

1. 建立清洁和可持续的制造业以支持脱碳，技术方案建议包括：通过提高能源效率、使用低碳原料和能源以及捕获和储存工业二氧化碳，促使制造过程脱碳；改进清洁能源制造技术；扩大材料的可持续制造和循环利用等。

2. 加快微电子学和半导体制造业创新，技术方案建议包括：投资集成光电、印刷电子、新制传感、混合电子制造等半导体和电子纳米制造，同时开发物理、化学和生物学方法以实现原子级精确控制分子结构；为新设备、材料和架构的创新和测试开发先进制造能力，同时为美国公司和大学提供利用芯片设计工具和晶圆代工的便捷获取途径；引入新材料、工具、设计、工艺和测试以实现高密度、高产量、高可靠性的先进半导体封装，同时加强研发和原型制造以及异构集成研发设施建设。

3. 实施先进制造业以支持生物经济，技术方案建议包括：促进生物制造研究；支持农业、森林和食品加工的人机合作；开发生物质加工和转化工艺；发展医药和保健产品的生物制造技术。

4. 发展新材料及加工技术，技术方案建议包括：基于物理计算和数据驱动的人工智能工具提高高性能材料设计和加工能力；开发适用于所有用户的增材制造工艺优化框架；发展先进的分离和处理方法，以减少或替代高需求技术中关键材料的使用；在微重力环境下开发新的增材制造工艺，以制造替代零件和空间基础设施等。

5. 引领智能制造业的未来，技术方案建议包括：通过数字孪生、制定数据兼容标准推进智能制造；优先考虑机器学习、数据访问、保密、加密和风险评估方面的研发，以便在制造业中采用人工智能；促进新技术和标准的开发，以实现安全和高效的人机交互；开发标准、工具和测试平台，实现制造业网络安全。

二、培养先进制造业劳动力

先进技术的变革有望创造数以百万计的新的、可持续的、高质量的美国工作岗位。大多证据表明，自动化、人工智能和机器人在未来十年将在全球范围内净增加制造业工作岗位。这些技术的开发和应用应该以补充工人技能的方式进行，而不是以替代工人技能的方式进行。为了维持和发展拥有高质量工作岗位的强大的先进制造业，美国必须增加制造业劳动力。该目标确定的三个战略方向及其相关技术方案建议如下：

1. 扩大和多样化先进制造业人才库，技术方案建议包括：提高学生对先进制造业职业的认识；重点关注代表性不足的群体和少数族裔服务机构；解决服务不足群体的社会和结构性障碍。

2. 发展、规模化和促进先进制造业教育和培训，技术方案建议包括：将先进制造纳入基础STEM教育；先进制造的职业和技术教育现代化；扩大和传播新的先进制造业学习技术和做法。

3. 加强雇主与教育机构的联系，技术方案建议包括：扩大基于工作的学习和学徒制度；推广行业认证证书。

三、建立弹性的制造业供应链

美国的制造业供应链是一个复杂的生态系统，连接着原材料和零部件生产商、物流公司、集成商和商业支持服务。其中需要改进的一个关键领域是供应链和生态系统的弹性。该目标确定的三个战略方向及其相关技术方案建议如下：

1. 加强供应链之间的联系，技术方案建议包括：促进供应链的内部合作；促进供应链数字化转型创新。

2. 努力减少制造业供应链的脆弱性，技术方案建议包括：追踪供应链上的信息和产品，以帮助识别和快速减轻风险；提高供应链的可见度；改进供应链的风险管理；激发供应链的敏捷性。

3. 加强和振兴先进制造业生态系统，技术方案建议包括：优先考虑为新制造业务的形成和增长提供关键项目支持；协助和激励中小型制造企业采用先进制造技术；协调和支持先进制造技术从实验室过渡到市场；建立和加强区域制造网络；改善公私伙伴关系。

Table of Contents

Abbreviations and Acronyms .... iii

Executive Summary ..... 1

Introduction: Manufacturing and America’s Future ..... 2

Vision, Goals, Objectives, and Recommendations for Advanced Manufacturing ..... 3

Goals, Objectives, and Recommendations ...... 4

Goal 1. Develop and Implement Advanced Manufacturing Technologies ....... 6

Objective 1.1. Enable Clean and Sustainable Manufacturing to Support Decarbonization ...... 6

Objective 1.2. Accelerate Manufacturing for Microelectronics and Semiconductors .... 7

Objective 1.3. Implement Advanced Manufacturing in Support of the Bioeconomy ..... 8

Objective 1.4. Develop Innovative Materials and Processing Technologies ....... 9

Objective 1.5. Lead the Future of Smart Manufacturing .... 10

Goal 2. Grow the Advanced Manufacturing Workforce ....... 11

Objective 2.1. Expand and Diversify the Advanced Manufacturing Talent Pool ....... 12

Objective 2.2. Develop, Scale, and Promote Advanced Manufacturing Education and Training .... 13

Objective 2.3. Strengthen the Connections Between Employers and Educational Organizations ..... 14

Goal 3. Build Resilience into Manufacturing Supply Chains .... 14

Objective 3.1. Enhance Supply Chain Interconnections .... 15

Objective 3.2. Expand Efforts to Reduce Manufacturing Supply Chain Vulnerabilities.... 15

Objective 3.3. Strengthen and Revitalize Advanced Manufacturing Ecosystems .... 16

Additional Interagency Contributors ....... 18

Appendix A. Agency Participation and Metrics ..... A-1

Appendix B. Progress Made in Achieving the Objectives from the 2018 Strategic Plan ..... B-1

Appendix C. Recommendations in Detail ..... C-1

目录

缩写词和首字母缩略词.... iii

执行摘要..... 1

简介：制造业与美国的未来..... 2

先进制造的愿景、目标、目的和建议..... 3

目标、目的和建议...... 4

目标 1. 开发和实施先进制造技术....... 6

目标 1.1 实现清洁和可持续制造以支持脱碳...... 6

目标 1.2 加速微电子和半导体的制造 .... 7

目标 1.3 实施先进制造以支持生物经济..... 8

目标 1.4 开发创新材料和加工技术....... 9

目标 1.5 引领智能制造的未来 .... 10

目标 2. 增加先进制造业劳动力....... 11

目标 2.1 扩大和多元化先进制造人才库....... 12

目标 2.2 发展、扩大和推广先进制造业教育和培训...... 13

目标 2.3 加强雇主与教育机构之间的联系...... 14

目标 3. 增强制造供应链的弹性 .... 14

目标 3.1 加强供应链互联...... 15

目标 3.2 加大力度减少制造业供应链漏洞...... 15

目标 3.3 加强和振兴先进制造生态系统.... 16

其他机构间贡献者....... 18

附录 A. 机构参与和衡量标准..... A-1

附录 B. 在实现 2018 年战略计划目标方面取得的进展...... B-1

附录 C. 详细建议..... C-1