2022美國先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略報告-美國國家科學技術委員會

先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略報告來來源：美國國家科學技術委員會NationalStrategyforAdvancedManufacturing編譯單位：中國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院(賽迫研究院)北京賽迫翻譯技術有限公司VI關于科技政策辦公室科技政策辦公室(OSTP)根據1976年的《國家科學技術政策、組織和優(yōu)先事項法》成立，目的是向總統(tǒng)和總統(tǒng)行政辦公室的其他人提供有關經濟、安全、健康、外交關系和環(huán)境的科學、工程和技術相關建議?？萍颊咿k公室領導機構間科學和技術政策的協(xié)調工作，協(xié)助管理與預算辦公室對預算中的聯(lián)邦研究和發(fā)展進行年度審查和分析，并作為總統(tǒng)在聯(lián)邦政府的主要政策、計劃和項目相關科學和技術分析和判斷的來源。更多信息見/ostp。關于國家科學技術委員會國家科學技術委員會(NSTC)是行政部門協(xié)調構成聯(lián)邦研究和發(fā)展企業(yè)等不同實體科技政策的主要機構。國家科學技術委員會的一個主要目標是確?？萍颊邲Q定和計劃與總統(tǒng)的既定目標相一致。國家科學技術委員會負責編訂協(xié)調多個聯(lián)邦機構以完成多個國家目標的研究和發(fā)展戰(zhàn)略。國家科學技術委員會的工作由下屬各委員會組織，而這些委員會則負責監(jiān)督專注于科學和技術不同方面的小組委員會和工作小組的工作。更多信息見/ostp/nstc。關于國家科學技術委員會先進制造業(yè)小組委員會根據2010年《美國競爭重新授權法案》(《美國法典》第42編第6622章)第102條(及其修訂案)的規(guī)定，國家科學技術委員會的技術委員會負責規(guī)劃和協(xié)調先進制造業(yè)研究和發(fā)展的聯(lián)邦計劃和活動，并制定和更新每四年一版的先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略。先進制造業(yè)小組委員會(SAM)負責這些職責，并作為參與機構之間就先進制造業(yè)的聯(lián)邦政策、計劃和預算指導進行信息共享、協(xié)調和建立共識的主要論壇。本文件2022年《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略》由美國國家安全局在廣泛的公眾宣傳后制定，包含了美國希望在先進制造業(yè)發(fā)揮領導地位的愿景。該愿景將促進經VII濟增長，創(chuàng)造高質量的就業(yè)機會，增強環(huán)境可持續(xù)性，應對氣候變化，加強供應鏈，確保國家安全，并改善醫(yī)療健康。這一愿景的實現方式是開發(fā)和實施先進的制造技術，發(fā)展先進的制造勞動力，以及提升制造供應鏈的彈性。每個目標都確定了重點目標，以及未來四年的國家技術和計劃重點和實施路本文件中提及任何具體的商業(yè)產品、程序、服務、制造商、公司或商標僅作說明用途，不構成美國政府的認可或推薦。權信息本文件屬于美國政府的公共信息(見《美國法典》第17編第105章)。在遵守下文規(guī)定的前提下，可以分發(fā)和復制本文件，但需向科技政策辦公室致謝。本文件中包含的圖形的版權為原始版權人或其受讓人所有，經政府許可在本文件中使用。如需使用任何圖片，須向圖片字幕中指明的提供者提出縮略詞表 1執(zhí)行摘要 3導言：制造業(yè)和美國的未來 5先進制造業(yè)的愿景、支柱、目標和實施路徑 7 9 目標1.1：實現清潔和可持續(xù)的制造以支持脫碳 11加快微電子和半導體的制造創(chuàng)新 13以支持生物經濟 14 7支柱2：壯大先進制造業(yè)的勞動力隊伍 19進制造業(yè)人才庫 19目標2.2：發(fā)展、擴大和促進先進制造業(yè)教育和培訓 21加強雇主和教育組織之間的聯(lián)系 22 23 4加大力度減少制造業(yè)供應鏈漏洞 24加強和振興先進制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 26A和衡量標準 28附錄B、在實現2018年《戰(zhàn)略計劃》目標方面取得的進展 30 支柱2：教育、培訓制造業(yè)的勞動力并與他們建立起良好關系 33支柱3：擴大國內制造業(yè)供應鏈的能力 35附錄C、實施路徑 37支柱1：開發(fā)和實施先進的制造技術 37VIIIIX支柱2：壯大先進制造業(yè)的勞動力隊伍 49 612D/3DAIAMARBARDABEACAPCEACMOSCO2CTEDEIADOCDoDDOEDOLDOSEDEDAEEREEOPFDAFYGHGHHSHICICMEI-CorpsIoTIIoTIPCCISM縮略詞表二維/三維人工智能增材制造增強現實生物醫(yī)學高級研究與開發(fā)局經濟分析局跨部門優(yōu)先事項經濟顧問委員會互補金屬氧化物半導體新冠肺炎二氧化碳職業(yè)技術教育多樣性、公平性、包容性和可及性美國商務部美國國防部美國能源部美國勞工部美國教育部美國經濟發(fā)展局能效和可再生能源辦公室總統(tǒng)行政辦公室美國食品和藥物管理局財年溫室氣體美國衛(wèi)生與公眾服務部異構集成集成電路綜合計算材料工程創(chuàng)新團隊物聯(lián)網工業(yè)物聯(lián)網政府間氣候變化專門委員會太空制造信息技術從幼兒園到高中2LGBTQ女同性戀者、男同性戀者、雙性戀者、跨性別者和酷兒MEP制造擴展合作MGI材料基因組計劃MIC造ML機器學習MSI少數群體服務機構MRL生產準備水平NEC美國國家經濟委員會NASA美國國家航空航天局NIOSH美國國家職業(yè)安全衛(wèi)生研究所NIST美國國家標準與技術研究院NSF美國國家科學基金會NSTC美國國家科學技術委員會OEM原始設備制造商OMB管理與預算辦公室OSTP科技政策辦公室OT操作技術PPE個人防護設備PerkinsV《卡爾·帕金斯職業(yè)和技術教育法》R&D研發(fā)RFID射頻識別技術AM先進制造業(yè)小組委員會小企業(yè)管理局BIR小企業(yè)創(chuàng)新研究SMMs中小型制造商STEM科學、技術、工程和數學STTR小企業(yè)技術轉讓TRL技術準備水平R&D研發(fā)U.S.美國USDA美國農業(yè)部USPTO美國專利商標局VR虛擬現實WIOA《勞動力創(chuàng)新與機會法案》XR擴展現實3執(zhí)行摘要制造業(yè)是美國經濟實力和國家安全的推動力。它在美國經濟的幾乎每一個部門(從航空航天到生物制藥等等)都發(fā)揮著重要作用。制造業(yè)的進步使經濟持續(xù)增長，因為新技術和創(chuàng)新提高了生產力，為生產下一代產品創(chuàng)造了條件，支持我們應對氣候危機的能力，并創(chuàng)造新的、高質量和高收入的就業(yè)雖然美國仍能保持其在先進技術領域的領導地位，但是，21世紀仍有一些高技術制造業(yè)的生產和就業(yè)水平急劇下降。為應對全球競爭，拜登·哈里斯政府采取了一系列措施來振興制造業(yè)，提高美國供應鏈和國家安全的彈性，為研發(fā)提供資金，并培訓美國人未來的工作能力。該愿景將促進經濟增長，創(chuàng)造高質量的就業(yè)機會，增強環(huán)境可持續(xù)性，應對氣候變化，加強供應鏈，確保國家安全，并改善醫(yī)療健康。這一愿景將通過開發(fā)和實施先進的制造技術，發(fā)展先進的制造勞動力，以及提升制造供應鏈的彈性。每個目標都確定了重點目標，以及未來四年的國家技術和計劃重點和實施路徑。本戰(zhàn)略提出了美國在先進制造業(yè)方面發(fā)揮領導地位的愿景。該愿景將促進經濟增長，創(chuàng)造高質量的就業(yè)機會，增強環(huán)境可持續(xù)性，應對氣候變化，加強供應鏈，確保國家安全，并改善醫(yī)療健康。為實現該愿景，設定了三大支柱，而這三大支柱相互關聯(lián)：(1)開發(fā)和實施先進的制造技術；(2)壯大先進制造業(yè)的勞動力隊伍；(3)提升供應鏈彈性。為了實現這些支柱，確定了未來四年的11項重點目標和37項實施路徑。4(1)實現清潔和可持續(xù)的制造以支持脫碳；(2)加快微電子和半導體的制造創(chuàng)新；(3)實施先進制造以支持生物經濟；開發(fā)創(chuàng)新材料和加工技術；制造的未來；(6)擴大和豐富先進制造業(yè)人才庫；(7)發(fā)展、擴大和促進先進制造業(yè)教育和培訓；(8)加強雇主和教育組織之間的聯(lián)系；聯(lián)互通；加大力度減少供應鏈漏洞；(11)加強和振興先進制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。這項由國會授權的戰(zhàn)略旨在改善美國政府的協(xié)調活動，并為支持美國制造業(yè)競爭力的聯(lián)邦計劃和活動提供長期指導，包括先進制造業(yè)的研究和開發(fā)。來自全國各地700多個個人和組織的公眾意見為該戰(zhàn)略提供了參考。5導言：制造業(yè)和美國的未來先進制造業(yè)是對現有產品制造方法的創(chuàng)新，以及由先進技術促成的新產品的生產。美國仍然是某些先進技術的全球領導者。1國內和全球對解決氣候危機所需的技術和設備的需求急劇上升，然而，先進制造業(yè)的某些領域的生產和就業(yè)水平卻急劇下降。先進技術產品的貿易平衡(這是美國的傳統(tǒng)優(yōu)勢)然制造業(yè)的就業(yè)在1960年到1990年間相對穩(wěn)定，但在20世紀90年代末開始下降；在2000年至2010年的十年間，三分之一的美國制造業(yè)工人(近600萬人)失去了工作。6在這些失業(yè)工人中，只有不到200萬人重新找到了工作。然而，值得注意的是，現在制造業(yè)的就業(yè)率已經超過了2020年的峰值，這是自1978年以來就業(yè)率第一次超過其前一個商業(yè)周期的峰值。新冠肺炎疫情的全球大流行暴露了制造業(yè)供應鏈的脆弱性，造成醫(yī)療用品、關鍵礦物和半導體等關鍵產品的嚴重短缺。7為了加強制造業(yè)供應鏈，中小型制造商(SMM)8(指那些雇員少于500人的制造商，其數量占制造商總數的98%，其雇員占雇員人數的43%)將需要美國政府及其大客戶和供應因此，美國必須制定和實施戰(zhàn)略，通過對先進制造業(yè)的投資重新奠定美國的領導地位。此外，國家的制造業(yè)和工業(yè)基礎支撐著利用先進技術來保障1/publications/2022/06/08/the-hamilton-index-assessing-national-performance-in-the-competition-for-advanced-industries//foreign-trade/balance/c0007.html/el/applied-economics-office/manufacturing/manufacturing-industry-statistics/web/empsit/ceshighlights.pdf/indicator/NV.IND.MANF.ZS/timeseries/CES30000000017/wp-content/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf/wp-content/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf/wp-content/uploads/2021/08/30144808/2021-Small-Business-Profiles-For-The-States.pdf6本戰(zhàn)略基于公眾意見更新了2018年的《先進制造業(yè)美國領導力戰(zhàn)略》9。重新授權法案》規(guī)定了最初的先進制造業(yè)戰(zhàn)略(2012年)，該戰(zhàn)略在首次發(fā)布后每5年進行一次更新。11附錄A對聯(lián)邦機構的參與情況和衡量標準作出httpswwwmanufacturinggovnewsannouncements018/10/strategy-american-leadership-advanced-manufacturinghttpswwwF/documents/2021/10/05/2021-21644/national-strategic-plan-for-advanced-grequestforinformationutmmediumemailutmsourcegovdelivery112010年《美國競爭重新授權法案》(公法111-478)第102章；《美國法典》第42編第6622章。7本戰(zhàn)略旨在實現美國先進制造業(yè)領導地位的愿景。該愿景將促進經濟增長，創(chuàng)造高質量的就業(yè)機會，增強環(huán)境可持續(xù)性，應對氣候變化，加強供應鏈，確保國家安全，并改善醫(yī)療健康。促進經濟增長。先進制造業(yè)應用創(chuàng)新技術來生產新產品和改進現有產品的生產。制造業(yè)的工作，尤其是先進技術領域的工作，提供了比整個勞動力市場更好的薪酬、更穩(wěn)定的工作時間和更強的工人保護，并對其他部門12的工作產生了廣泛影響。這些重大影響使得制造業(yè)的進步(美國將這些進步轉化為產品、工藝和服務的能力)成為政府的優(yōu)先事項和國家整體制造業(yè)戰(zhàn)略的創(chuàng)造高質量的就業(yè)機會。先進制造業(yè)的創(chuàng)新和新技術的實施需要一支高技能和多樣化的勞動力隊伍。全國制造商協(xié)會估計，到2030年，美國可能會14需要對工人進行新的投資，包括從小學到研究生學位的基礎科學教育、頒發(fā)行業(yè)認可的證書的技術培訓計劃、學徒和實習計劃以及領導力發(fā)展計劃。將歷史上在先進制造業(yè)中代表性不足的群體和/或來自服務不足地區(qū)的個人吸納進來，為擴大制造業(yè)勞動力隊伍和隨造了機會。在肯定集群經濟發(fā)展的好處的同時，美國將優(yōu)先考慮提高勞動力的技能，增加農村地區(qū)和經濟困難地區(qū)的先進制造業(yè)工濟條件。15，16美國還將投入資金來改善制造工藝，進而保護工人安全和健康；這種安全和以人為本的工藝，可以保護和保持工人的工作，對長期的全球競爭力至關重要。增強環(huán)境可持續(xù)性?？沙掷m(xù)制造是指通過經濟上合理的流程來創(chuàng)造制成/publication/manufacturing-still-provides-a-pay-advantage-but-outsourcing-is-eroding-it//briefing-room/statements-releases/2022/02/24/the-biden-harris-plan-to-revitalize-american-manufacturing-and-secure-critical-supply-chains-in-2022//2-1-million-manufacturing-jobs-could-go-unfilled-by-2030-13743//briefing-room/statements-releases/2021/03/31/fact-sheet-the-american-jobs-plan//arpa/build-back-better/8品。所謂的合理流程是指在節(jié)約能源和自然資源的同時，最大限度地減少對將可持續(xù)材料管理原則和增材制造納入產品設計和開發(fā)，可以減少制造產品所需的材料和能源，提高安全性。美國將改進整個制造部門內對環(huán)境有利的流程，包括在材料加工和制造以及水處理過程中有效使用應對氣候變化。氣候危機對國家和全球安全、環(huán)境和人類健康以及經濟利益構成了一個直接的現存威脅。美國已經定下了一個雄偉且可實現的目標，即2030年的溫室氣體凈排放量比2005年少50-52%，在2035年之前創(chuàng)建一進制造業(yè)解決方案可以創(chuàng)造新機會，使美國能夠通過工業(yè)脫碳建立一個更循環(huán)的經濟；在這種經濟中，人們將使用可持續(xù)的生物質來取代石油產品，擴開發(fā)其他與氣候有關的技術，積極創(chuàng)新，從而幫助整個凈零排放。加強供應鏈。支持美國制造業(yè)的供應鏈和生態(tài)系統(tǒng)正在一些因素的影響下逐步變得薄弱，這些因素包括對創(chuàng)新技術的投資不足，對培訓的投資不足，以及為了短期利益而進行的外包和離岸活動。20新冠肺炎疫情大流行和不斷變性，加劇了經濟損失，同時也暴露了國家安全和健康風險。美國需要有彈性的、協(xié)作性的、數字化整合的制造業(yè)供應鏈，以防止供應鏈中斷并確保供應鏈能夠從中斷中迅速恢復。至關重要，它能夠為美國的作戰(zhàn)人員提供創(chuàng)新能力，使美國能夠維持和加強對最重要的戰(zhàn)略競爭對手的/sustainability/sustainable-manufacturing/briefing-room/statements-releases/2021/04/22/fact-sheet-president-biden-sets-2030-greenhouse-gas-pollution-reduction-target-aimed-at-creating-good-paying-union-jobs-and-securing-u-s-leadership-on-clean-energy-technologies/https://www.F/documents/2021/02/01/2021-02177/tackling-the-climate-crisis-at-home-and-abroad/cea/written-materials/2022/04/14/summary-of-the-2022-economic-report-of-the-president/和/wp-content/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf第6章。/Spotlights/National-Defense-Strategy/9改善醫(yī)療健康。先進制造業(yè)可用于生產許多新的和日趨完善的醫(yī)療保健產品，包括小分子藥物、醫(yī)療設備、生物制品、疫苗、先進療法和生物相容性材料。雖然生物醫(yī)藥制造與其他行業(yè)有許多共同的交叉技術需求，但它也有獨特的需求，因此需要專門定制的應用。制造過程和解決方案必須確保安全性和有效性，這樣才能促進人類和動物健康，并盡量減少藥物短缺，同時也確保美國在新冠肺炎疫情應對和準備方面的全球領先地位。本戰(zhàn)略的愿景將通過實現三個支柱來實現。要想實現這些支柱，必須實現其下的重點目標和實施路徑。未來四年的支柱、目標和實施路徑見下表。C支柱實施路徑支柱1：開發(fā)和實施先進的制造技術續(xù)的制造以支持脫碳1.1.1：制造過程的脫碳1.1.2：清潔能源制造技術子和半導體的制造創(chuàng)新實施先進制造以支持生物經濟1.3.2：農業(yè)、林業(yè)和食品加工工技術1.4.4：太空制造1.5：引領智能制造的未來1.5.2：制造業(yè)中的人工智能1.5.4：制造業(yè)中的網絡安全大先進制造業(yè)的勞動力2.1：擴大和豐富先進制造業(yè)人才庫2.1.1：提高對先進制造業(yè)職業(yè)的認識區(qū)2.1.3：解決服務不足群體的社會和結構性障礙2.2：發(fā)展、擴大和促進先進制造業(yè)教育和培訓2.2.1：將先進制造業(yè)納入科學、技術、工程和數學的基礎教育2.2.2：使先進制造業(yè)的職業(yè)技術教育現代化2.2.3：擴大和傳播新的學習技術和實踐織之間的聯(lián)系2.3.1：擴大基于工作的學習和學徒制升供應鏈彈性互聯(lián)互通3.1.1：促進供應鏈內部在供應鏈管理方面的協(xié)調3.1.2：推進供應鏈數字化轉型的創(chuàng)新少供應鏈漏洞3.2.1：追蹤供應鏈上的信息和產品3.2.2：提高供應鏈的可見性3.2.4：提高供應鏈的敏捷性造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)3.3.1：促進新企業(yè)的成立和發(fā)展3.3.2：支持中小型制造商3.3.3：協(xié)助技術過渡施先進的制造技術最近在自動化、數據科學、人工智能、機器學習、生物技術和材料科學等領域的進展，加上整個經濟范圍內的脫碳、醫(yī)療保健和國家安全方面的緊迫技術挑戰(zhàn)，正在為先進制造業(yè)創(chuàng)造新的機會。為了在全球范圍內競爭，美國必須通過快速開發(fā)和實施創(chuàng)新的制造技術來利用和保護其技術領先地位。雖然聯(lián)邦對先進制造業(yè)相關的研究、開發(fā)和部署的投資一般集中在每個機構的特定任務目標上，但基于組合的戰(zhàn)略在各機構間的協(xié)調將更加有效。為促進目標技術領域的發(fā)展而進行公私合作是開發(fā)和實施新的制造技術的關鍵。這種公私合作關系提供了創(chuàng)建和共享工業(yè)相關設施的機會。在這些設施中，工具、技術和嵌入的專業(yè)知識可以擴大區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，并在區(qū)域內和區(qū)域間推動經濟增長。在支柱1的范疇下設定了五個重點目標：脫碳；1.5.引領智能制造的未來；每一個目標都有其對應的實施路徑以及在未來四年內要獲得的成果。目標1.1：實現清潔和可持續(xù)的制造以支持脫碳氣候變化的產生原因是二氧化碳和其他溫室氣體(GHG)的總量在大氣層中增加和持續(xù)存在。美國的制造業(yè)的一次能源使用量約占全國的三分之一，氣體排放量占全部的30%。22，23工業(yè)材料如鋼鐵、水泥和化學品的制造也通過化學過程直接產生溫室氣體排放。通過使用有可能減少與制造有關的能源消耗和溫室氣體排放。50-52%，以及2021年11月頒布的《兩黨基礎設施法》中的基礎設施現代化投資，將提供大量資源和激勵措施，幫助實現氣候和清潔能源目標。這些新資源將促進拜登·哈里斯政府通過國家氣候工作組和美國供應鏈行政命令所做的努力，在美國政府范圍內推進清潔能源和與氣候相關的制造業(yè)的發(fā)展。鑒于制造過程本身的脫碳機會，以及擴大美國零碳設備制造規(guī)模的機會，制造部門將成為這些脫碳努力的組成部分。先進制造業(yè)可以在能源、工業(yè)、建筑和運輸部門實現低成本、零排放的技術。該目標的實施路徑為：業(yè)過程電氣化，在制造過程中采用低碳原料和能源，應用新化學反應以避免工業(yè)過程中溫室氣體直接排放，分離和儲存工業(yè)二氧化碳，并創(chuàng)造溫室氣體密集型工業(yè)產品的替代品。創(chuàng)建和傳播驗證工具和程序，以協(xié)助將電氣化和源制造技術：改進清潔發(fā)電和儲存的材料、制造工藝和產品導電材料、加工技術和機器開發(fā)，加強設備和材料的制造，使電力轉換和傳輸更加高效。制造具有高能量密度的先進電池，并為低電壓和高電壓應用提/energyexplained/use-of-energy/industry.php;/tools/faqs/faq.php?id=77&t=11/bipartisan-infrastructure-law/25/briefing-room/statements-releases/2021/04/22/fact-sheet-president-biden-sets-2030-greenhouse-gas-pollution-reduction-target-aimed-at-creating-good-paying-union-jobs-and-securing-u-s-leadership-on-clean-energy-technologies/材料。制造和回收：開發(fā)經濟上可行的制造技術，將有價值的材料從廢物流中分離出來，并開發(fā)能源或污染密集型材料的替代品。在分類、凈化和解構技術領域進行研發(fā)。擴大可持續(xù)材料的設計和制造、多種材料類別的回收和循環(huán)方法以及試點項目和設施的規(guī)模。改進數據和方法，以評估生命周期的影響并確定需要改進的領域。半導體是微電子學的基礎，半導體技術的進步對國家安全和幾乎每個經電動汽車充電和將可再生能源納入電網成為可能。微電子的廣泛應用為擴大將產品生命周期中的氣候、環(huán)境和其他影響考慮在內的可持續(xù)制造流程提供處理器和存儲器以外的市場多樣化以及全球競爭激烈等問題。要想提高未來性能，需要研究新的微電子材料、設備和互連解決方案的制造和加工能力。這些能力將為未來計算和存儲設備提供動力。最近在2022年8月通過并成為法律的為半導體基礎設施提供投資的《芯片和科學法案》27將有助于實現以下目標。該目標的實施路徑為：子的納米制造：對集成光子產品、增材和直接印刷電子產品的制造、獨特的傳感器格式以及混合電子制造進行投資，以利用納米制造的力量。開發(fā)物理、化學和生物方法，將原子精確放置和結合到所需的分新的設備、材料和/smm-electronics/national-strategy-electronics-stewardship-nses27/briefing-room/statements-releases/2022/08/09/fact-sheet-chips-and-science-act-will-lower-costs-create-jobs-strengthen-supply-chains-and-counter-china/結構的先進制造能力。為國內公司和大學提供方便的設計工具和微電子代工廠，以提供準確信息和訓練有素的勞動力。為微電子器件和組件提供高效和封裝和異構設計：引進新的材料、工具、設計、工藝、裝配和測試，使封裝活動具有更高的密度、產量和可靠性。加強研發(fā)和原型設計，以提高生產效率和可靠性。發(fā)展國家設施，進行異構包裝集成研發(fā)。美國的生物經濟“是由生命科學和生物技術的創(chuàng)新驅動的經濟活動，由。在生物制造中，微生物和不同的生物體(細菌細胞、病毒、酵母、藍藻、海藻)經過編程可以用來制造各種產品，如食品、飼料、燃料、纖維、生物塑料、天然橡膠、可再生化學品、營養(yǎng)品、非食品材料和其他高價值產品。這個過程，利用可持續(xù)的生物質或糖源作為原料，為許多產品如塑料、燃料和材料的生產提供了一個基于石化的替代品。2022年9月，拜登總統(tǒng)簽署了一項關于推進生物技術和生物制造創(chuàng)新以要求整個政府推進生物制造，為健康、氣候、變化、能源、食品安全、農業(yè)、供應鏈彈性以及國家和經濟安全提供創(chuàng)新解決方案。行政命令中的優(yōu)先事項在本戰(zhàn)略文件中也有概述，其中包括擴大國內的生物制造能力，連接相關的基礎設施，以及增加生物制造的勞動力。制造業(yè)對于與人類和動物都有生物接口的下一代醫(yī)療療法和設備至關重要。通過將生命科學的發(fā)現與智能制造等先進技術相結合，美國可以在創(chuàng)造高質量的生物基產品方面取得巨大的飛躍。應優(yōu)先實施強有力的生物安全、/catalog/25525/safeguarding-the-bioeconomy29/briefing-room/presidential-actions/2022/09/12/executive-order-on-advancing-biotechnology-and-biomanufacturing-innovation-for-a-sustainable-safe-and-secure-american-bioeconomy/生物安保和數據隱私控制，以確保對生物經濟的支持，促進和保護美國的領導地位、競爭力和國家安全。為了繼續(xù)提高食品安全和食品可及性，以及食品供應鏈的彈性，先進的制造工藝必須充分利用新技術，并加快新領域(如細胞農業(yè)、替代蛋白質和個性化營養(yǎng))的發(fā)展。應采取措施來創(chuàng)造更多機會，進一步追求從實驗室到市場的生物技術，實現新興產品的制造規(guī)?；拖蛲馔卣?。這一部分關于制造技術的內容涉及健康、疾病、氣候變化、能源、食品和營養(yǎng)安全、經濟發(fā)展以及持續(xù)發(fā)展多樣化和多學科的勞動力等關鍵問題。該目標的實施路徑為：工具、多細胞系統(tǒng)工程、生物模型和生物加工的生物技術方法。支持用于預測模型和生物加工分析工具的多組學和生物計量學的發(fā)展。支持加強原料準備、技術準備和制造準備水平的分析工具。優(yōu)先實施保障措施來確保這些產品用于合法用途。1.3.2農業(yè)、林業(yè)和食品加工：支持先進的基因組測序、生物信息學、功能表型的預測模型、控制系統(tǒng)的整合以及食品、飼料、燃料和纖維制造中人與機器的合作等方面的研究。開發(fā)可持續(xù)的能源和低成本的水處理技術，包括養(yǎng)分回收系統(tǒng)，從廢物和非常規(guī)來源中生產出適合的水。1.3.3生物質加工和轉化：找出可在美國持續(xù)生產并轉化為制造業(yè)原料的10億噸生物質的開發(fā)方法、工藝和技術。為理想的生物質原料的預加工、加工和解構開發(fā)預測過程建模、生物過程分析以及基因組和蛋白質工程。推進生物基廢物流的厭氧處理，以生產沼氣、可再生天然氣、肥料、植物營養(yǎng)物、土壤改良劑、生物炭、工程碳、動物墊料、表面活性劑、聚合物、清潔生物能源、電力和混合熱/冷動力。1.3.4藥品和保健品：促進連續(xù)制造、在線過程監(jiān)測和控制、綜合人工智能輔助系統(tǒng)和新型細胞培養(yǎng)技術的發(fā)展。優(yōu)先發(fā)展減法和加法加工以及生物基制造，以創(chuàng)造針對特定患者的醫(yī)療產品、設備和生物驅動的給藥系統(tǒng)。先進材料對于新產品的開發(fā)以及經濟和國家安全至關重要，其應用遍及多個工業(yè)部門。先進材料可能包括用于高超音速的極端溫度結構材料、用于惡劣環(huán)境的材料、高強度輕質金屬合金、合成生物材料，以及許多其他材料。制造技術。由于設計限制得以放松，像增材制造和納米制造這樣的先進工藝為新材料創(chuàng)造了機會。新的高性能先進材料的加工技術可以通過用更快、更有效、更精確和更堅固的方法取代(或補充)現有的方法來提高成本效益和競爭力。先進的材料和工藝可以減少生命周期中的溫室氣體和制造及產品使用中的其他環(huán)境后果。該目標的實施路徑為：材料設計和加工：通過整合基于物理學的計算和數據驅動的機器學習工具，提高材料設計和加工能力。加快高性能材料的測試、鑒定和的性能。1.4.2.增材制造：開發(fā)可供所有用戶使用的增材制造(AM)工藝優(yōu)化框架。創(chuàng)造新的傳感器來提高過程監(jiān)測和控制能力。開發(fā)機器學習算法，以分析大型、安全、可互操作的數據流，并實現反饋控制。生產工具，創(chuàng)造新的增材制造專用材料和能力。將增材制造技術與智能制造平臺相結合。料：識別和整合替代材料和技術，以減少或取代高需求技術中關鍵材料的使用。找出先進方法來從初級、二級和非常規(guī)來源分離和加工關鍵材料。為可重復使用、回收、再制造和再利用的關鍵部件和產品開發(fā)設造：在微重力環(huán)境下開發(fā)新的增材制造工藝，以制造替換部件和太空基礎設施。將機器人技術與太空增材制造工藝相結合來進行深空探索。優(yōu)先考慮微重力環(huán)境下的生物制造投資，以實現長期的太空存在，包括可持續(xù)的食品生產、加工和回收，以及危險材料的鈍化。通過數字化設計和制造進行的智能制造業(yè)收集和分配生產設備所需的信息，將設計和原材料轉化為產品，從而形成一個高度連接的工業(yè)企業(yè)，可以跨越一個公司或整個供應鏈。智能制造業(yè)將相關信息分發(fā)到企業(yè)從工廠車間到高管的每個層面，從而提高產品質量和可追溯性，同時降低成本。工業(yè)4.0范式描述了由越來越多的互聯(lián)互通和智能自動化帶來的技術、行業(yè)和社會模式及流程的轉型變化。要想在未來取得進步，必須在制造業(yè)中人工智能為動力的制造業(yè)商業(yè)模式，在保護專有信息的同時聚合各制造商的數據。通過這種聚合，制造公司將能找到更好的解決方案，而不是各自為營，分別開發(fā)自己的解決方案，因為他們可以從參與網絡的所有公司積累的生產該目標的實施路徑為：造：促使先進的傳感、控制技術和機器學習在整個制造業(yè)的應用。通過追求數字雙胞胎來推進智能制造。制定數據兼容的標準，以實現智能制造的無縫整合。中的人工智能：優(yōu)先考慮機器學習、數據訪問、保密性、加密和風險評估方面的研發(fā)，以便在制造業(yè)中采用人工智能。開發(fā)最佳實踐、同時實現生產數據的貨幣化。平衡生產者和消費者在隱私、知識產權和維修NISTAMS1.5.3.以人為本的技術應用：促進新技術和新標準的發(fā)展，通過實現安生產工人的能力，從而擴大人與機器的網絡安全：開發(fā)標準、工具和測試平臺，并傳播在智能制造系統(tǒng)中實施網絡安全的準則。將工作重點放在更新中小型制造商的資本設備和更換無法實現網絡安全的生產設備上。根據總統(tǒng)關于改善國家網絡安全的第14028號行政命令，直接或通過公開發(fā)布向購買者提供每個產品的軟件httpswwwwhitehousegovbriefingroom/presidential-actions/2021/07/09/executive-order-on-promoting-competition-americaneconomy：壯大先進制造業(yè)的勞動力隊伍先進技術的變革有希望創(chuàng)造數百萬個新的、可持續(xù)的、高質量的美國就業(yè)機會——這也包括先進制造業(yè)的就業(yè)機會。32雖然仍有一些不同意見，但大多數證據表明，自動化、人工智能和機器人技術將是未來十年內全球制造業(yè)工作的凈增長點。33這些技術的開發(fā)和部署應該是對工人技能的補充，而不是取代他們。34為了維持和發(fā)展一個強大的先進制造業(yè)，提供高質量的工作機會，美國必須增加制造業(yè)的勞動力，特別應該注意吸納那些過去很少在科學、技術、工程和數學領域發(fā)展的個人，并通過靈活的教育和培訓系統(tǒng)發(fā)展工人的技能，使這些技能與創(chuàng)新同步。事實表明，基于工作的學習模式 冊學徒制)對工人和雇主都有很多好處。35聯(lián)邦政府可以通過促進先進制造業(yè)勞動力發(fā)展的愿景，團結公共和私人利益相關者，并加強各機構之間對聯(lián)邦政策和計劃的協(xié)調，以最大限度地提高整體效益和實現基于地方的倡議，在增長制造業(yè)勞動力方面發(fā)揮領導作用。在支柱2的范疇下設定了三個重點目標：2.1.擴大和豐富先進制造業(yè)人才庫2.2.發(fā)展、擴大和促進先進制造業(yè)教育和培訓2.3.加強雇主和教育組織之間的聯(lián)系根據最近的調查，除非美國迅速采取相關措施，否則到2030年估計會有210萬個制造業(yè)工作崗位空缺。36因此，提高工人報酬是增加制造業(yè)32/papers/w30332?utm_campaign=ntwh&utm_medium=email&utm_source=ntwg22/agenda/2020/10/dont-fear-ai-it-will-lead-to-long-term-job-growth/；又見/9780262367745/the-work-of-the-future//wp-content/uploads/2021/01/2021-Research-Brief-Helper-Reynolds-Traficonte-Singh4.pdf/articles/do-firms-benefit-from-apprenticeship-investments/long,/wp-content/uploads/2019/01/1.3-Pgs-56-74-Scaling-Apprenticeship-to-Increase-Human-Capital.pdf/us/en/insights/industry/manufacturing/manufacturing-industry-diversity.html20工人的關鍵途徑。37滿足對工人的預期需求的戰(zhàn)略包括擴大制造業(yè)勞動力的人口基礎并使之多樣化。為了應對即將到來的勞動力挑戰(zhàn)，將需要過去很少在科學、技術、工程和數學領域工作的人和各種背景的婦女(包括歸化公民)更多參與這些領域的工作。此外，擴大先進制造業(yè)的勞動力并使之多樣化，也將加強創(chuàng)新、彈性和績效。拜登·哈里斯政府已經啟動了幾項舉措，以壯大制造業(yè)的勞動力隊伍。尋求改善工作質量并創(chuàng)造獲得良好工會工作的機會《好工作倡議》將為工人、雇主和政府實體提供信息。38人才管道計劃幫助雇主建立部門伙伴關行業(yè)領導的、以工人為中心的伙伴關系提供資金。41國家生物技術和生物制造倡議旨在壯大生物制造的勞動力隊伍，重點是促進公平和支持服務不該目標的實施路徑為：2.1.1.提高對先進制造業(yè)職業(yè)的認識：通過專門計劃的運動和活動來提高學生或過去很少在先進制造業(yè)中工作的人對先進制造業(yè)職業(yè)的認識。與機構和社區(qū)領導人合作，提供與工業(yè)界接觸的機會，特別是親身體驗的機會。區(qū)：制度化行業(yè)主導的能力建設伙伴關系，與社區(qū)大學和地區(qū)高中合作，讓過去很少涉足先進制造業(yè)和服務不足的社區(qū)的學生和家庭參與進來，特別是那些轉型自化石燃料產業(yè)的社區(qū)。積極參與學院和大學的工作，重點是那些為少數群體服務的機構。明確界定合作伙伴之/cappelli-no-hr-we-dont-have-a-labor-shortage-crisis//briefing-room/statements-releases/2022/09/02/president-biden-to-announce-21-winners-of-1-billion-american-rescue-plan-regional-challenge//briefing-room/statements-releases/2022/06/17/fact-sheet-the-biden-harris-administration-launches-the-talent-pipeline-challenge-supporting-employer-investments-in-equitable-workforce-development-for-infrastructure-jobs//briefing-room/statements-releases/2022/09/01/fact-sheet-biden-harris-administration-launches-the-apprenticeship-ambassador-initiative-to-create-equitable-debt-free-pathways-to-high-paying-jobs//briefing-room/statements-releases/2022/09/02/president-biden-to-announce-21-winners-of-1-billion-american-rescue-plan-regional-challenge/42/briefing-room/statements-releases/2022/09/12/fact-sheet-president-biden-to-launch-a-national-biotechnology-and-biomanufacturing-initiative/21間的共同目標、戰(zhàn)略和資源，包括工會和社區(qū)代表。為來自服務不足的社區(qū)的人提供全行業(yè)的技術援助、支持服務和指導。2.1.3.解決服務不足群體的社會和結構性障礙：通過建立標準、政策、相關指標、評估和問責制，確保聯(lián)邦計劃推動多樣性、公平性、包容性和可及性。要求針對聯(lián)邦授予的撥款設計包容性計劃，以確保退伍軍人和過去很少參與和服務不足的社區(qū)的人有機會進入先進制造業(yè)。教育和勞動力發(fā)展系統(tǒng)必須能夠靈活地應對先進制造業(yè)所需技能和能力的變化。為了讓更多的學生接受先進制造業(yè)教育，教學法必須繼續(xù)探索新的技術和授課系統(tǒng)。這意味著開發(fā)和提供更廣泛的部門合作培訓項目，43以及更多的動態(tài)和吸引人的遠程學習和混合課程(結合虛擬和現場教學)。這也意味著要為先進制造業(yè)專業(yè)的學生增加更多真實世界、親身實踐、基于工作教育和培訓的變化應始于科學、技術、工程和數學教育的早期基礎中的先進制造業(yè)意識，并在中學后的職業(yè)和技術教育計劃、基于雇主的培訓、學徒和其他基于工作的計劃中繼續(xù)進行。該目標的實施路徑為：2.2.1.將先進制造業(yè)納入科學、技術、工程和數學的基礎教育：將先進制造技術的關鍵概念、基礎知識和技能納入小學和中學科學、技術、工程和數學的改進議程。提高對多種職業(yè)道路的認識，加強行業(yè)參與，為學生提供實踐培訓機會。支持技術教育和科學、技術、工程和數學課程，更加注重工程和技術。讓教師做好帶領工作，為學生提供令人興奮的、學習密集型的課程，將先進的制造概念和職業(yè)結合起來。43部門伙伴關系將勞動力系統(tǒng)中的主要行為體(包括雇主、培訓機構、工會和社區(qū)組織)聚集在一起，設計工作和政gies222.2.2.使先進制造業(yè)的職業(yè)技術教育(CTE)現代化：通過撥款和基于行業(yè)的努力，加強教學和學習，提高學生的參與度和學習成果，激發(fā)學生對制造業(yè)職業(yè)的興趣，從而實現職業(yè)技術教育的現代化和規(guī)?；榻處熀痛髮Ｔ盒５慕處熖峁┵Y源，使他們能夠使用最新的教學方法教授先進制造業(yè)的學術知識和技能。支持學生的競賽活動，提供先進制造業(yè)所需的技能，如數思維。2.2.3.擴大和傳播新的學習技術和實踐：在中學和中學后階段開展混合課程(包括先進的模擬活動)以及使用先進制造業(yè)中的尖端設備和方法。通過學習技術，擴大成人的技能提升和技能再提升的途徑，讓更多的學生更多地制造業(yè)工人供需之間的不平衡可以通過在雇主和培訓和教育提供者之間建立更強大的關系來解決。工業(yè)界必須明確界定其技能需求和對解決方案的支持，而教育機構必須領導開發(fā)所需的教育材料，以獲得高質量的證書和認證。在職培訓和學徒制對制造業(yè)的技能發(fā)展非常重要，需要行業(yè)、工人代表、教育提供者和政府機構的密切合作。該目標的實施路徑為：2.3.1.擴大基于工作的學習和學徒制：擴大高質量、有償的工作學習和學徒制，包括實習、學徒預科和注冊學徒制。為工人提供平臺，讓他們通過層層深入的邊賺錢邊學習的經驗來獲得先進的制造技能。將先進制造業(yè)的雇主與現有的學徒制贊助商和學徒制合作伙伴聯(lián)系起來。2.3.2.設立行業(yè)認可的證書和認證：鼓勵對新興制造技術的模塊化的、受行業(yè)認可的證書和認證進行投資。鼓勵行業(yè)與教育工作者合作，開發(fā)和更新評估方法。追蹤不斷變化的職業(yè)要求，為新的先進制造業(yè)職業(yè)制定證書標準和要求。23美國的制造業(yè)供應鏈是一個復雜的生態(tài)系統(tǒng)，它連接著原材料和零部件生產商、物流公司、集成商和商業(yè)支持服務。這些相互依存的實體設計、生產和組裝部件和最終產品，它們所處的生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造并受益于產品和工藝創(chuàng)新。一個需要改進的關鍵領域是供應鏈和生態(tài)系統(tǒng)的彈性。彈性是指從意外沖擊中恢復的能力，包含可見性、敏捷性和冗余性44——這些都可以通過更好的管理和先進的數字模型來提高。缺乏數字基礎設施和透明度使我們的供應鏈變得脆弱，在面臨沖擊和壓力時無法適應。供應鏈的彈性將通過能夠承受各種外部沖擊的相互依存的系統(tǒng)來減輕風險，諸如地緣政治沖突、網絡攻擊、能源中斷、金融危機、自然災害和大流行病等。45《關于美國供應鏈的行政命令：行動與進步的一年》46指示聯(lián)邦機構采取具體行動來提高供應鏈的彈性。最初的行動包括測繪、監(jiān)測和分析供應鏈，以準備和應對中斷事件。然而，需要對供應鏈的漏洞進行更多的測繪和建模，以支持不同公共和私人利益相關者的集體行動，并保證供應鏈的完整性。中小型制造商占美國制造業(yè)公司的98%，約占全國制造業(yè)服務和產品的在支柱3的范疇下設定了三個重點目標：3.1.加強供應鏈互聯(lián)互通3.2.加大力度減少制造業(yè)供應鏈漏洞3.3.加強和振興先進制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)/wp-content/uploads/2022/04/Chapter-6-new.pdf/news-events/news/2022/04/nist-releases-study-blockchain-and-related-technologies-manufacturing/briefing-room/statements-releases/2022/02/24/the-biden-harris-plan-to-revitalize-american-manufacturing-and-secure-critical-supply-chains-in-2022//meetings/AP/AP02/20211026/114154/HHRG-117-AP02-Wstate-BonvillianW-20211026.pdf24制造業(yè)企業(yè)之間強有力的合作可以提供諸如降低成本、增加創(chuàng)新和適應合作十分薄弱，行業(yè)行動呈孤立狀態(tài)。因此，美國的小型制造商在技術投資方面已經落后于大型企業(yè)，部分原因是主導企業(yè)只注重降低單位價格等容易衡量的成本。49中小型制造商遭遇技術滯后問題后，他們的大客戶也會因此受到影響。例如，供應商在采用增材制造(AM)方面的遲緩，給航空航天和國防制造商的鍛造和鑄造供應鏈造成了瓶頸；在某些情況下，零件在訂購后近一年才交付。50總體而言，最大的制造商的勞動生產率比中等規(guī)模的同行高58%；這一差距的很大一部分原因是小公司缺乏技術應用。該目標的實施路徑為：應用并推進環(huán)境減排。建立供應鏈參與者之間的信任和透明度。3.1.2.推進供應鏈數字化轉型的創(chuàng)新：努力使關鍵部門的整個流程(從原材料到產品壽命周期終止再到廢物回收和再利用)實現數字供應鏈高速公路 (數字主線/數字孿生)的愿景，使私營和公共部門能夠使用和分析縱向和橫供應鏈彈性是美國的一個重要優(yōu)先事項51，聯(lián)邦和州政府機構已經開始繪制、監(jiān)測和分析關鍵部門的供應鏈。這些工作包括檢查產品生命周期從制造和分銷的原材料，到產品維護和修理，再到最終處置的所有方面。美國供應鏈彈性依賴于創(chuàng)新的制造工藝和先進技術。新冠肺炎疫情的全球大流行暴/cea/written-materials/2022/04/14/summary-of-the-2022-economic-report-of-the-president/第/sites/default/files/docs/supply_chain_innovation_report_final.pdf/cea/written-materials/2022/05/09/using-additive-manufacturing-to-improve-supply-chain-resilience-and-bolster-small-and-mid-size-firms//wp-content/uploads/2022/02/Capstone-Report-Biden.pdf25露了多個行業(yè)供應鏈的漏洞，并由此突出了評估和采用新技術、不斷提高物流流程的效率和有效性、減少風險并保持一支高度熟練的供應鏈員工隊伍的迫切性和必要性。研究必須客觀地評估現有的框架和流程，以確定生命周期通過整合政府和私營部門知識的物流和供應鏈管理研究，我們將能獲得更強的洞察力、趨勢分析和決策管理工具。該目標的實施路徑為：3.2.1.追蹤供應鏈上的信息和產品：培養(yǎng)普遍意識，促進共同數據共享，完善報告并推進標準化的網絡安全整合，以幫助識別和快速降低風險。開發(fā)工具和實踐，以幫助更大的供應鏈合作伙伴(包括聯(lián)邦政府)標記漏洞和改3.2.2.提高供應鏈的可見性：制定和實施供應鏈繪圖戰(zhàn)略、數字工具和標準，以在保護隱私的同時提高供應鏈的可見性，特別是對那些為許多單獨的供應鏈提供投入并具有巨大溢出效應的公司和行業(yè)。這包括能源生產、半導體或運輸等公司和行業(yè)，以及那些對國家安全很重要的公司和行業(yè)(如氣候和健康安全)。利用人工智能系統(tǒng)和經濟分析，優(yōu)先監(jiān)測關鍵節(jié)點，以便預先通知供應鏈面臨的沖擊和壓力。改善供應鏈中外部因素的風險管理。確保在新冠肺炎和其他發(fā)生概率低但后果嚴重的事件中的敏捷性。考慮針對這些事件對供應鏈產生的壓力進行測試。開發(fā)和推廣有助于企業(yè)衡量、評價和提高其供應鏈彈性的技術。3.2.4.提高供應鏈的敏捷性：開發(fā)技術，為在供應鏈遭受沖擊和壓力時進行應變制造和縮短交貨時間提供支持。建立和實施先進工藝和勞動力培訓的最佳實踐，以促進主導企業(yè)和供應商之間的合作。httpsacetoolcommercegovhttps//doi/full/10.1002/joom.111326先進制造業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)由各種類型和規(guī)模的制造企業(yè)組成。所有這些企業(yè)都在促進新產品、新工藝、新商業(yè)模式和創(chuàng)造新市場的創(chuàng)新過程中發(fā)揮著重要作用。拜登·哈里斯政府推進小型和大型制造商53的技術領先地位的計劃將推進顛覆性創(chuàng)新，從而給新市場的創(chuàng)造和發(fā)展注入動力。新成立的公司或小公司經常面臨從原型到商業(yè)實踐的挑戰(zhàn)。州和聯(lián)邦一級的政府機構必須關注這些挑戰(zhàn)，并通過將其納入“由美國工人在美國制造”54項目來支持它們發(fā)展。一些服務可以幫助公司根據其技術資產為產品和服務確定客戶和市場，如由美國商務部資助的霍林斯制造擴展合作項目的技術予以驅動的市場情報55?？缭郊夹g、勞動力和經濟發(fā)展的全方位的公私合作，對于加強和保障美國的先進制造業(yè)供應鏈至關重要，并有助于區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)推動經濟發(fā)展的力量。經濟發(fā)展計劃應促進集群方案圍繞特定部門的資產形成，并成功建立一個制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。先進制造業(yè)創(chuàng)新的合作機構應著重于先進制造業(yè)技術的傳播、采用和商業(yè)化。這些不同的伙伴關系必須保持并通過評估工具和方法進一步加強聯(lián)系，以應對供應鏈漏洞。美國需要建立和加強這些類型的聯(lián)合體，以保持其在先進制造業(yè)的全球領先地位。該目標的實施路徑為：3.3.1.促進新企業(yè)的成立和發(fā)展：優(yōu)先考慮那些為新的制造業(yè)企業(yè)的成立和發(fā)展提供關鍵支持的項目，包括創(chuàng)業(yè)培訓、科學家和工程師指導以及對企業(yè)發(fā)展和影響的長期跟蹤。并為發(fā)展技能培訓作出貢獻。確保中小型制造商得到聯(lián)邦計劃和機構的廣泛53/briefing-room/statements-releases/2022/02/24/the-biden-harris-plan-to-revitalize-american-manufacturing-and-secure-critical-supply-chains-in-2022//briefing-room/presidential-actions/2021/01/25/executive-order-on-ensuring-the-future-is-made-in-all-of-america-by-all-of-americas-workers//mep/grow27支持，以促進它們對先進制造業(yè)的理解和投入。3.3.3.協(xié)助技術過渡：協(xié)調各機構和聯(lián)邦技術轉讓相關的政策小組的工作，以確定所有社區(qū)和機構能夠適應技術從實驗室向市場過渡的要求。優(yōu)先資助測量科學和標準開發(fā)方面的研究，以促進研發(fā)向制造可持續(xù)過渡。展之間的聯(lián)系，促進區(qū)域經濟的發(fā)展。在戰(zhàn)略上協(xié)助發(fā)展多部門和多轄區(qū)的規(guī)劃、領導、技術和專業(yè)知識，以維持和發(fā)展區(qū)域制造業(yè)網絡。3.3.5.改善公私合作關系：支持現有的和新的公私伙伴關系，在開展勞動力教育的同時發(fā)展先進的制造技術。繼續(xù)利用聯(lián)邦的召集權來確保有關各方 (特別是中小型制造商和服務不足的社區(qū))充分參與。為這種合作尋求更多的聯(lián)邦撥款計劃的協(xié)調和支持。28附錄A、機構參與和衡量標準聯(lián)邦部門和機構對這些支柱和目標的潛在貢獻見下表。本戰(zhàn)略中列出的所有聯(lián)邦活動均受預算限制，并需獲得必要批準，包括聯(lián)邦政府在制定年度預算時對優(yōu)先事項和現有資源的權衡，以及國會在立法撥款時的權衡。支柱商務部國防部能源部勞工部交通部教育部環(huán)境保護署衛(wèi)生與公眾服務部國家航空航天局國家科學基金會農業(yè)部開發(fā)和實施先進的制造技術的制造以支持脫碳●●●●●●●快微電子和半導體的制造創(chuàng)新●●●●造以支持生物經濟●●●●●●和加工技術●●●●●●●●●來●●●●●●支柱2：壯大先進制造業(yè)的勞動力隊伍2.1：擴大和豐富先進制造業(yè)人才庫●●●●●●●●●先進制造業(yè)教育和培訓●●●●●●●●●2.3：加強雇主和教育組織之間的聯(lián)系●●●●●●●●支柱3：提升供應鏈彈性3.1：加強供應鏈互聯(lián)互通●●●●●●●3.2：加大力度減少制造業(yè)供應鏈漏洞●●●●●●●●●3.3：加強和振興先進制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)●●●●●●●●●29聯(lián)邦部門和機構在促進美國先進制造業(yè)創(chuàng)新方面發(fā)揮著關鍵作用。本戰(zhàn)略中概述的支柱、目標和實施路徑是由直接負責或關心推進制造業(yè)創(chuàng)新的聯(lián)邦部門和機構制定的。通過帶動對研發(fā)、教育和勞動力發(fā)展以及有彈性的制造業(yè)供應鏈和生態(tài)系統(tǒng)的投資的伙伴關系和集體行動，州和地方政府也為先進制造業(yè)提供了重要支持。為了評估在實現擬議的支柱、目標和優(yōu)先事項方面的進展，我們建議以各部門和機構的參與程度以及根據所述優(yōu)先事項制定的新方案和項目作為衡30附錄B、在實現2018年《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計美國國家科學技術委員會于2018年10月發(fā)布了《先進制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》。56本節(jié)總結了該計劃中確定的支柱和重點目標所取得的進展。2018年《戰(zhàn)略計劃》提出了一個愿景，即確保美國在各工業(yè)部門的先進制造業(yè)中處于全球領先地位，以此來保障國家安全和經濟繁榮。這一愿景將通過以下三個支柱來實現：O開發(fā)和過渡新的制造技術。O教育、培訓制造業(yè)的勞動力并與他們建立起良好關系；O擴大國內制造業(yè)供應鏈的能力。這些支柱都分別設定了重點目標以及技術和項目優(yōu)先事項(及需在四至五年內達成的成果要求)。建議用來評估實現2018年支柱和目標進展的衡量標準是各機構的參與程度以及根據所述優(yōu)先事項制定的新方案和項目。該表給出了對支柱和重點目標作出貢獻的聯(lián)邦機構。56/sites/default/files/2021-06/Advanced-Manufacturing-Strategic-Plan-2018.pdf31支柱HHSHHSUSDAUSDA制造技制造技術智能制造系統(tǒng)人人人人人人材料及加工技術人人人人人人醫(yī)療產品制造人人人人人人電子設計與制造人人人人人食品和農業(yè)制造人人人人人人制制造勞動力未來的制造業(yè)勞動力人人人人人人人人職業(yè)技術教育人人人人人人人人行業(yè)公認的證書人人人人人人人將技術工人與行業(yè)相匹配人人人人人人中小型制造商人人人人人制造業(yè)創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)人人人人人國防制造基地人人人人人人面向農村社區(qū)的先進制造業(yè)人人人在該支柱下設定了以下重點目標：1.把握智能制造系統(tǒng)的未來2.開發(fā)世界領先的材料和加工技術3.通過國內制造保證醫(yī)療產品的供應4.保持在電子設計和制造方面的領先地位5.增加食品和農業(yè)制造的機會聯(lián)邦政府在向許多機構內的制造業(yè)研發(fā)活動進行了投資。這些機構相互協(xié)調彼此的工作以避免重復，同時確保他們的投資滿足任務需要，并在適當的時候相互補充。參加國家科學技術委員會先進制造業(yè)小組委員會的機構已經進行跨部門合作，協(xié)調和優(yōu)化聯(lián)邦對先進制造業(yè)研發(fā)的投資。32聯(lián)邦政府計劃在促進技術開發(fā)和向制造企業(yè)(特別是那些中小型企業(yè))轉讓方面是成功的。這些計劃包括美國制造研究所、NIST制造擴展合作、能源部的制造示范設施和嵌入式創(chuàng)業(yè)計劃，以及國家科學基金會的未來制造計國家科學基金會和環(huán)境保護署的小企業(yè)創(chuàng)新研究/小企業(yè)技術轉讓項目也為制造業(yè)研發(fā)提供了創(chuàng)業(yè)援助。下表列出了對先進制造業(yè)研發(fā)進展作出貢獻的機構計劃的范例。機構技術開發(fā)計劃商務部美國制造業(yè)制造業(yè)擴展伙伴關系增材制造智能制造機器人先進材料測量標準參考材料制造業(yè)中的人工智能生物制藥制造智能制造系統(tǒng)先進制造業(yè)路線圖區(qū)域創(chuàng)新中心美國國家制造業(yè)緊急援助計劃新冠肺炎經濟反應快速援助制造業(yè)技術計劃美國制造業(yè)研究所國防工業(yè)基地現代化能源部美國制造業(yè)研究所制造業(yè)示范設施關鍵材料研究所BOTTLE聯(lián)盟制造業(yè)的高性能計算實驗室嵌入式創(chuàng)業(yè)教育和勞動力路線圖(NREL)機器人、高性能計算和儲能實習小企業(yè)創(chuàng)新研究和小企業(yè)技術轉讓計劃美國制造挑戰(zhàn)衛(wèi)生與公眾服務部生物醫(yī)學高級研究與開發(fā)局先進開發(fā)和制造創(chuàng)新中心研究、創(chuàng)新和商業(yè)冒險司計劃技術觀察(TechWatch)推進持續(xù)制造的監(jiān)管科學監(jiān)管科學和創(chuàng)新?lián)芸畋O(jiān)管科學創(chuàng)新卓越中心新興技術團隊先進技術團隊國家航空航天局改變游戲規(guī)則的發(fā)展計劃先進探索系統(tǒng)計劃技術示范任務計劃空間技術研究撥款計劃改革性航空概念計劃33國家科學基金會網絡物理系統(tǒng)工程研究中心未來制造計劃工業(yè)/大學合作研究中心先進制造業(yè)計劃機器人基礎研究人類與技術前沿工作的未來國家機器人計劃3.0農業(yè)部科學主題小組小企業(yè)創(chuàng)新研究林產品實驗室試驗工廠設施生物經濟、生物能源和生物產品計劃內部和外部研究計劃支柱2：教育、培訓制造業(yè)的勞動力并與他們建立起良好關系在該支柱下設定了以下重點目標：1.吸引和培養(yǎng)未來的制造業(yè)勞動力隊伍2.更新和擴大職業(yè)和技術教育的途徑3.促進學徒制的推廣和獲得行業(yè)認可的證書4.將技術工人與需要他們的行業(yè)相匹配聯(lián)邦對教育和勞動力發(fā)展的投資將有助于培養(yǎng)一支多樣化和熟練的未來勞動力隊伍。雖然目前只有教育部門專注于K-12教育，勞工部專注于勞動力發(fā)展和認證，但其他機構，如國防部、美國國家航空航天局和國家科學基金會將會支持STEM教育和相關的勞動力培訓和發(fā)展計劃(特別是那些有利于制造業(yè)部門的)。與MEP中心合作的美國制造業(yè)研究所在教育和勞動力發(fā)展方面也很活躍。在2021財年，“美國制造”項目的教育和勞動力計劃在全國范圍內培訓了90,000多人，幫助說服了許多人從事制造業(yè)的工作。勞工部根據《勞動力創(chuàng)新與機會法案》(WIOA)，幫助培訓被淘汰的制造業(yè)工人和那些希望進入勞動力市場的工人。美國制造業(yè)研究所和勞工部的許多項目側重于對退伍軍人的培訓援助。教育部則根據《卡爾·帕金斯職業(yè)和技術教育法》幫助吸引高中和社區(qū)大學學生進入制造業(yè)。下表列出了各機構對制造業(yè)教育、培訓和勞動力發(fā)展的進展做出貢獻的34機構教育和勞動力發(fā)展計劃商務部美國制造業(yè)研究所教育和勞動力計劃NIST實習計劃MEP勞動力發(fā)展計劃NIST暑期本科生獎學金軍隊教育推廣計劃STARBASE美國制造業(yè)研究所教育和勞動力計劃退伍軍人投身能源行業(yè)制造業(yè)工程教育計劃教育部《勞動力創(chuàng)新與機會法案》第二篇，成人教育和家庭掃盲法案能源部美國制造業(yè)研究所教育和勞動力計劃實驗室嵌入式創(chuàng)業(yè)計劃為工業(yè)伙伴提供更好的工廠在線學習500001準備就緒的導航儀先進制造業(yè)教育和勞動力路線圖核相關獎學金和研究金制造實習項目EERE高性能計算EERE儲能實習計劃EERE機器人實習計劃核能大學核領導力計劃科學本科生實驗室實習辦公室社區(qū)大學科學實習辦公室科學訪問教師計劃辦公室科學研究生研究計劃辦公室能源部美國制造業(yè)研究所教育和勞動力計劃實驗室嵌入式創(chuàng)業(yè)計劃為工業(yè)伙伴提供更好的工廠在線學習準備就緒的導航儀制造業(yè)高性能計算實習計劃儲能實習計劃機器人技術實習計劃勞工部學徒計劃貿易調整援助美國的承諾就業(yè)培訓撥款加強社區(qū)大學撥款發(fā)展納米技術和半導體的學徒制唯一勞動力撥款通過基于部門的戰(zhàn)略撥款擴大學徒制的規(guī)模國家航空航天局教師獎學金計劃STEM參與計劃激勵競爭研究的既定計劃 (EPSCoR)少數群體大學研究和教育計劃國家科學基金會高級技術教育計劃基于培訓的先進網絡基礎設施的勞動力發(fā)展工程研究中心計劃未來制造計劃革新工程系計劃擴大對計算機和工程項目的參與為研究生提供非學術研究實習機會 (INTERN)基于培訓的先進網絡基礎設施的勞動力發(fā)展農業(yè)部學術獎學金和助學金4-H科學計劃與大學包括MSI和社區(qū)大學的合作關系合作拓展網絡農業(yè)和食品研究計劃(AFRI)教育和勞動力發(fā)展撥款35在該支柱下設定了以下重點目標：1.提高中小型制造商在先進制造業(yè)中發(fā)揮作用2.鼓勵制造業(yè)創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)3.加強國防制造業(yè)基礎4.加強農村社區(qū)的先進制造業(yè)美國的制造業(yè)供應鏈是一個由大大小小的制造商、集成商、原材料生產商、物流公司和提供其他支持服務的公司(會計、財務、法律顧問等)組成的復雜系統(tǒng)。這些公司，其中許多在美國之外，形成相互依存的網絡，向美國和全球客戶提供各種各樣的成品。下表列出了對國內制造業(yè)供應鏈和生態(tài)系統(tǒng)做出貢獻的機構計劃的范例。36機構供應鏈計劃商務部美國制造業(yè)研究所MEP中心網絡安全供應鏈風險管理計劃半導體制造和先進包裝審查供應鏈競爭力咨詢委員會美國制造業(yè)研究所工業(yè)基地計劃能源部美國制造業(yè)研究所關鍵材料研究所BOTTLE聯(lián)盟制造業(yè)和能源供應鏈辦公室能源部美國制造業(yè)研究所制造業(yè)供應鏈計劃國家航空航天局供應鏈風險管理(SCRM)計劃國家科學基金會美國的種子基金融合加速器計劃創(chuàng)新團隊運營工程計劃創(chuàng)新途徑啟用開源生態(tài)系統(tǒng)的途徑區(qū)域創(chuàng)新引擎農業(yè)部倉儲設施貸款地方食品推廣計劃農貿市場增值生產商撥款區(qū)域食品系統(tǒng)伙伴關系乳品企業(yè)創(chuàng)新計劃商業(yè)和工業(yè)擔保貸款計劃食品供應鏈擔保貸款計劃肉類和家禽檢查準備撥款合作拓展網絡環(huán)境保護署可持續(xù)材料管理計劃37附錄C、實施路徑支柱1：開發(fā)和實施先進的制造技術路徑1.1.1.制造過程的脫碳：開發(fā)和展示提高能源效率的先進制造技術，在制造過程中采用低碳原料和能源，應用新化學反應排放，分離和儲存工業(yè)二氧化碳，并創(chuàng)造溫室氣體密集型工業(yè)產品的替代品。創(chuàng)建和傳播驗證工具和程序，以協(xié)助將電氣化和高效技術融入制造業(yè)。公開具有較低能源和碳足跡的先進材料和工藝。充足的、低成本的、清潔的電力供應將大大減少制造業(yè)中的二氧化碳和其他排放物的排放量。在美國所有制造業(yè)的排放物中，近43%來自于工業(yè)加57許多制造過程需要中度到高度的工藝溫度，目前是通過使用高排放量的化石燃料實現的。而在一些產品(如水泥和鐵)的標準加工過程中發(fā)生碳，這一點尤其難以消減。美國的制造廠可以通過采用新型的、電氣化的、高效的先進制造工藝來減少排放——這些工藝可。對于那些難以減少二氧化碳排放的工藝，必須考慮通過儲存或利用進行碳捕用創(chuàng)新的電氣化加熱技術取代化石燃料的加熱過程可以減少排放，并提供生產力和競爭力的優(yōu)勢。新穎的電化學工藝使化學轉化在更低的溫度下進行，為工業(yè)過程的電氣化提供了另一個機會。通過催化劑的設計、電化學的使化學反應更加高效。通過在混合和分離中應為了減少鐵和水泥生產中固有的二氧化碳的產生，應進一步開發(fā)創(chuàng)新的方法，如直接還原鐵和使用替代材料。需要降低氫氣生產的成本，并