先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略報告

PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANVIII目錄縮略詞表 1執(zhí)行摘要 3導(dǎo)言：造業(yè)美國來 5先進(jìn)制業(yè)的景、、目標(biāo)實施徑 7支柱、標(biāo)和施路徑 9支柱1：開和實施的制造術(shù) 11目標(biāo)1.1：現(xiàn)清和持續(xù)的造以持脫碳 11目標(biāo)1.2：快微子半導(dǎo)體制造新 13目標(biāo)1.3：施先制以支持物經(jīng)濟 14目標(biāo)1.4：發(fā)創(chuàng)材和加工術(shù) 16目標(biāo)1.5：領(lǐng)智制的未來 17支柱2：壯先進(jìn)制的勞動隊伍 19目標(biāo)2.1：大和富進(jìn)制造人才庫 19目標(biāo)2.2：展、大促進(jìn)先制造教育訓(xùn) 21目標(biāo)2.3：強雇和育組織間的系 22支柱3：提供應(yīng)鏈性 23目標(biāo)3.1：強供鏈聯(lián)互通 24目標(biāo)3.2：大力減制造業(yè)應(yīng)鏈洞 24目標(biāo)3.3：強和興進(jìn)制造生態(tài)統(tǒng) 26附錄A、構(gòu)參和衡標(biāo)準(zhǔn) 28附錄B在實現(xiàn)2018《戰(zhàn)略劃》標(biāo)方得的進(jìn)展 30支柱1：開和過新制造技。 31支柱2：教、培制業(yè)的勞力并他們起良好系 33支柱3：擴國內(nèi)造供應(yīng)鏈能力 35附錄C實施徑 37支柱1：開和實先的制造術(shù) 37支柱2：壯先進(jìn)造的勞動隊伍 49支柱3：提供應(yīng)彈性 56PAGEPAGE10縮略詞表2D/3D 二維/三維AI 人工智能AM 增材制造AR 增強現(xiàn)實BARDA BEA CAP CEA CMOS COVID-19 新冠肺炎CO2 二氧化碳CTE DEIA DOC DoD DOE DOL DOS 國務(wù)院ED EDA EERE EOP FDA FY 財年GHG 溫室氣體HHS HI 異構(gòu)集成IC 集成電路ICME I-Corps 創(chuàng)新團(tuán)隊IoT 物聯(lián)網(wǎng)IIoT IPCC ISM 太空制造IT 信息技術(shù)K-12 LGBTQ MEP MGI MIC 中國制造ML 機器學(xué)習(xí)MSI MRL NEC NASA NIOSH NIST NSF NSTC OEM OMB OSTP OT 操作技術(shù)PPE PerkinsV 《卡爾R&D 研發(fā)RFID SAM SBA SBIR SMMs STEM STTR TRL R&D 研發(fā)美國USDA 美國農(nóng)業(yè)部USPTO VR 虛擬現(xiàn)實WIOA XR 擴展現(xiàn)實執(zhí)行摘要制造業(yè)是美國經(jīng)濟實力和國家安全的推動力。它在美國經(jīng)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(jìn)步使經(jīng)濟持續(xù)增長，因為新技術(shù)和創(chuàng)新提高了生產(chǎn)力，為生產(chǎn)下一代產(chǎn)品創(chuàng)造了條件，支持我們應(yīng)對氣候危機的能力，并創(chuàng)造新的、高質(zhì)量和高收入的就業(yè)機會。雖然美國仍能保持其在先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，但是，21世紀(jì)仍有一些高技術(shù)制造業(yè)的生產(chǎn)和就業(yè)水平急劇下降。為應(yīng)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(yīng)鏈和國家安全的彈性，為研發(fā)提供資金，并培訓(xùn)美國人未來的工作能力。該愿景將促進(jìn)經(jīng)濟增長，創(chuàng)造高質(zhì)量的就業(yè)機會，增強環(huán)境可持續(xù)性，應(yīng)對氣候變化，加強供應(yīng)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(jìn)的制造技術(shù)，發(fā)展先進(jìn)的制造勞動力，以及提升制造供應(yīng)鏈的彈性。每個目標(biāo)都確定了重點目標(biāo)，以及未來四年的國家技術(shù)和計劃重點和實施路徑。本戰(zhàn)略提出了美國在先進(jìn)制造業(yè)方面發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)地位的愿景。該愿景將促進(jìn)經(jīng)濟增長，創(chuàng)造高質(zhì)量的就業(yè)機會，增強環(huán)境可持續(xù)性，應(yīng)對氣候變化，加強供應(yīng)鏈，確保國家安全，并改善醫(yī)療健康。為實現(xiàn)該愿景，設(shè)定了三大支柱，而這三大支柱相互關(guān)聯(lián)：開發(fā)和實施先進(jìn)的制造技術(shù)；壯大先進(jìn)制造業(yè)的勞動力隊伍；提升供應(yīng)鏈彈性。為了實現(xiàn)這些支柱，確定了未來四年的11項重點目標(biāo)和37項實施路徑。11項重點目標(biāo)為：實現(xiàn)清潔和可持續(xù)的制造以支持脫碳；加快微電子和半導(dǎo)體的制造創(chuàng)新；實施先進(jìn)制造以支持生物經(jīng)濟；開發(fā)創(chuàng)新材料和加工技術(shù)；引領(lǐng)智能制造的未來；擴大和豐富先進(jìn)制造業(yè)人才庫；發(fā)展、擴大和促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)教育和培訓(xùn)；加強雇主和教育組織之間的聯(lián)系；加強供應(yīng)鏈互聯(lián)互通；加大力度減少供應(yīng)鏈漏洞；加強和振興先進(jìn)制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。這項由國會授權(quán)的戰(zhàn)略旨在改善美國政府的協(xié)調(diào)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(dǎo)，包括先進(jìn)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。導(dǎo)言：制造業(yè)和美國的未來先進(jìn)制造業(yè)是對現(xiàn)有產(chǎn)品制造方法的創(chuàng)新，以及由先進(jìn)技術(shù)促成的新產(chǎn)品的生產(chǎn)。美國仍然是某些先進(jìn)技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者。1國內(nèi)和全球?qū)鉀Q氣候危機所需的技術(shù)和設(shè)備的需求急劇上升，然而，先進(jìn)制造業(yè)的某些領(lǐng)域的生產(chǎn)和就業(yè)水平卻急劇下降。先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)品的貿(mào)易平衡（這是美國的傳統(tǒng)優(yōu)勢）從2001年開始從順差轉(zhuǎn)為逆差，2021年的貿(mào)易逆差為1970億美元。2制造業(yè)是美國經(jīng)濟3，4中最大的部門之一，占國內(nèi)生產(chǎn)總值的11%。5雖196019902090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(xiàn)在制造業(yè)的就業(yè)率已經(jīng)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(yīng)鏈的脆弱性，造成醫(yī)療用品、關(guān)鍵礦物和半導(dǎo)體等關(guān)鍵產(chǎn)品的嚴(yán)重短缺。7為了加強制造業(yè)供應(yīng)鏈，中小型制造商（SMM）8（指那些雇員少于500人的制造商，其數(shù)量占制造商總數(shù)的98%，其雇員占雇員人數(shù)的43%）將需要美國政府及其大客戶和供應(yīng)商的援助。因此，美國必須制定和實施戰(zhàn)略，通過對先進(jìn)制造業(yè)的投資重新奠定美國的領(lǐng)導(dǎo)地位。此外，國家的制造業(yè)和工業(yè)基礎(chǔ)支撐著利用先進(jìn)技術(shù)來保障民主的軍事能力。1/publications/2022/06/08/the-hamilton-index-assessing-national-performance-in-the-competition-for-advanced-industries/2https:///foreign-trade/balance/c0007.html3https:///el/applied-economics-office/manufacturing/manufacturing-industry-statistics4https:///web/empsit/ceshighlights.pdf5/indicator/NV.IND.MANF.ZS6/timeseries/CES30000000017https:///wp-content/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf7https:///wp-content/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf8/wp-content/uploads/2021/08/30144808/2021-Small-Business-Profiles-For-The-States.pdf本戰(zhàn)略基于公眾意見更新了2018年的《先進(jìn)制造業(yè)美國領(lǐng)導(dǎo)力戰(zhàn)略》9。10它獲得了2010年《美國競爭重新授權(quán)法案》的授權(quán)。2010年的《美國競爭重新授權(quán)法案》規(guī)定了最初的先進(jìn)制造業(yè)戰(zhàn)略（2012年），該戰(zhàn)略在首次發(fā)布后每5年進(jìn)行一次更新。11附錄A對聯(lián)邦機構(gòu)的參與情況和衡量標(biāo)準(zhǔn)作出了說明B2018年戰(zhàn)略發(fā)布以來取得的進(jìn)展。9https:///news/announcements/2018/10/strategy-american-leadership-advanced-manufacturing10https://www.F/documents/2021/10/05/2021-21644/national-strategic-plan-for-advanced-manufacturing-request-for-information?utm_medium=email&utm_source=govdelivery112010年《美國競爭重新授權(quán)法案》（公法111-478）第102章；《美國法典》第42編第6622章。先進(jìn)制造業(yè)的愿景、支柱、目標(biāo)和實施路徑本戰(zhàn)略旨在實現(xiàn)美國先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位的愿景。該愿景將促進(jìn)經(jīng)濟增長，創(chuàng)造高質(zhì)量的就業(yè)機會，增強環(huán)境可持續(xù)性，應(yīng)對氣候變化，加強供應(yīng)鏈，確保國家安全，并改善醫(yī)療健康。促進(jìn)經(jīng)濟增長。先進(jìn)制造業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)來生產(chǎn)新產(chǎn)品和改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)。制造業(yè)的工作，尤其是先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)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(hù)，并對其他部門12的工作產(chǎn)生了廣泛影響。這些重大影響使得制造業(yè)的進(jìn)步（美國將這些進(jìn)步轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品、工藝和服務(wù)的能力）成為政府的優(yōu)先事項和國家整體制造業(yè)戰(zhàn)略的一個關(guān)鍵因素。13創(chuàng)造高質(zhì)量的就業(yè)機會。先進(jìn)制造業(yè)的創(chuàng)新和新技術(shù)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，美國可能會有超過200萬個制造業(yè)工作崗位空缺。14需要對工人進(jìn)行新的投資，包括從小學(xué)到研究生學(xué)位的基礎(chǔ)科學(xué)教育、頒發(fā)行業(yè)認(rèn)可的證書的技術(shù)培訓(xùn)計劃、學(xué)徒和實習(xí)計劃以及領(lǐng)導(dǎo)力發(fā)展計劃。將歷史上在先進(jìn)制造業(yè)中代表性不足的群體和/或來自服務(wù)不足地區(qū)的個人吸納進(jìn)來，為擴大制造業(yè)勞動力隊伍和隨之而來的經(jīng)濟效益創(chuàng)造了機會。在肯定集群經(jīng)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(nóng)村地區(qū)和經(jīng)濟困難地區(qū)的先進(jìn)制造業(yè)工作的數(shù)量和質(zhì)量，以此來加強區(qū)域經(jīng)濟條件。15，16美國還將投入資金來改善制造工藝，進(jìn)而保護(hù)工人安全和健康；這種安全和以人為本的工藝，可以保護(hù)和保持工人的工作，對長期的全球競爭力至關(guān)重要。增強環(huán)境可持續(xù)性?？沙掷m(xù)制造是指通過經(jīng)濟上合理的流程來創(chuàng)造制成12https://ww/publication/manufacturing-still-provides-a-pay-advantage-but-outsourcing-is-eroding-it/13https:///briefing-room/statements-releases/2022/02/24/the-biden-harris-plan-to-revitalize-american-manufacturing-and-secure-critical-supply-chains-in-2022/14https:///2-1-million-manufacturing-jobs-could-go-unfilled-by-2030-13743/15https:///briefing-room/statements-releases/2021/03/31/fact-sheet-the-american-jobs-plan/16/arpa/build-back-better/品。所謂的合理流程是指在節(jié)約能源和自然資源的同時，最大限度地減少對環(huán)境的負(fù)面影響。17將可持續(xù)材料管理原則和增材制造納入產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)，可以減少制造產(chǎn)品所需的材料和能源，提高安全性。美國將改進(jìn)整個制造部門內(nèi)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清潔電力。應(yīng)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(jīng)濟利益構(gòu)成了一個直接的現(xiàn)存威脅。美國已經(jīng)定下了一個雄偉且可實現(xiàn)的目標(biāo)，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)建一個無碳污染的電力部門，并在2050年之前整個經(jīng)濟體實現(xiàn)凈零排放。18,19先進(jìn)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(jīng)濟；在這種經(jīng)濟中，人們將使用可持續(xù)的生物質(zhì)來取代石油產(chǎn)品，擴大清潔能源的應(yīng)用，開發(fā)其他與氣候有關(guān)的技術(shù)，積極創(chuàng)新，從而幫助整個經(jīng)濟實現(xiàn)凈零排放。加強供應(yīng)鏈。支持美國制造業(yè)的供應(yīng)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(shù)的投資不足，對培訓(xùn)的投資不足，以及為了短期利益而進(jìn)行的外包和離岸活動。20新冠肺炎疫情大流行和不斷變化的地緣政治競爭暴露了這些和其他脆弱性，加劇了經(jīng)濟損失，同時也暴露了國家安全和健康風(fēng)險。美國需要有彈性的、協(xié)作性的、數(shù)字化整合的制造業(yè)供應(yīng)鏈，以防止供應(yīng)鏈中斷并確保供應(yīng)鏈能夠從中斷中迅速恢復(fù)。確保國家安全。先進(jìn)的制造技術(shù)對國家安全至關(guān)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)略競爭對手的防御。21戰(zhàn)略競爭對手對美國的非動能威脅在增加，美國必須加快技術(shù)發(fā)展和實施的步伐，并加快制造供應(yīng)鏈的轉(zhuǎn)型。17https:///sustainability/sustainable-manufacturing18https:///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/19https://www.F/documents/2021/02/01/2021-02177/tackling-the-climate-crisis-at-home-and-abroad20雖然一些離岸和外包提高了效率，但這些戰(zhàn)略有時也導(dǎo)致脆弱性增加和工作質(zhì)量下降。詳見https:///cea/written-materials/2022/04/14/summary-of-the-2022-economic-report-of-the-president/和https:///wp-content/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf第6章。21https:///Spotlights/National-Defense-Strategy/改善醫(yī)療健康。先進(jìn)制造業(yè)可用于生產(chǎn)許多新的和日趨完善的醫(yī)療保健產(chǎn)品，包括小分子藥物、醫(yī)療設(shè)備、生物制品、疫苗、先進(jìn)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(shù)需求，但它也有獨特的需求，因此需要專門定制的應(yīng)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(jìn)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(yīng)對和準(zhǔn)備方面的全球領(lǐng)先地位。支柱、目標(biāo)和實施路徑本戰(zhàn)略的愿景將通過實現(xiàn)三個支柱來實現(xiàn)。要想實現(xiàn)這些支柱，必須實現(xiàn)其下的重點目標(biāo)和實施路徑。未來四年的支柱、目標(biāo)和實施路徑見下表。附錄C中具體闡述了對每項路徑的進(jìn)一步討論。支柱目標(biāo)實施路徑1：開術(shù)1.1：實現(xiàn)清潔和可持續(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(shù)1.1.3：可持續(xù)制造和回收1.2：加快微電子和半導(dǎo)體的制造創(chuàng)新1.2.1：半導(dǎo)體和電子的納米制造1.2.2：半導(dǎo)體材料、設(shè)計和制造1.2.3：半導(dǎo)體封裝和異構(gòu)設(shè)計1.3：實施先進(jìn)制造以支持生物經(jīng)濟1.3.1：生物制造1.3.2：農(nóng)業(yè)、林業(yè)和食品加工1.3.3：生物質(zhì)加工和轉(zhuǎn)化1.3.4：藥品和保健品1.4：開發(fā)創(chuàng)新材料和加工技術(shù)1.4.1：高性能材料設(shè)計和加工1.4.2：增材制造1.4.3：關(guān)鍵材料1.4.4：太空制造1.5：引領(lǐng)智能制1.5.1：數(shù)字化制造1.5.2：制造業(yè)中的人工智能1.5.3：以人為本的技術(shù)應(yīng)用1.5.4：制造業(yè)中的網(wǎng)絡(luò)安全2：壯隊伍2.1：擴大和豐富先進(jìn)制造業(yè)人才庫2.1.1：提高對先進(jìn)制造業(yè)職業(yè)的認(rèn)識2.1.2：吸引參與度不高的社區(qū)2.1.3：解決服務(wù)不足群體的社會和結(jié)構(gòu)性障礙2.2進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)教育和培訓(xùn)2.2.1：將先進(jìn)制造業(yè)納入科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)2.2.2：使先進(jìn)制造業(yè)的職業(yè)技術(shù)教育現(xiàn)代化2.2.3：擴大和傳播新的學(xué)習(xí)技術(shù)和實踐2.3：加強雇主和教育組織之間的聯(lián)系2.3.1：擴大基于工作的學(xué)習(xí)和學(xué)徒制2.3.2：設(shè)立行業(yè)認(rèn)可的證書和認(rèn)證3：提性3.1：加強供應(yīng)鏈互聯(lián)互通3.1.1：促進(jìn)供應(yīng)鏈內(nèi)部在供應(yīng)鏈管理方面的協(xié)調(diào)3.1.2：推進(jìn)供應(yīng)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新3.2：加大力度減少供應(yīng)鏈漏洞3.2.1：追蹤供應(yīng)鏈上的信息和產(chǎn)品3.2.2：提高供應(yīng)鏈的可見性3.2.3：改善供應(yīng)鏈的風(fēng)險管理3.2.4：提高供應(yīng)鏈的敏捷性3.3：加強和振興先進(jìn)制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)3.3.1：促進(jìn)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(shù)過渡3.3.4：建立和加強區(qū)域制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)3.3.5：改善公私合作關(guān)系支柱1：開發(fā)和實施先進(jìn)的制造技術(shù)最近在自動化、數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能、機器學(xué)習(xí)、生物技術(shù)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的進(jìn)展，加上整個經(jīng)濟范圍內(nèi)的脫碳、醫(yī)療保健和國家安全方面的緊迫技術(shù)挑戰(zhàn)，正在為先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)造新的機會。為了在全球范圍內(nèi)競爭，美國必須通過快速開發(fā)和實施創(chuàng)新的制造技術(shù)來利用和保護(hù)其技術(shù)領(lǐng)先地位。雖然聯(lián)邦對先進(jìn)制造業(yè)相關(guān)的研究、開發(fā)和部署的投資一般集中在每個機構(gòu)的特定任務(wù)目標(biāo)上，但基于組合的戰(zhàn)略在各機構(gòu)間的協(xié)調(diào)將更加有效。為促進(jìn)目標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展而進(jìn)行公私合作是開發(fā)和實施新的制造技術(shù)的關(guān)鍵。這種公私合作關(guān)系提供了創(chuàng)建和共享工業(yè)相關(guān)設(shè)施的機會。在這些設(shè)施中，工具、技術(shù)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(nèi)和區(qū)域間推動經(jīng)濟增長。在支柱1的范疇下設(shè)定了五個重點目標(biāo)：實現(xiàn)清潔和可持續(xù)的制造以支持脫碳；加快微電子和半導(dǎo)體的制造創(chuàng)新；實施先進(jìn)制造以支持生物經(jīng)濟；開發(fā)創(chuàng)新材料和加工技術(shù)；引領(lǐng)智能制造的未來；每一個目標(biāo)都有其對應(yīng)的實施路徑以及在未來四年內(nèi)要獲得的成果。目標(biāo)1.1：實現(xiàn)清潔和可持續(xù)的制造以支持脫碳?xì)夂蜃兓漠a(chǎn)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，制造業(yè)產(chǎn)生的與能源有關(guān)的溫室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(xué)品的制造也通過化學(xué)過程直接產(chǎn)生溫室氣體排放。通過使用清潔和高效的制造技術(shù)24以及減少整個產(chǎn)品生命周期的排放，我們將有可能減少與制造有關(guān)的能源消耗和溫室氣體排放。美國已承諾，其2030年的溫室氣體凈排放量將比2005年減少50-52%，并在2050年實現(xiàn)凈零排放。252022年8月簽署成為法律的《通脹削減法案》，以及2021年11月頒布的《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法》中的基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化投資，將提供大量資源和激勵措施，幫助實現(xiàn)氣候和清潔能源目標(biāo)。這些新資源將促進(jìn)拜登·哈里斯政府通過國家氣候工作組和美國供應(yīng)鏈行政命令所做的努力，在美國政府范圍內(nèi)推進(jìn)清潔能源和與氣候相關(guān)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(shè)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(jìn)制造業(yè)可以在能源、工業(yè)、建筑和運輸部門實現(xiàn)低成本、零排放的技術(shù)。該目標(biāo)的實施路徑為：制造過程的脫碳：業(yè)過程電氣化，在制造過程中采用低碳原料和能源，應(yīng)用新化學(xué)反應(yīng)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(chǎn)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(shù)融入制造業(yè)。公開具有較低能源和碳足跡的先進(jìn)材料和工藝。清潔能源制造技術(shù)：改進(jìn)清潔發(fā)電和儲存的材料、制造工藝和產(chǎn)品設(shè)計；采用零排放的運輸工具、建筑和工業(yè)，以實現(xiàn)脫碳經(jīng)濟。通過先進(jìn)的導(dǎo)電材料、加工技術(shù)和機器開發(fā)，加強設(shè)備和材料的制造，使電力轉(zhuǎn)換和傳22https:///energyexplained/use-of-energy/industry.php;23https:///tools/faqs/faq.php?id=77&t=1124https:///bipartisan-infrastructure-law/25https:///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/供新型可持續(xù)材料?？沙掷m(xù)制造和回收：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(gòu)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)。擴大可持續(xù)材料的設(shè)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(shè)施的規(guī)模。改進(jìn)數(shù)據(jù)和方法，以評估生命周期的影響并確定需要改進(jìn)的領(lǐng)域。目標(biāo)1.2：加快微電子和半導(dǎo)體的制造創(chuàng)新半導(dǎo)體是微電子學(xué)的基礎(chǔ)，半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步對國家安全和幾乎每個經(jīng)濟部門都至關(guān)重要。26它們是控制和調(diào)節(jié)電力流的電力電子設(shè)備的支柱，并使電動汽車充電和將可再生能源納入電網(wǎng)成為可能。微電子的廣泛應(yīng)用為擴大將產(chǎn)品生命周期中的氣候、環(huán)境和其他影響考慮在內(nèi)的可持續(xù)制造流程提供了機會。目前，制造業(yè)面臨著互補金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)的基本性能限制、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(shè)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(shè)備提供動力。最近在2022年8月通過并成為法律的為半導(dǎo)體基礎(chǔ)設(shè)施提供投資的《芯片和科學(xué)法案》27將有助于實現(xiàn)以下目標(biāo)。該目標(biāo)的實施路徑為：半導(dǎo)體和電子的納米制造：對集成光子產(chǎn)品、增材和直接印刷電子產(chǎn)品的制造、獨特的傳感器格式以及混合電子制造進(jìn)行投資，以利用納米制造的力量。開發(fā)物理、化學(xué)和生物方法，將原子精確放置和結(jié)合到所需的分子和結(jié)構(gòu)中。半導(dǎo)體材料、設(shè)計和制造：發(fā)展能夠創(chuàng)造和測試新的設(shè)備、材料和26https:///smm-electronics/national-strategy-electronics-stewardship-nses27https:///briefing-room/statements-releases/2022/08/09/fact-sheet-chips-and-science-act-will-lower-costs-create-jobs-strengthen-supply-chains-and-counter-china/1414結(jié)構(gòu)的先進(jìn)制造能力。為國內(nèi)公司和大學(xué)提供方便的設(shè)計工具和微電子代工廠，以提供準(zhǔn)確信息和訓(xùn)練有素的勞動力。為微電子器件和組件提供高效和可持續(xù)的操作。半導(dǎo)體封裝和異構(gòu)設(shè)計：引進(jìn)新的材料、工具、設(shè)計、工藝、裝配和測試，使封裝活動具有更高的密度、產(chǎn)量和可靠性。加強研發(fā)和原型設(shè)計，以提高生產(chǎn)效率和可靠性。發(fā)展國家設(shè)施，進(jìn)行異構(gòu)包裝集成研發(fā)。目標(biāo)1.3：實施先進(jìn)制造以支持生物經(jīng)濟美國的生物經(jīng)濟“是由生命科學(xué)和生物技術(shù)的創(chuàng)新驅(qū)動的經(jīng)濟活動，由工程和計算及信息科學(xué)的技術(shù)進(jìn)步促成”28，并包括產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和服務(wù)。在生物制造中，微生物和不同的生物體（細(xì)菌細(xì)胞、病毒、酵母、藍(lán)藻、海藻）經(jīng)過編程可以用來制造各種產(chǎn)品，如食品、飼料、燃料、纖維、生物塑料、天然橡膠、可再生化學(xué)品、營養(yǎng)品、非食品材料和其他高價值產(chǎn)品。這個過程，利用可持續(xù)的生物質(zhì)或糖源作為原料，為許多產(chǎn)品如塑料、燃料和材料的生產(chǎn)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(guān)于推進(jìn)生物技術(shù)和生物制造創(chuàng)新以實現(xiàn)可持續(xù)、安全和可靠的美國生物經(jīng)濟的行政命令。29該行政命令要求整個政府推進(jìn)生物制造，為健康、氣候、變化、能源、食品安全、農(nóng)業(yè)、供應(yīng)鏈彈性以及國家和經(jīng)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(nèi)的生物制造能力，連接相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)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(shè)備至關(guān)重要。通過將生命科學(xué)的發(fā)現(xiàn)與智能制造等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，美國可以在創(chuàng)造高質(zhì)量的生物基產(chǎn)品方面取得巨大的飛躍。應(yīng)優(yōu)先實施強有力的生物安全、28/catalog/25525/safeguarding-the-bioeconomy29https:///briefing-room/presidential-actions/2022/09/12/executive-order-on-advancing-biotechnology-and-biomanufacturing-innovation-for-a-sustainable-safe-and-secure-american-bioeconomy/PAGEPAGE34生物安保和數(shù)據(jù)隱私控制，以確保對生物經(jīng)濟的支持，促進(jìn)和保護(hù)美國的領(lǐng)導(dǎo)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(yīng)鏈的彈性，先進(jìn)的制造工藝必須充分利用新技術(shù)，并加快新領(lǐng)域（如細(xì)胞農(nóng)業(yè)、替代蛋白質(zhì)和個性化營養(yǎng)）的發(fā)展。應(yīng)采取措施來創(chuàng)造更多機會，進(jìn)一步追求從實驗室到市場的生物技術(shù)，實現(xiàn)新興產(chǎn)品的制造規(guī)?；拖蛲馔卣埂＿@一部分關(guān)于制造技術(shù)的內(nèi)容涉及健康、疾病、氣候變化、能源、食品和營養(yǎng)安全、經(jīng)濟發(fā)展以及持續(xù)發(fā)展多樣化和多學(xué)科的勞動力等關(guān)鍵問題。該目標(biāo)的實施路徑為：生物制造：支持推進(jìn)生物制造研究，包括基因組和蛋白質(zhì)工程生產(chǎn)工具、多細(xì)胞系統(tǒng)工程、生物模型和生物加工的生物技術(shù)方法。支持用于預(yù)測模型和生物加工分析工具的多組學(xué)和生物計量學(xué)的發(fā)展。支持加強原料準(zhǔn)品用于合法用途。農(nóng)業(yè)、林業(yè)和食品加工：能表型的預(yù)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(shù)，包括養(yǎng)分回收系統(tǒng)，從廢物和非常規(guī)來源中生產(chǎn)出適合的水。生物質(zhì)加工和轉(zhuǎn)化：找出可在美國持續(xù)生產(chǎn)并轉(zhuǎn)化為制造業(yè)原料的10億噸生物質(zhì)的開發(fā)方法、工藝和技術(shù)。為理想的生物質(zhì)原料的預(yù)加工、加工和解構(gòu)開發(fā)預(yù)測過程建模、生物過程分析以及基因組和蛋白質(zhì)工程。推進(jìn)生物基廢物流的厭氧處理，以生產(chǎn)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。藥品和保健品：促進(jìn)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(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)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(chǎn)品、設(shè)備和生物驅(qū)動的給藥系統(tǒng)。目標(biāo)1.4：開發(fā)創(chuàng)新材料和加工技術(shù)先進(jìn)材料對于新產(chǎn)品的開發(fā)以及經(jīng)濟和國家安全至關(guān)重要，其應(yīng)用遍及多個工業(yè)部門。先進(jìn)材料可能包括用于高超音速的極端溫度結(jié)構(gòu)材料、用于惡劣環(huán)境的材料、高強度輕質(zhì)金屬合金、合成生物材料，以及許多其他材料。使用新材料往往需要創(chuàng)新的制造技術(shù)。由于設(shè)計限制得以放松，像增材制造和納米制造這樣的先進(jìn)工藝為新材料創(chuàng)造了機會。新的高性能先進(jìn)材料的加工技術(shù)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(xiàn)有的方法來提高成本效益和競爭力。先進(jìn)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(chǎn)品使用中的其他環(huán)境后果。該目標(biāo)的實施路徑為：高性能材料設(shè)計和加工：機器學(xué)習(xí)工具，提高材料設(shè)計和加工能力。加快高性能材料的測試、鑒定和工藝驗證，以簡化進(jìn)入市場的程序。加強材料行為的預(yù)測能力以及在苛刻的服務(wù)條件下的性能。增材制造：開發(fā)可供所有用戶使用的增材制造（AM）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(xué)習(xí)算法，以分析大型、安全、可互操作的數(shù)據(jù)流，并實現(xiàn)反饋控制。生產(chǎn)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(shù)與智能制造平臺相結(jié)合。關(guān)鍵材料：中關(guān)鍵材料的使用。找出先進(jìn)方法來從初級、二級和非常規(guī)來源分離和加工關(guān)鍵材料。為可重復(fù)使用、回收、再制造和再利用的關(guān)鍵部件和產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計和制造方法。太空制造：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(chǔ)設(shè)施。將機器人技術(shù)與太空增材制造工藝相結(jié)合來進(jìn)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(xiàn)長期的太空存在，包括可持續(xù)的食品生產(chǎn)、加工和回收，以及危險材料的鈍化。目標(biāo)1.5：引領(lǐng)智能制造的未來通過數(shù)字化設(shè)計和制造進(jìn)行的智能制造業(yè)收集和分配生產(chǎn)設(shè)備所需的信息，將設(shè)計和原材料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)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(yīng)鏈。智能制造業(yè)將相關(guān)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(chǎn)品質(zhì)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(shù)、行業(yè)和社會模式及流程的轉(zhuǎn)型變化。要想在未來取得進(jìn)步，必須在制造業(yè)中廣泛采用強大的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，打造一支精通數(shù)字的勞動力隊伍，并創(chuàng)建以人工智能為動力的制造業(yè)商業(yè)模式，在保護(hù)專有信息的同時聚合各制造商的數(shù)據(jù)。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(wǎng)絡(luò)的所有公司積累的生產(chǎn)經(jīng)驗中受益。30該目標(biāo)的實施路徑為：數(shù)字化制造：的應(yīng)用。通過追求數(shù)字雙胞胎來推進(jìn)智能制造。制定數(shù)據(jù)兼容的標(biāo)準(zhǔn)，以實現(xiàn)智能制造的無縫整合。制造業(yè)中的人工智能：密和風(fēng)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、標(biāo)準(zhǔn)和軟件工具，以擴大新的商業(yè)模式，在維護(hù)數(shù)據(jù)安全和尊重知識產(chǎn)權(quán)的30/10.6028/NIST.AMS.100-47權(quán)等方面的利益。31以人為本的技術(shù)應(yīng)用：促進(jìn)新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，通過實現(xiàn)安全和高效的人機互動，增強人的能力和生產(chǎn)工人的能力，從而擴大人與機器之間的協(xié)作工作。制造業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全：造系統(tǒng)中實施網(wǎng)絡(luò)安全的準(zhǔn)則。將工作重點放在更新中小型制造商的資本設(shè)備和更換無法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全的生產(chǎn)設(shè)備上。根據(jù)總統(tǒng)關(guān)于改善國家網(wǎng)絡(luò)安全的第14028材料清單。31https:///briefing-room/presidential-actions/2021/07/09/executive-order-on-promoting-competition-in-the-american-economy/支柱2：壯大先進(jìn)制造業(yè)的勞動力隊伍先進(jìn)技術(shù)的變革有希望創(chuàng)造數(shù)百萬個新的、可持續(xù)的、高質(zhì)量的美國就業(yè)機會——這也包括先進(jìn)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(shù)證據(jù)表明，自動化、人工智能和機器人技術(shù)將是未來十年內(nèi)全球制造業(yè)工作的凈增長點。33這些技術(shù)的開發(fā)和部署應(yīng)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(jìn)制造業(yè)，提供高質(zhì)量的工作機會，美國必須增加制造業(yè)的勞動力，特別應(yīng)該注意吸納那些過去很少在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的個人，并通過靈活的教育和培訓(xùn)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(xué)習(xí)模式（如注冊學(xué)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(jìn)先進(jìn)制造業(yè)勞動力發(fā)展的愿景，團(tuán)結(jié)公共和私人利益相關(guān)者，并加強各機構(gòu)之間對聯(lián)邦政策和計劃的協(xié)調(diào)，以最大限度地提高整體效益和實現(xiàn)基于地方的倡議，在增長制造業(yè)勞動力方面發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用。在支柱2的范疇下設(shè)定了三個重點目標(biāo)：擴大和豐富先進(jìn)制造業(yè)人才庫發(fā)展、擴大和促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)教育和培訓(xùn)加強雇主和教育組織之間的聯(lián)系目標(biāo)2.1：擴大和豐富先進(jìn)制造業(yè)人才庫根據(jù)最近的調(diào)查，除非美國迅速采取相關(guān)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)32https:///papers/w30332?utm_campaign=ntwh&utm_medium=email&utm_source=ntwg2233https:///agenda/2020/10/dont-fear-ai-it-will-lead-to-long-term-job-growth/；又見/9780262367745/the-work-of-the-future/34/wp-content/uploads/2021/01/2021-Research-Brief-Helper-Reynolds-Traficonte-Singh4.pdf35/articles/do-firms-benefit-from-apprenticeship-investments/long,https:///wp-content/uploads/2019/01/1.3-Pgs-56-74-Scaling-Apprenticeship-to-Increase-Human-Capital.pdf36/us/en/insights/industry/manufacturing/manufacturing-industry-diversity.html工人的關(guān)鍵途徑。37滿足對工人的預(yù)期需求的戰(zhàn)略包括擴大制造業(yè)勞動力的人口基礎(chǔ)并使之多樣化。為了應(yīng)對即將到來的勞動力挑戰(zhàn)，將需要過去很少在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)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(lǐng)域的工作。此外，擴大先進(jìn)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(jīng)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(zhì)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(guān)系，將工人與好工作聯(lián)系起來。39此外，政府努力擴大注冊學(xué)徒制，40并為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的、以工人為中心的伙伴關(guān)系提供資金。41國家生物技術(shù)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(jìn)公平和支持服務(wù)不足的社區(qū)。42這些努力將帶來與制造業(yè)有關(guān)的巨大利益。該目標(biāo)的實施路徑為：提高對先進(jìn)制造業(yè)職業(yè)的認(rèn)識：學(xué)生或過去很少在先進(jìn)制造業(yè)中工作的人對先進(jìn)制造業(yè)職業(yè)的認(rèn)識。與機構(gòu)和社區(qū)領(lǐng)導(dǎo)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。吸引參與度不高的社區(qū)：社區(qū)大學(xué)和地區(qū)高中合作，讓過去很少涉足先進(jìn)制造業(yè)和服務(wù)不足的社區(qū)的學(xué)生和家庭參與進(jìn)來，特別是那些轉(zhuǎn)型自化石燃料產(chǎn)業(yè)的社區(qū)。積極參與學(xué)院和大學(xué)的工作，重點是那些為少數(shù)群體服務(wù)的機構(gòu)。明確界定合作伙伴之37/cappelli-no-hr-we-dont-have-a-labor-shortage-crisis/38https:///briefing-room/statements-releases/2022/09/02/president-biden-to-announce-21-winners-of-1-billion-american-rescue-plan-regional-challenge/39https:///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/40https:///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/41https:///briefing-room/statements-releases/2022/09/02/president-biden-to-announce-21-winners-of-1-billion-american-rescue-plan-regional-challenge/42https:///briefing-room/statements-releases/2022/09/12/fact-sheet-president-biden-to-launch-a-national-biotechnology-and-biomanufacturing-initiative/間的共同目標(biāo)、戰(zhàn)略和資源，包括工會和社區(qū)代表。為來自服務(wù)不足的社區(qū)的人提供全行業(yè)的技術(shù)援助、支持服務(wù)和指導(dǎo)。解決服務(wù)不足群體的社會和結(jié)構(gòu)性障礙：關(guān)指標(biāo)、評估和問責(zé)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(shè)計包容性計劃，以確保退伍軍人和過去很少參與和服務(wù)不足的社區(qū)的人有機會進(jìn)入先進(jìn)制造業(yè)。目標(biāo)2.2：發(fā)展、擴大和促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)教育和培訓(xùn)教育和勞動力發(fā)展系統(tǒng)必須能夠靈活地應(yīng)對先進(jìn)制造業(yè)所需技能和能力的變化。為了讓更多的學(xué)生接受先進(jìn)制造業(yè)教育，教學(xué)法必須繼續(xù)探索新的技術(shù)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(xùn)項目，43以及更多的動態(tài)和吸引人的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和混合課程（結(jié)合虛擬和現(xiàn)場教學(xué)）。這也意味著要為先進(jìn)制造業(yè)專業(yè)的學(xué)生增加更多真實世界、親身實踐、基于工作的學(xué)習(xí)機會。教育和培訓(xùn)的變化應(yīng)始于科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)教育的早期基礎(chǔ)中的先進(jìn)制造業(yè)意識，并在中學(xué)后的職業(yè)和技術(shù)教育計劃、基于雇主的培訓(xùn)、學(xué)徒和其他基于工作的計劃中繼續(xù)進(jìn)行。該目標(biāo)的實施路徑為：將先進(jìn)制造業(yè)納入科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)教育：將先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵概念、基礎(chǔ)知識和技能納入小學(xué)和中學(xué)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的改進(jìn)議程。提高對多種職業(yè)道路的認(rèn)識，加強行業(yè)參與，為學(xué)生提供實踐培訓(xùn)機會。支持技術(shù)教育和科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)課程，更加注重工程和技術(shù)。讓教師做好帶領(lǐng)工作，為學(xué)生提供令人興奮的、學(xué)習(xí)密集型的課程，將先進(jìn)的制造概念和職業(yè)結(jié)合起來。43（）——https:///programs/workforce-strategies-initiative/sector-strategies/使先進(jìn)制造業(yè)的職業(yè)技術(shù)教育（CTE）現(xiàn)代化：通過撥款和基于行業(yè)的努力，加強教學(xué)和學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)成果，激發(fā)學(xué)生對制造業(yè)職業(yè)的興趣，從而實現(xiàn)職業(yè)技術(shù)教育的現(xiàn)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(xué)方法教授先進(jìn)制造業(yè)的學(xué)術(shù)知識和技能。支持學(xué)生的競賽活動，提供先進(jìn)制造業(yè)所需的技能，如數(shù)字技能和系統(tǒng)思維。擴大和傳播新的學(xué)習(xí)技術(shù)和實踐：在中學(xué)和中學(xué)后階段開展混合課程（包括先進(jìn)的模擬活動）以及使用先進(jìn)制造業(yè)中的尖端設(shè)備和方法。通過學(xué)習(xí)技術(shù)，擴大成人的技能提升和技能再提升的途徑，讓更多的學(xué)生更多地接觸先進(jìn)制造業(yè)的職業(yè)。為改善學(xué)生對高速互聯(lián)網(wǎng)的使用提供支持。目標(biāo)2.3：加強雇主和教育組織之間的聯(lián)系制造業(yè)工人供需之間的不平衡可以通過在雇主和培訓(xùn)和教育提供者之間建立更強大的關(guān)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(gòu)必須領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)所需的教育材料，以獲得高質(zhì)量的證書和認(rèn)證。在職培訓(xùn)和學(xué)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(gòu)的密切合作。該目標(biāo)的實施路徑為：擴大基于工作的學(xué)習(xí)和學(xué)徒制：擴大高質(zhì)量、有償?shù)墓ぷ鲗W(xué)習(xí)和學(xué)層深入的邊賺錢邊學(xué)習(xí)的經(jīng)驗來獲得先進(jìn)的制造技能。將先進(jìn)制造業(yè)的雇主與現(xiàn)有的學(xué)徒制贊助商和學(xué)徒制合作伙伴聯(lián)系起來。設(shè)立行業(yè)認(rèn)可的證書和認(rèn)證：鼓勵對新興制造技術(shù)的模塊化的、受行業(yè)認(rèn)可的證書和認(rèn)證進(jìn)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(jìn)制造業(yè)職業(yè)制定證書標(biāo)準(zhǔn)和要求。支柱3：提升供應(yīng)鏈彈性美國的制造業(yè)供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，它連接著原材料和零部件生產(chǎn)商、物流公司、集成商和商業(yè)支持服務(wù)。這些相互依存的實體設(shè)計、生產(chǎn)和組裝部件和最終產(chǎn)品，它們所處的生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造并受益于產(chǎn)品和工藝創(chuàng)新。一個需要改進(jìn)的關(guān)鍵領(lǐng)域是供應(yīng)鏈和生態(tài)系統(tǒng)的彈性。彈性是指從意外沖擊中恢復(fù)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(jìn)的數(shù)字模型來提高。缺乏數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施和透明度使我們的供應(yīng)鏈變得脆弱，在面臨沖擊和壓力時無法適應(yīng)。供應(yīng)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(fēng)險，諸如地緣政治沖突、網(wǎng)絡(luò)攻擊、能源中斷、金融危機、自然災(zāi)害和大流行病等。45《關(guān)于美國供應(yīng)鏈的行政命令：行動與進(jìn)步的一年》46指示聯(lián)邦機構(gòu)采取具體行動來提高供應(yīng)鏈的彈性。最初的行動包括測繪、監(jiān)測和分析供應(yīng)鏈，以支持不同公共和私人利益相關(guān)者的集體行動，并保證供應(yīng)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(wù)和產(chǎn)品的一半。47應(yīng)對它們加以支持，以提高制造業(yè)供應(yīng)鏈和生態(tài)系統(tǒng)的彈性。在支柱3的范疇下設(shè)定了三個重點目標(biāo)：加強供應(yīng)鏈互聯(lián)互通加大力度減少制造業(yè)供應(yīng)鏈漏洞加強和振興先進(jìn)制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)44https:///wp-content/uploads/2022/04/Chapter-6-new.pdf45https:///news-events/news/2022/04/nist-releases-study-blockchain-and-related-technologies-manufacturing46https:///briefing-room/statements-releases/2022/02/24/the-biden-harris-plan-to-revitalize-american-manufacturing-and-secure-critical-supply-chains-in-2022/47/meetings/AP/AP02/20211026/114154/HHRG-117-AP02-Wstate-BonvillianW-20211026.pdf目標(biāo)3.1：加強供應(yīng)鏈互聯(lián)互通制造業(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(yīng)供應(yīng)鏈中斷48等好處。然而，由于存在大量的離岸和外包活動，行業(yè)內(nèi)的合作十分薄弱，行業(yè)行動呈孤立狀態(tài)。因此，美國的小型制造商在技術(shù)投資方面已經(jīng)落后于大型企業(yè)，部分原因是主導(dǎo)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(shù)滯后問題后，他們的大客戶也會因此受到影響。例如，供應(yīng)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(yīng)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(chǎn)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(shù)應(yīng)用。該目標(biāo)的實施路徑為：促進(jìn)供應(yīng)鏈內(nèi)的合作應(yīng)用并推進(jìn)環(huán)境減排。建立供應(yīng)鏈參與者之間的信任和透明度。推進(jìn)供應(yīng)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新：努力使關(guān)鍵部門的整個流程（材料到產(chǎn)品壽命周期終止再到廢物回收和再利用）實現(xiàn)數(shù)字供應(yīng)鏈高速公路（數(shù)字主線/數(shù)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向供應(yīng)鏈。目標(biāo)3.2：加大力度減少制造業(yè)供應(yīng)鏈漏洞供應(yīng)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(gòu)已經(jīng)開始繪制、監(jiān)測和分析關(guān)鍵部門的供應(yīng)鏈。這些工作包括檢查產(chǎn)品生命周期從制造和分銷的原材料，到產(chǎn)品維護(hù)和修理，再到最終處置的所有方面。美國供應(yīng)鏈彈性依賴于創(chuàng)新的制造工藝和先進(jìn)技術(shù)。新冠肺炎疫情的全球大流行暴48https:///cea/written-materials/2022/04/14/summary-of-the-2022-economic-report-of-the-president/第6章49/sites/default/files/docs/supply_chain_innovation_report_final.pdf50https:///cea/written-materials/2022/05/09/using-additive-manufacturing-to-improve-supply-chain-resilience-and-bolster-small-and-mid-size-firms/51https:///wp-content/uploads/2022/02/Capstone-Report-Biden.pdf露了多個行業(yè)供應(yīng)鏈的漏洞，并由此突出了評估和采用新技術(shù)、不斷提高物流流程的效率和有效性、減少風(fēng)險并保持一支高度熟練的供應(yīng)鏈員工隊伍的迫切性和必要性。研究必須客觀地評估現(xiàn)有的框架和流程，以確定生命周期成本和價值，并開發(fā)和監(jiān)測供應(yīng)鏈指標(biāo)，如彈性價值和準(zhǔn)備時間的成本。52通過整合政府和私營部門知識的物流和供應(yīng)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(biāo)的實施路徑為：追蹤供應(yīng)鏈上的信息和產(chǎn)品：培養(yǎng)普遍意識，促進(jìn)共同數(shù)據(jù)共享，完善報告并推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)安全整合，以幫助識別和快速降低風(fēng)險。開發(fā)工具和實踐，以幫助更大的供應(yīng)鏈合作伙伴（包括聯(lián)邦政府）標(biāo)記漏洞和改善網(wǎng)絡(luò)安全措施。提高供應(yīng)鏈的可見性：制定和實施供應(yīng)鏈繪圖戰(zhàn)略、數(shù)字工具和標(biāo)準(zhǔn)，以在保護(hù)隱私的同時提高供應(yīng)鏈的可見性，特別是對那些為許多單獨的供應(yīng)鏈提供投入并具有巨大溢出效應(yīng)的公司和行業(yè)。這包括能源生產(chǎn)、半導(dǎo)體或運輸?shù)裙竞托袠I(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(jīng)濟分析，優(yōu)先監(jiān)測關(guān)鍵節(jié)點，以便預(yù)先通知供應(yīng)鏈面臨的沖擊和壓力。改善供應(yīng)鏈的風(fēng)險管理：通過改進(jìn)對不確定環(huán)境中決策后果的預(yù)測，改善供應(yīng)鏈中外部因素的風(fēng)險管理。確保在新冠肺炎和其他發(fā)生概率低但后果嚴(yán)重的事件中的敏捷性。考慮針對這些事件對供應(yīng)鏈產(chǎn)生的壓力進(jìn)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(yīng)鏈彈性的技術(shù)。提高供應(yīng)鏈的敏捷性：行應(yīng)變制造和縮短交貨時間提供支持。建立和實施先進(jìn)工藝和勞動力培訓(xùn)的最佳實踐，以促進(jìn)主導(dǎo)企業(yè)和供應(yīng)商之間的合作。52示例詳見/;/doi/full/10.1002/joom.1113目標(biāo)3.3：加強和振興先進(jìn)制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)先進(jìn)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(jìn)新產(chǎn)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(jìn)小型和大型制造商53的技術(shù)領(lǐng)先地位的計劃將推進(jìn)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(jīng)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(gòu)必須關(guān)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(wù)可以幫助公司根據(jù)其技術(shù)資產(chǎn)為產(chǎn)品和服務(wù)確定客戶和市場，如由美國商務(wù)部資助的霍林斯制造擴展合作項目的技術(shù)予以驅(qū)動的市場情報55。跨越技術(shù)、勞動力和經(jīng)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(jìn)制造業(yè)供應(yīng)鏈至關(guān)重要，并有助于區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)推動經(jīng)濟發(fā)展的力量。經(jīng)濟發(fā)展計劃應(yīng)促進(jìn)集群方案圍繞特定部門的資產(chǎn)形成，并成功建立一個制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新的合作機構(gòu)應(yīng)著重于先進(jìn)制造業(yè)技術(shù)的傳播、采用和商業(yè)化。這些不同的伙伴關(guān)系必須保持并通過評估工具和方法進(jìn)一步加強聯(lián)系，以應(yīng)對供應(yīng)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(jìn)制造業(yè)的全球領(lǐng)先地位。該目標(biāo)的實施路徑為：促進(jìn)新企業(yè)的成立和發(fā)展：和發(fā)展提供關(guān)鍵支持的項目，包括創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)、科學(xué)家和工程師指導(dǎo)以及對企業(yè)發(fā)展和影響的長期跟蹤。支持中小型制造商：并為發(fā)展技能培訓(xùn)作出貢獻(xiàn)。確保中小型制造商得到聯(lián)邦計劃和機構(gòu)的廣泛53https:///briefing-room/statements-releases/2022/02/24/the-biden-harris-plan-to-revitalize-american-manufacturing-and-secure-critical-supply-chains-in-2022/54https:///briefing-room/presidential-actions/2021/01/25/executive-order-on-ensuring-the-future-is-made-in-all-of-america-by-all-of-americas-workers/55https:///mep/grow支持，以促進(jìn)它們對先進(jìn)制造業(yè)的理解和投入。協(xié)助技術(shù)過渡：協(xié)調(diào)各機構(gòu)和聯(lián)邦技術(shù)轉(zhuǎn)讓相關(guān)的政策小組的工作，以確定所有社區(qū)和機構(gòu)能夠適應(yīng)技術(shù)從實驗室向市場過渡的要求。優(yōu)先資助測量科學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)方面的研究，以促進(jìn)研發(fā)向制造可持續(xù)過渡。建立和加強區(qū)域制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)：展之間的聯(lián)系，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)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(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)和專業(yè)知識，以維持和發(fā)展區(qū)域制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)。改善公私合作關(guān)系：（特別是中小型制造商和服務(wù)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(diào)和支持。附錄A、機構(gòu)參與和衡量標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)邦部門和機構(gòu)對這些支柱和目標(biāo)的潛在貢獻(xiàn)見下表。本戰(zhàn)略中列出的所有聯(lián)邦活動均受預(yù)算限制，并需獲得必要批準(zhǔn)，包括聯(lián)邦政府在制定年度預(yù)算時對優(yōu)先事項和現(xiàn)有資源的權(quán)衡，以及國會在立法撥款時的權(quán)衡。支柱目標(biāo)商務(wù)部國防部能源部勞工部交通部教育部環(huán)境保護(hù)署衛(wèi)生與公眾服務(wù)部國家航空航天局國家科學(xué)基金會農(nóng)業(yè)部1：1.1：實現(xiàn)清潔和可持續(xù)的制造以支持脫碳●●●●●●●1.2：加快微電子和半導(dǎo)體的制造創(chuàng)新●●●●1.3：充分利用先進(jìn)制造以支持生物經(jīng)濟●●●●●●1.4：開發(fā)創(chuàng)新材料和加工技術(shù)●●●●●●●●●1.5：引領(lǐng)智能制造的未來●●●●●●2：伍2.1：擴大和豐富先進(jìn)制造業(yè)人才庫●●●●●●●●●2.2：發(fā)展、擴大和促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)教育和培訓(xùn)●●●●●●●●●2.3：加強雇主和教育組織之間的聯(lián)系●●●●●●●●3：鏈彈性3.1：加強供應(yīng)鏈互聯(lián)互通●●●●●●●3.2：加大力度減少制造業(yè)供應(yīng)鏈漏洞●●●●●●●●●3.3：加強和振興先進(jìn)制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)●●●●●●●●●聯(lián)邦部門和機構(gòu)在促進(jìn)美國先進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。本戰(zhàn)略中概述的支柱、目標(biāo)和實施路徑是由直接負(fù)責(zé)或關(guān)心推進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新的聯(lián)邦部門和機構(gòu)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(yīng)鏈和生態(tài)系統(tǒng)的投資的伙伴關(guān)系和集體行動，州和地方政府也為先進(jìn)制造業(yè)提供了重要支持。為了評估在實現(xiàn)擬議的支柱、目標(biāo)和優(yōu)先事項方面的進(jìn)展，我們建議以各部門和機構(gòu)的參與程度以及根據(jù)所述優(yōu)先事項制定的新方案和項目作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。附錄B、在實現(xiàn)2018年《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》目標(biāo)方面取得的進(jìn)展美國國家科學(xué)技術(shù)委員會于2018年10月發(fā)布了《先進(jìn)制造業(yè)國家戰(zhàn)略計劃》。56本節(jié)總結(jié)了該計劃中確定的支柱和重點目標(biāo)所取得的進(jìn)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(jìn)制造業(yè)中處于全球領(lǐng)先地位，以此來保障國家安全和經(jīng)濟繁榮。這一愿景將通過以下三個支柱來實現(xiàn)：開發(fā)和過渡新的制造技術(shù)。教育、培訓(xùn)制造業(yè)的勞動力并與他們建立起良好關(guān)系；擴大國內(nèi)制造業(yè)供應(yīng)鏈的能力。這些支柱都分別設(shè)定了重點目標(biāo)以及技術(shù)和項目優(yōu)先事項（及需在四至五年內(nèi)達(dá)成的成果要求）。建議用來評估實現(xiàn)2018年支柱和目標(biāo)進(jìn)展的衡量標(biāo)準(zhǔn)是各機構(gòu)的參與程度以及根據(jù)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(biāo)作出貢獻(xiàn)的聯(lián)邦機構(gòu)。56https:///sites/default/files/2021-06/Advanced-Manufacturing-Strategic-Plan-2018.pdf支柱目標(biāo)DoDDOEDOCHHSNSFNASADOLUSDAED制造技術(shù)智能制造系統(tǒng)材料及加工技術(shù)醫(yī)療產(chǎn)品制造電子設(shè)計與制造食品和農(nóng)業(yè)制造制造勞動力未來的制造業(yè)勞動力職業(yè)技術(shù)教育行業(yè)公認(rèn)的證書將技術(shù)工人與行業(yè)相匹配國內(nèi)供應(yīng)鏈中小型制造商制造業(yè)創(chuàng)新的生態(tài)系統(tǒng)國防制造基地面向農(nóng)村社區(qū)的先進(jìn)制造業(yè)支柱1：開發(fā)和過渡新的制造技術(shù)。在該支柱下設(shè)定了以下重點目標(biāo)：把握智能制造系統(tǒng)的未來開發(fā)世界領(lǐng)先的材料和加工技術(shù)通過國內(nèi)制造保證醫(yī)療產(chǎn)品的供應(yīng)保持在電子設(shè)計和制造方面的領(lǐng)先地位增加食品和農(nóng)業(yè)制造的機會聯(lián)邦政府在向許多機構(gòu)內(nèi)的制造業(yè)研發(fā)活動進(jìn)行了投資。這些機構(gòu)相互協(xié)調(diào)彼此的工作以避免重復(fù)，同時確保他們的投資滿足任務(wù)需要，并在適當(dāng)?shù)臅r候相互補充。參加國家科學(xué)技術(shù)委員會先進(jìn)制造業(yè)小組委員會的機構(gòu)已經(jīng)進(jìn)行跨部門合作，協(xié)調(diào)和優(yōu)化聯(lián)邦對先進(jìn)制造業(yè)研發(fā)的投資。聯(lián)邦政府計劃在促進(jìn)技術(shù)開發(fā)和向制造企業(yè)（特別是那些中小型企業(yè)）轉(zhuǎn)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(shè)施和嵌入式創(chuàng)業(yè)計劃，以及國家科學(xué)基金會的未來制造計劃。此外，商務(wù)部、國防部、能源部、衛(wèi)生與公眾服務(wù)部、國家航空航天局、國家科學(xué)基金會和環(huán)境保護(hù)署的小企業(yè)創(chuàng)新研究/小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)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(jìn)制造業(yè)研發(fā)進(jìn)展作出貢獻(xiàn)的機構(gòu)計劃的范例。機構(gòu)技術(shù)開發(fā)計劃商務(wù)部美國制造業(yè)制造業(yè)擴展伙伴關(guān)系增材制造智能制造機器人先進(jìn)材料測量標(biāo)準(zhǔn)參考材料新冠肺炎經(jīng)濟反應(yīng)快速援助國防部制造業(yè)技術(shù)計劃美國制造業(yè)研究所國防工業(yè)基地現(xiàn)代化能源部美國制造業(yè)研究所制造業(yè)示范設(shè)施關(guān)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(xí)小企業(yè)創(chuàng)新研究和小企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)讓計劃美國制造挑戰(zhàn)衛(wèi)生與公眾服務(wù)部生物醫(yī)學(xué)高級研究與開發(fā)局先進(jìn)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(shù)觀察（TechWatch）推進(jìn)持續(xù)制造的監(jiān)管科學(xué)國家航空航天局空間技術(shù)研究撥款計劃改革性航空概念計劃國家科學(xué)基金會工業(yè)/大學(xué)合作研究中心先進(jìn)制造業(yè)計劃機器人基礎(chǔ)研究人類與技術(shù)前沿工作的未來國家機器人計劃3.0農(nóng)業(yè)部生物經(jīng)濟、生物能源和生物產(chǎn)品計劃內(nèi)部和外部研究計劃支柱2：教育、培訓(xùn)制造業(yè)的勞動力并與他們建立起良好關(guān)系在該支柱下設(shè)定了以下重點目標(biāo)：吸引和培養(yǎng)未來的制造業(yè)勞動力隊伍更新和擴大職業(yè)和技術(shù)教育的途徑促進(jìn)學(xué)徒制的推廣和獲得行業(yè)認(rèn)可的證書將技術(shù)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