賽迪譯叢：先進制造業國家戰略報告-美國（2022）（69頁）.pdf

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1、關 注“賽迪 智 庫”關 注“賽 迪 國 際”先進制造業國家戰略報告National Strategy for Advanced Manufacturing來 源：美 國 國 家 科 學 技 術 委 員 會編 譯 單 位：中 國 電 子 信 息 產 業 發 展 研 究 院（賽 迪研究院）北 京 賽 迪 翻 譯 技 術 有 限 公 司VI 關于科技政策辦公室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、組織和優先事項法成立，目的是向總統和總統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

2、術政策的協調工作，協助管理與預算辦公室對預算中的聯邦研究和發展進行年度審查和分析，并作為總統在聯邦政府的主要政策、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http:/www.whitehouse.gov/ostp。關于國家科學技術委員會關于國家科學技術委員會 國家科學技術委員會（NSTC）是行政部門協調構成聯邦研究和發展企業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定和計劃與總統的既定目標相一致。國家科學技術委員會負責編訂協調多個聯邦機構以完成多個國家目標的研究和發展戰略。國家科學技術委員會的工作由下

3、屬各委員會組織，而這些委員會則負責監督專注于科學 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http:/www.whitehouse.gov/ostp/nstc。關于關于國家科學技術委員會國家科學技術委員會先進制先進制造業小組委員會造業小組委員會 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）的規定，國家科學技術委員會的技術委員會負責規劃和協調先進制造業研究和發展的聯邦計劃和活動，并制定和更新每四年一版的先進制造業國家戰略。先進制造業小組委員會（SAM）負責這些職責，并作為參與機構之間就先進制造業的

4、聯邦政策、計劃和預算指導進行信息共享、協調和建立共識的主要論壇。關于本文件關于本文件 2022 年先進制造業國家戰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發揮領導地位的愿景。該愿景將促進經VII 濟增長，創造高質量的就業機會，增強環境可持續性，應對氣候變化，加強供應鏈，確保國家安全，并改善醫療健康。這一愿景的實現方式是開發和實施先進的制造技術，發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。免責聲明免責聲明 本文件中提及任何具體的商業產品、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

5、的認可或推薦。版權信息版權信息 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）。在遵守下文規定的前提下，可以分發和復制本文件，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申請，如果沒有指明提供者，則需向科技政策辦公室提出申請。2022 年發表于美國。VIII 目錄 縮略詞表.1 執行摘要.3 導言：制造業和美國的未來.5 先進制造業的愿景、支柱、目標和實施路徑.7 支柱、目標和實施路徑.9 支柱 1：開發和實施先進的制造技術.11 目標 1.1：實現清潔和可持續的制

6、造以支持脫碳.11 目標 1.2：加快微電子和半導體的制造創新.13 目標 1.3：實施先進制造以支持生物經濟.14 目標 1.4：開發創新材料和加工技術.16 目標 1.5：引領智能制造的未來.17 支柱 2：壯大先進制造業的勞動力隊伍.19 目標 2.1：擴大和豐富先進制造業人才庫.19 目標 2.2：發展、擴大和促進先進制造業教育和培訓.21 目標 2.3：加強雇主和教育組織之間的聯系.22 支柱 3：提升供應鏈彈性.23 目標 3.1：加強供應鏈互聯互通.24 目標 3.2：加大力度減少制造業供應鏈漏洞.24 目標 3.3：加強和振興先進制造業生態系統.26 附錄 A、機構參與和衡量標

7、準.28 附錄 B、在實現 2018 年戰略計劃目標方面取得的進展.30 支柱 1：開發和過渡新的制造技術。.31 支柱 2：教育、培訓制造業的勞動力并與他們建立起良好關系.33 支柱 3：擴大國內制造業供應鏈的能力.35 附錄 C、實施路徑.37 支柱 1：開發和實施先進的制造技術.37 IX 支柱 2：壯大先進制造業的勞動力隊伍.49 支柱 3：提升供應鏈彈性.56 1 縮略詞表 2D/3D 二維/三維 AI 人工智能 AM 增材制造 AR 增強現實 BARDA 生物醫學高級研究與開發局 BEA 經濟分析局 CAP 跨部門優先事項 CEA 經濟顧問委員會 CMOS 互補金屬氧化物半導體 C

8、OVID-19 新冠肺炎 CO2 二氧化碳 CTE 職業技術教育 DEIA 多樣性、公平性、包容性和可及性 DOC 美國商務部 DoD 美國國防部 DOE 美國能源部 DOL 美國勞工部 DOS 國務院 ED 美國教育部 EDA 美國經濟發展局 EERE 能效和可再生能源辦公室 EOP 總統行政辦公室 FDA 美國食品和藥物管理局 FY 財年 GHG 溫室氣體 HHS 美國衛生與公眾服務部 HI 異構集成 IC 集成電路 ICME 綜合計算材料工程 I-Corps 創新團隊 IoT 物聯網 IIoT 工業物聯網 IPCC 政府間氣候變化專門委員會 ISM 太空制造 IT 信息技術 K-12 從

9、幼兒園到高中 2 LGBTQ 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 中國制造 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 美國國家職業安全衛生研究所 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 Perkins V 卡爾帕金斯職業和技術教育法 R&D 研發 RFID 射頻識別技

10、術 SAM 先進制造業小組委員會 SBA 小企業管理局 SBIR 小企業創新研究 SMMs 中小型制造商 STEM 科學、技術、工程和數學 STTR 小企業技術轉讓 TRL 技術準備水平 R&D 研發 U.S.美國 USDA 美國農業部 USPTO 美國專利商標局 VR 虛擬現實 WIOA 勞動力創新與機會法案 XR 擴展現實 3 執行摘要 制造業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）都發揮著重要作用。制造業的進步使經濟持續增長，因為新技術和創新提高了生產力，為生產下一代產品創造了條件，支持我們應對氣候危機的能力，并創造新的、高質量和高收入的

11、就業機會。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的生產和就業水平急劇下降。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，提高美國供應鏈和國家安全的彈性，為研發提供資金，并培訓美國人未來的工作能力。該愿景將促進經濟增長，創造高質量的就業機會，增強環境可持續性，應對氣候變化，加強供應鏈，確保國家安全，并改善醫療健康。這一愿景將通過開發和實施先進的制造技術，發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。本戰略提出了美國在先進制造業方面發揮領導地位的愿景。美國在先進制造業方面

12、發揮領導地位的愿景。該愿景將促進經濟增長，創造高質量的就業機會，增強環境可持續性，應對氣候變化，加強供應鏈，確保國家安全，并改善醫療健康。為實現該愿景，設定了三大支柱，而這三大支柱相互關聯：(1)開發和實施先進的制造技術開發和實施先進的制造技術；(2)壯大先進制造業的勞動力隊伍；壯大先進制造業的勞動力隊伍；(3)提升供應鏈彈性提升供應鏈彈性。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 11 項重點目標為：(1)實現清潔和可持續的制造以支持脫碳；(2)加快微電子和半導體的制造創新；(3)實施先進制造以支持生物經濟；(4)開發創新材料和加工技術；(5)引領智能制造

13、的未來；(6)擴大和豐富先進制造業人才庫；(7)發展、擴大和促進先進制造業教育和培訓；(8)加強雇主和教育組織之間的聯系；(9)加強供應鏈互聯互通；(10)加大力度減少供應鏈漏洞；(11)加強和振興先進制造業生態系統。這項由國會授權的戰略旨在改善美國政府的協調活動，并為支持美國制造業競爭力的聯邦計劃和活動提供長期指導，包括先進制造業的研究和開發。來自全國各地 700多個個人和組織的公眾意見為該戰略提供了參考。5 導言：制造業和美國的未來 先進制造業是對現有產品制造方法的創新，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

14、劇上升，然而，先進制造業的某些領域的生產和就業水平卻急劇下降。先進技術產品的貿易平衡（這是美國的傳統優勢）從 2001 年開始從順差轉為逆差，2021年的貿易逆差為 1970億美元。2 制造業是美國經濟3，4中最大的部門之一，占國內生產總值的 11%。5雖然制造業的就業在 1960 年到 1990 年間相對穩定，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工人（近600 萬人）失去了工作。6在這些失業工人中，只有不到 200 萬人重新找到了工作。然而，值得注意的是，現在制造業的就業率已經超過了 2020 年的峰值，這是自 1978年以來

15、就業率第一次超過其前一個商業周期的峰值。新冠肺炎疫情的全球大流行暴露了制造業供應鏈的脆弱性，造成醫療用品、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商的援助。因此，美國必須制定和實施戰略，通過對先進制造業的投資重新奠定美國的領導地位。此外，國家的制造業和工業基礎支撐著利用先進技術來保障民主的軍事能力。1 https:/itif.org/publications/2022/06/08/the-hamilton-index-ass

16、essing-national-performance-in-the-competition-for-advanced-industries/2 https:/www.census.gov/foreign-trade/balance/c0007.html 3 https:/www.nist.gov/el/applied-economics-office/manufacturing/manufacturing-industry-statistics 4 https:/www.bls.gov/web/empsit/ceshighlights.pdf 5 https:/data.worldbank.

17、org/indicator/NV.IND.MANF.ZS 6 https:/data.bls.gov/timeseries/CES30000000017 https:/www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf 7 https:/www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf 8 https:/cdn.advocacy.sba.gov/wp-cont

18、ent/uploads/2021/08/30144808/2021-Small-Business-Profiles-For-The-States.pdf 6 本戰略基于公眾意見更新了 2018 年的先進制造業美國領導力戰略9。10它獲得了 2010 年美國競爭重新授權法案的授權。2010 年的美國競爭重新授權法案規定了最初的先進制造業戰略（2012 年），該戰略在首次發布后每 5 年進行一次更新。11附錄 A 對聯邦機構的參與情況和衡量標準作出了說明，附錄 B則總結了自 2018年戰略發布以來取得的進展。9 https:/www.manufacturing.gov/news/announcem

19、ents/2018/10/strategy-american-leadership-advanced-manufacturing 10 https:/www.Federalregister.gov/documents/2021/10/05/2021-21644/national-strategic-plan-for-advanced-manufacturing-request-for-information?utm_medium=email&utm_source=govdelivery 11 2010 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

20、 章。7 先進制造業的愿景、支柱、目標和實施路徑 本戰略旨在實現美國先進制造業領導地位的愿景。該愿景將促進經濟增長，創造高質量的就業機會，增強環境可持續性，應對氣候變化，加強供應鏈，確保國家安全，并改善醫療健康。促進促進經濟增長。經濟增長。先進制造業應用創新技術來生產新產品和改進現有產品的生產。制造業的工作，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）成為政府的優先事項和國家整體制造業戰略的一個關鍵因素。13 創造高質量的就業機會。創

21、造高質量的就業機會。先進制造業的創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。全國制造商協會估計，到 2030 年，美國可能會有超過 200 萬個制造業工作崗位空缺。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、頒發行業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展計劃。將歷史上在先進制造業中代表性不足的群體和/或來自服務不足地區的個人吸納進來，為擴大制造業勞動力隊伍和隨之而來的經濟效益創造了機會。在肯定集群經濟發展的好處的同時，美國將優先考慮提高勞動力的技能，增加農村地區和經濟困難地區的先進制造業工作的數量和質量，以此來加強區域經濟條件。15，16美國還將

22、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。增強環境可持續性增強環境可持續性?？沙掷m制造是指通過經濟上合理的流程來創造制成 12 https:/www.epi.org/publication/manufacturing-still-provides-a-pay-advantage-but-outsourcing-is-eroding-it/13 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/02/24/the-biden-har

23、ris-plan-to-revitalize-american-manufacturing-and-secure-critical-supply-chains-in-2022/14 https:/www.nam.org/2-1-million-manufacturing-jobs-could-go-unfilled-by-2030-13743/15 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2021/03/31/fact-sheet-the-american-jobs-plan/16 https:/eda.gov/a

24、rpa/build-back-better/8 品。所謂的合理流程是指在節約能源和自然資源的同時，最大限度地減少對環境的負面影響。17將可持續材料管理原則和增材制造納入產品設計和開發，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。應對氣候變化。應對氣候變化。氣候危機對國家和全球安全、環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 年之前創建一個無碳污染的電力部門，并在 2050

25、 年之前整個經濟體實現凈零排放。18,19先進制造業解決方案可以創造新機會，使美國能夠通過工業脫碳建立一個更循環的經濟；在這種經濟中，人們將使用可持續的生物質來取代石油產品，擴大清潔能源的應用，開發其他與氣候有關的技術，積極創新，從而幫助整個經濟實現凈零排放。加強供應鏈。加強供應鏈。支持美國制造業的供應鏈和生態系統正在一些因素的影響下逐步變得薄弱，這些因素包括對創新技術的投資不足，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化的地緣政治競爭暴露了這些和其他脆弱性，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、協作性的、數字化整合的

26、制造業供應鏈，以防止供應鏈中斷并確保供應鏈能夠從中斷中迅速恢復。確保國家安全。確保國家安全。先進的制造技術對國家安全至關重要，它能夠為美國的作戰人員提供創新能力，使美國能夠維持和加強對最重要的戰略競爭對手的防御。21戰略競爭對手對美國的非動能威脅在增加，美國必須加快技術發展和實施的步伐，并加快制造供應鏈的轉型。17 https:/www.epa.gov/sustainability/sustainable-manufacturing 18 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2021/04/22/fact-sh

27、eet-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/19 https:/www.Federalregister.gov/documents/2021/02/01/2021-02177/tackling-the-climate-crisis-at-home-and-abroad 20 雖然一些離岸和外包提高了效率

28、，但這些戰略有時也導致脆弱性增加和工作質量下降。詳見https:/www.whitehouse.gov/cea/written-materials/2022/04/14/summary-of-the-2022-economic-report-of-the-president/和https:/www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf第 6 章。21 https:/www.defense.gov/Spotlights/National-Defense-Strategy/9

29、 改善醫療健康改善醫療健康。先進制造業可用于生產許多新的和日趨完善的醫療保健產品，包括小分子藥物、醫療設備、生物制品、疫苗、先進療法和生物相容性材料。雖然生物醫藥制造與其他行業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。支柱支柱、目標和目標和實施路徑實施路徑 本戰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。附錄 C 中具體闡述了對每項路徑的進一

30、步討論。支柱支柱 目標目標 實施路徑實施路徑 支柱支柱 1：開：開發和實施先發和實施先進的制造技進的制造技術術 1.1：實現清潔和可持續的制造以支持脫碳 1.1.1：制造過程的脫碳 1.1.2：清潔能源制造技術 1.1.3：可持續制造和回收 1.2：加快微電子和半導體的制造創新 1.2.1：半導體和電子的納米制造 1.2.2：半導體材料、設計和制造 1.2.3：半導體封裝和異構設計 1.3：實施先進制造以支持生物經濟 1.3.1：生物制造 1.3.2：農業、林業和食品加工 1.3.3：生物質加工和轉化 1.3.4：藥品和保健品 1.4：開發創新材料和加工技術 1.4.1：高性能材料設計和加工

31、1.4.2：增材制造 1.4.3：關鍵材料 1.4.4：太空制造 1.5：引領智能制造的未來 1.5.1：數字化制造 1.5.2：制造業中的人工智能 1.5.3：以人為本的技術應用 1.5.4：制造業中的網絡安全 10 支柱支柱 2：壯壯大先進制造大先進制造業的勞動力業的勞動力隊伍隊伍 2.1：擴大和豐富先進制造業人才庫 2.1.1：提高對先進制造業職業的認識 2.1.2：吸引參與度不高的社區 2.1.3：解決服務不足群體的社會和結構性障礙 2.2：發展、擴大和促進先進制造業教育和培訓 2.2.1：將先進制造業納入科學、技術、工程和數學的基礎教育 2.2.2：使先進制造業的職業技術教育現代化

32、2.2.3：擴大和傳播新的學習技術和實踐 2.3：加強雇主和教育組織之間的聯系 2.3.1：擴大基于工作的學習和學徒制 2.3.2：設立行業認可的證書和認證 支柱支柱 3：提提升供應鏈彈升供應鏈彈性性 3.1：加強供應鏈互聯互通 3.1.1：促進供應鏈內部在供應鏈管理方面的協調 3.1.2：推進供應鏈數字化轉型的創新 3.2：加大力度減少供應鏈漏洞 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 3.2.3：改善供應鏈的風險管理 3.2.4：提高供應鏈的敏捷性 3.3：加強和振興先進制造業生態系統 3.3.1：促進新企業的成立和發展 3.3.2：支持中小型制造商 3.3.

33、3：協助技術過渡 3.3.4：建立和加強區域制造業網絡 3.3.5：改善公私合作關系 11 支柱 1：開發和實施先進的制造技術 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、醫療保健和國家安全方面的緊迫技術挑戰，正在為先進制造業創造新的機會。為了在全球范圍內競爭，美國必須通過快速開發和實施創新的制造技術來利用和保護其技術領先地位。雖然聯邦對先進制造業相關的研究、開發和部署的投資一般集中在每個機構的特定任務目標上，但基于組合的戰略在各機構間的協調將更加有效。為促進目標技術領域的發展而進行公私合作是開發和實施新的制造技術的關鍵。這種公私合作關

34、系提供了創建和共享工業相關設施的機會。在這些設施中，工具、技術和嵌入的專業知識可以擴大區域創新生態系統，并在區域內和區域間推動經濟增長。在支柱 1的范疇下設定了五個重點目標：1.1.實現清潔和可持續的制造以支持脫碳；1.2.加快微電子和半導體的制造創新；1.3.實施先進制造以支持生物經濟；1.4.開發創新材料和加工技術；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。目標目標 1.11.1：實現清潔和可持續的制造以支持脫碳：實現清潔和可持續的制造以支持脫碳 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存在。美國的制造業的

35、一次能源使用量約占全國的三分之一，12 制造業產生的與能源有關的溫室氣體排放量占全部的 30%。22，23工業材料如鋼鐵、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。通過使用清潔和高效的制造技術24以及減少整個產品生命周期的排放，我們將有可能減少與制造有關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

36、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的發展。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。先進制造業可以在能源、工業、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該目標的實施路徑為：1.1.1.制造過程的制造過程的脫碳：脫碳：開發和展示提高能源效率的先進制造技術，使工業過程電氣化，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過程中溫室氣體直接排放，分離和儲存工業二氧化碳，并創造溫室氣體密集型工業產品的替代品。創建和傳播驗證工具和程序，以

37、協助將電氣化和高效技術融入制造業。公開具有較低能源和碳足跡的先進材料和工藝。1.1.2.清潔能源制造技術清潔能源制造技術：改進清潔發電和儲存的材料、制造工藝和產品設計；采用零排放的運輸工具、建筑和工業，以實現脫碳經濟。通過先進的導電材料、加工技術和機器開發，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 22 https:/www.eia.gov/energyexplained/use-of-energy/industry.php;23 https:/www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=77&t=11 24

38、 https:/www.whitehouse.gov/bipartisan-infrastructure-law/25 https:/www.whitehouse.gov/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-techn

39、ologies/13 供新型可持續材料。1.1.3.可持續制造和回收可持續制造和回收：開發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。擴大可持續材料的設計和制造、多種材料類別的回收和循環方法以及試點項目和設施的規模。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。目目標標 1.2：加快微電子和半導體的制造創新加快微電子和半導體的制造創新 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濟部門都至關重要。26它們是控制和調節電力流的電力電子設備的支柱，并使電動汽車充電和將可再生能源納入電網

40、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、環境和其他影響考慮在內的可持續制造流程提供了機會。目前，制造業面臨著互補金屬氧化物半導體技術的基本性能限制、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該目標的實施路徑為：1.2.1.半導體和電子的納米制造半導體和電子的納米制造：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

41、式以及混合電子制造進行投資，以利用納米制造的力量。開發物理、化學和生物方法，將原子精確放置和結合到所需的分子和結構中。1.2.2.半導體材料、設計和制造半導體材料、設計和制造：發展能夠創造和測試新的設備、材料和 26 https:/www.epa.gov/smm-electronics/national-strategy-electronics-stewardship-nses 27 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/08/09/fact-sheet-chips-and-science-act-wi

42、ll-lower-costs-create-jobs-strengthen-supply-chains-and-counter-china/14 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可持續的操作。1.2.3.半導體封裝和異半導體封裝和異構構設計設計：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。加強研發和原型設計，以提高生產效率和可靠性。發展國家設施，進行異構包裝集成研發。目標目標 1.3：實施先進制造以支持生物經濟實施先進制造以支持生物經濟 美國的生物經濟“是

43、由生命科學和生物技術的創新驅動的經濟活動，由工程和計算及信息科學的技術進步促成”28，并包括產業、產品和服務。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、營養品、非食品材料和其他高價值產品。這個過程，利用可持續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，拜登總統簽署了一項關于推進生物技術和生物制造創新以實現可持續、安全和可靠的美國生物經濟的行政命令。29該行政命令要求整個政府推進生物制造，為健康、氣候、變化、能源、食

44、品安全、農業、供應鏈彈性以及國家和經濟安全提供創新解決方案。行政命令中的優先事項在本戰略文件中也有概述，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。制造業對于與人類和動物都有生物接口的下一代醫療療法和設備至關重要。通過將生命科學的發現與智能制造等先進技術相結合，美國可以在創造高質量的生物基產品方面取得巨大的飛躍。應優先實施強有力的生物安全、28 https:/nap.nationalacademies.org/catalog/25525/safeguarding-the-bioeconomy 29 https:/www.whitehouse.gov/brief

45、ing-room/presidential-actions/2022/09/12/executive-order-on-advancing-biotechnology-and-biomanufacturing-innovation-for-a-sustainable-safe-and-secure-american-bioeconomy/15 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、替代蛋白質和個性化營養）的發展。應采取措施來創

46、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?；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、食品和營養安全、經濟發展以及持續發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該目標的實施路徑為：1.3.1 生物制造生物制造：支持推進生物制造研究，包括基因組和蛋白質工程生產工具、多細胞系統工程、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、林業和食品加工農業、林業和食品加工：支持

47、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。開發可持續的能源和低成本的水處理技術，包括養分回收系統，從廢物和非常規來源中生產出適合的水。1.3.3 生物質加工和轉化生物質加工和轉化：找出可在美國持續生產并轉化為制造業原料的10 億噸生物質的開發方法、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。

48、1.3.4 藥品和保健品藥品和保健品：促進連續制造、在線過程監測和控制、綜合人工智16 能輔助系統和新型細胞培養技術的發展。優先發展減法和加法加工以及生物基制造，以創造針對特定患者的醫療產品、設備和生物驅動的給藥系統。目目標標 1.4：開發創開發創新材料和加工技術新材料和加工技術 先進材料對于新產品的開發以及經濟和國家安全至關重要，其應用遍及多個工業部門。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。使用新材料往往需要創新的制造技術。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造了機會。新的高性能先

49、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境后果。該目標的實施路徑為該目標的實施路徑為：1.4.1.高性能材料設計和加工高性能材料設計和加工：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、鑒定和工藝驗證，以簡化進入市場的程序。加強材料行為的預測能力以及在苛刻的服務條件下的性能。1.4.2.增材制造增材制造：開發可供所有用戶使用的增材制造（AM）工藝優化框架。創造新的傳感器來提高過程監測和控制能力。開發機器學習算

50、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。1.4.3.關鍵材料關鍵材料：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設計和制造方法。1.4.4.太空太空制造制造：在微重力環境下開發新的增材制造工藝，以制造替換部17 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。優先考慮微重力環境下的生物制造投資，以實現長期的太空存在，包括可持續的食品生產、加工和回

51、收，以及危險材料的鈍化。目標目標 1.5：引領智能制造的未來引領智能制造的未來 通過數字化設計和制造進行的智能制造業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企業，可以跨越一個公司或整個供應鏈。智能制造業將相關信息分發到企業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 4.0 范式描述了由越來越多的互聯互通和智能自動化帶來的技術、行業和社會模式及流程的轉型變化。要想在未來取得進步，必須在制造業中廣泛采用強大的數字基礎設施，打造一支精通數字的勞動力隊伍，并創建以人工智能為動力的制造業商業模式，在保護專有信息的同時聚合各制造商的

52、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經驗中受益。30 該目標的實施路徑為該目標的實施路徑為：1.5.1.數字化制造數字化制造：促使先進的傳感、控制技術和機器學習在整個制造業的應用。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。1.5.2.制造業中的人工智能制造業中的人工智能：優先考慮機器學習、數據訪問、保密性、加密和風險評估方面的研發，以便在制造業中采用人工智能。開發最佳實踐、標準和軟件工具，以擴大新的商業模式，在維護數據安全和尊重知識產權的同時實現生產數據的貨幣

53、化。平衡生產者和消費者在隱私、知識產權和維修 30 https:/doi.org/10.6028/NIST.AMS.100-47 18 權等方面的利益。31 1.5.3.以人為本的技術應用以人為本的技術應用：促進新技術和新標準的發展，通過實現安全和高效的人機互動，增強人的能力和生產工人的能力，從而擴大人與機器之間的協作工作。1.5.4.制造業的網絡安全制造業的網絡安全：開發標準、工具和測試平臺，并傳播在智能制造系統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，直接或通過公開發布向購買者

54、提供每個產品的軟件材料清單。31 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/07/09/executive-order-on-promoting-competition-in-the-american-economy/19 支柱 2：壯大先進制造業的勞動力隊伍 先進技術的變革有希望創造數百萬個新的、可持續的、高質量的美國就業機會這也包括先進制造業的就業機會。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工作的凈增長點。33這些技術的開發和部署應該是對工人技

55、能的補充，而不是取代他們。34為了維持和發展一個強大的先進制造業，提供高質量的工作機會，美國必須增加制造業的勞動力，特別應該注意吸納那些過去很少在科學、技術、工程和數學領域發展的個人，并通過靈活的教育和培訓系統發展工人的技能，使這些技能與創新同步。事實表明，基于工作的學習模式（如注冊學徒制）對工人和雇主都有很多好處。35 聯邦政府可以通過促進先進制造業勞動力發展的愿景，團結公共和私人利益相關者，并加強各機構之間對聯邦政策和計劃的協調，以最大限度地提高整體效益和實現基于地方的倡議，在增長制造業勞動力方面發揮領導作用。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人才庫 2.2

56、.發展、擴大和促進先進制造業教育和培訓 2.3.加強雇主和教育組織之間的聯系 目標目標 2.1：擴大和豐富先進制造業人才庫擴大和豐富先進制造業人才庫 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 萬個制造業工作崗位空缺。36因此，提高工人報酬是增加制造業 32 https:/www.nber.org/papers/w30332?utm_campaign=ntwh&utm_medium=email&utm_source=ntwg22 33 https:/www.weforum.org/agenda/2020/10/dont-fear-ai-it-will-lea

57、d-to-long-term-job-growth/；又見https:/mitpress.mit.edu/9780262367745/the-work-of-the-future/34 https:/workofthefuture.mit.edu/wp-content/uploads/2021/01/2021-Research-Brief-Helper-Reynolds-Traficonte-Singh4.pdf 35 https:/wol.iza.org/articles/do-firms-benefit-from-apprenticeship-investments/long,https:

58、/www.aspeninstitute.org/wp-content/uploads/2019/01/1.3-Pgs-56-74-Scaling-Apprenticeship-to-Increase-Human-Capital.pdf 36 https:/ 20 工人的關鍵途徑。37滿足對工人的預期需求的戰略包括擴大制造業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，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，擴大先進制造業的勞動力并使之多樣化，也將加強創新、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

59、造業的勞動力隊伍。尋求改善工作質量并創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系，將工人與好工作聯系起來。39此外，政府努力擴大注冊學徒制，40并為行業領導的、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足的社區。42這些努力將帶來與制造業有關的巨大利益。該目標的實施路徑為該目標的實施路徑為：2.1.1.提高對先進制造業職業的認識：提高對先進制造業職業的認識：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中工作的人對先進制造業職業的認識。與機構和

60、社區領導人合作，提供與工業界接觸的機會，特別是親身體驗的機會。2.1.2.吸引吸引參與度不高參與度不高的社區的社區：制度化行業主導的能力建設伙伴關系，與社區大學和地區高中合作，讓過去很少涉足先進制造業和服務不足的社區的學生和家庭參與進來，特別是那些轉型自化石燃料產業的社區。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 37 https:/ https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/09/02/president-biden-to-announce-21-winners-of-

61、1-billion-american-rescue-plan-regional-challenge/39 https:/www.whitehouse.gov/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/40

62、https:/www.whitehouse.gov/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/41 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/09/02/preside

63、nt-biden-to-announce-21-winners-of-1-billion-american-rescue-plan-regional-challenge/42 https:/www.whitehouse.gov/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、戰略和資源，包括工會和社區代表。為來自服務不足的社區的人提供全行業的技術援

64、助、支持服務和指導。2.1.3.解決服務解決服務不足不足群體的社會和結構性障礙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，確保聯邦計劃推動多樣性、公平性、包容性和可及性。要求針對聯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的人有機會進入先進制造業。目標目標 2.2：發展、擴大和促進先進制造業教育和培訓發展、擴大和促進先進制造業教育和培訓 教育和勞動力發展系統必須能夠靈活地應對先進制造業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教育，教學法必須繼續探索新的技術和授課系統。這意味著開發和提供更廣泛的部門合作培訓項目，43以及更多的動態

65、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專業的學生增加更多真實世界、親身實踐、基于工作的學習機會。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意識，并在中學后的職業和技術教育計劃、基于雇主的培訓、學徒和其他基于工作的計劃中繼續進行。該目標的實施路徑為該目標的實施路徑為：2.2.1.將先進制造業納入科學、技術、工程和數學的基礎教育將先進制造業納入科學、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。提高對多種職業道路的認識，加強行業參與，為學生提供實踐培訓機會。支持

66、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結合起來。43 部門伙伴關系將勞動力系統中的主要行為體（包括雇主、培訓機構、工會和社區組織）聚集在一起，設計工作和培訓，以解決招聘、留任和職業發展道路的問題而不僅僅是短期安置的問題；它們是基于證據的戰略，是各政府部門日益增長的勞動力投資優先事項。https:/www.aspeninstitute.org/programs/workforce-strategies-initiative/sector-strategies/22 2.2.2.使先進制造業的職業

67、技術教育（使先進制造業的職業技術教育（CTE）現代化）現代化：通過撥款和基于行業的努力，加強教學和學習，提高學生的參與度和學習成果，激發學生對制造業職業的興趣，從而實現職業技術教育的現代化和規?；?。為教師和大專院校的教師提供資源，使他們能夠使用最新的教學方法教授先進制造業的學術知識和技能。支持學生的競賽活動，提供先進制造業所需的技能，如數字技能和系統思維。2.2.3.擴大和傳播新的學習技術和實踐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接觸先進制造

68、業的職業。為改善學生對高速互聯網的使用提供支持。目標目標 2.32.3：加強雇主和教育組織之間的聯系加強雇主和教育組織之間的聯系 制造業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的技能發展非常重要，需要行業、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

69、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。將先進制造業的雇主與現有的學徒制贊助商和學徒制合作伙伴聯系起來。2.3.2.設立設立行業認可的證書和認證行業認可的證書和認證：鼓勵對新興制造技術的模塊化的、受行業認可的證書和認證進行投資。鼓勵行業與教育工作者合作，開發和更新評估方法。追蹤不斷變化的職業要求，為新的先進制造業職業制定證書標準和要求。23 支柱 3：提升供應鏈彈性 美國的制造業供應鏈是一個復雜的生態系統，它連接著原材料和零部件生產商、物流公司、集成商和商業支持服務。這些相互依存的實體設計、生產和組裝部件和最終產品，它們所處的生態系統創造并受益于產品和工藝創新。

70、一個需要改進的關鍵領域是供應鏈和生態系統的彈性。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

71、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公司的 98%，約占全國制造業服務和產品的一半。47應對它們加以支持，以提高制造業供應鏈和生態系統的彈性。在支柱 3的范疇下設定了三個重點目標：3.1.加強供應鏈互聯互通 3.2.加大力度減少制造業供應鏈漏洞 3.3.加強和振興先進制造業生態系統 44 https:/www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/04/Chapter-6-new.pdf 45 https:/www.nist.gov/news-events/news/2022/04/nist-releases-study-bloc

72、kchain-and-related-technologies-manufacturing 46 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/02/24/the-biden-harris-plan-to-revitalize-american-manufacturing-and-secure-critical-supply-chains-in-2022/47 http:/docs.house.gov/meetings/AP/AP02/20211026/114154/HHRG-117-AP02-Wstate-B

73、onvillianW-20211026.pdf 24 目標目標 3.1：加強供應鏈互聯互通加強供應鏈互聯互通 制造業企業之間強有力的合作可以提供諸如降低成本、增加創新和適應供應鏈中斷48等好處。然而，由于存在大量的離岸和外包活動，行業內的合作十分薄弱，行業行動呈孤立狀態。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，部分原因是主導企業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，

74、最大的制造商的勞動生產率比中等規模的同行高 58%；這一差距的很大一部分原因是小公司缺乏技術應用。該目該目標的實施路徑為標的實施路徑為：3.1.1.促進促進供應鏈內的合作供應鏈內的合作：促進公私合作，加強制造業供應鏈中的技術應用并推進環境減排。建立供應鏈參與者之間的信任和透明度。3.1.2.推推進進供應鏈數字化轉型的創新供應鏈數字化轉型的創新：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向供應鏈。目標目標 3.2：加大力度減少制造業供應鏈漏洞加大力度減少制造業供應鏈漏洞 供應

75、鏈彈性是美國的一個重要優先事項51，聯邦和州政府機構已經開始繪制、監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新的制造工藝和先進技術。新冠肺炎疫情的全球大流行暴 48 https:/www.whitehouse.gov/cea/written-materials/2022/04/14/summary-of-the-2022-economic-report-of-the-president/第6 章 49 https:/obamawhitehouse.archives.gov/sites/defau

76、lt/files/docs/supply_chain_innovation_report_final.pdf 50 https:/www.whitehouse.gov/cea/written-materials/2022/05/09/using-additive-manufacturing-to-improve-supply-chain-resilience-and-bolster-small-and-mid-size-firms/51 https:/www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/02/Capstone-Report-Biden.pdf

77、25 露了多個行業供應鏈的漏洞，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，以確定生命周期成本和價值，并開發和監測供應鏈指標，如彈性價值和準備時間的成本。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該目標的實施路徑為：3.2.1.追蹤供應鏈追蹤供應鏈上的上的信息和產品信息和產品：培養普遍意識，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。開發工具和實踐，以幫助更大的供應鏈

78、合作伙伴（包括聯邦政府）標記漏洞和改善網絡安全措施。3.2.2.提高供應鏈的可見提高供應鏈的可見性：性：制定和實施供應鏈繪圖戰略、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。這包括能源生產、半導體或運輸等公司和行業，以及那些對國家安全很重要的公司和行業（如氣候和健康安全）。利用人工智能系統和經濟分析，優先監測關鍵節點，以便預先通知供應鏈面臨的沖擊和壓力。3.2.3.改善供應鏈的風險管理改善供應鏈的風險管理：通過改進對不確定環境中決策后果的預測，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生概率低但后果嚴重

79、的事件中的敏捷性?？紤]針對這些事件對供應鏈產生的壓力進行測試。開發和推廣有助于企業衡量、評價和提高其供應鏈彈性的技術。3.2.4.提高提高供應鏈的敏捷性供應鏈的敏捷性：開發技術，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，以促進主導企業和供應商之間的合作。52 示例詳見 https:/merce.gov/;https:/ 26 目標目標 3.3：加強和振興先進制造業生態加強和振興先進制造業生態系統系統 先進制造業的生態系統由各種類型和規模的制造企業組成。所有這些企業都在促進新產品、新工藝、新商業模式和創造新市場的創新過程中發揮著重要作

80、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新，從而給新市場的創造和發展注入動力。新成立的公司或小公司經常面臨從原型到商業實踐的挑戰。州和聯邦一級的政府機構必須關注這些挑戰，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供應鏈至關重要，并有助于區域創新生態系統推動經濟發展的力量。經濟發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

81、個制造業生態系統。先進制造業創新的合作機構應著重于先進制造業技術的傳播、采用和商業化。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系，以應對供應鏈漏洞。美國需要建立和加強這些類型的聯合體，以保持其在先進制造業的全球領先地位。該目標的實施路徑為該目標的實施路徑為：3.3.1.促進新企業的促進新企業的成立成立和發展和發展：優先考慮那些為新的制造業企業的成立和發展提供關鍵支持的項目，包括創業培訓、科學家和工程師指導以及對企業發展和影響的長期跟蹤。3.3.2.支持中小型制造商支持中小型制造商：協助和激勵中小型制造商采用先進的制造技術，并為發展技能培訓作出貢獻。確保中小型制造商得到聯邦計劃

82、和機構的廣泛 53 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/02/24/the-biden-harris-plan-to-revitalize-american-manufacturing-and-secure-critical-supply-chains-in-2022/54 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/01/25/executive-order-on-ensuring-the-future-is-m

83、ade-in-all-of-america-by-all-of-americas-workers/55 https:/www.nist.gov/mep/grow 27 支持，以促進它們對先進制造業的理解和投入。3.3.3.協助技術過渡協助技術過渡：協調各機構和聯邦技術轉讓相關的政策小組的工作，以確定所有社區和機構能夠適應技術從實驗室向市場過渡的要求。優先資助測量科學和標準開發方面的研究，以促進研發向制造可持續過渡。3.3.4.建立和加強區域制造業網絡建立和加強區域制造業網絡：建立區域協作，加強技術和勞動力發展之間的聯系，促進區域經濟的發展。在戰略上協助發展多部門和多轄區的規劃、領導、技術和專業

84、知識，以維持和發展區域制造業網絡。3.3.5.改善公私合作關系改善公私合作關系：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展先進的制造技術。繼續利用聯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）充分參與。為這種合作尋求更多的聯邦撥款計劃的協調和支持。28 附錄 A、機構參與和衡量標準 聯邦部門和機構對這些支柱和目標的潛在貢獻見下表。本戰略中列出的所有聯邦活動均受預算限制，并需獲得必要批準，包括聯邦政府在制定年度預算時對優先事項和現有資源的權衡，以及國會在立法撥款時的權衡。支柱支柱 目標目標 商商 務務 部部 國國 防防 部部 能能 源源 部部 勞勞 工工 部部 交

85、交 通通 部部 教教 育育 部部 環環 境境 保保 護護 署署 衛衛 生生 與與 公公 眾眾 服服 務務 部部 國國 家家 航航 空空 航航 天天 局局 國國 家家 科科 學學 基基 金金 會會 農農 業業 部部 支柱支柱 1：開發和實開發和實施先進的施先進的制造技術制造技術 1.1：實現清潔和可持續的制造以支持脫碳 1.2：加快微電子和半導體的制造創新 1.3：充分利用先進制造以支持生物經濟 1.4：開發創新材料和加工技術 1.5：引領智能制造的未來 支柱支柱 2：壯大先進壯大先進制造業的制造業的勞動力隊勞動力隊伍伍 2.1：擴大和豐富先進制造業人才庫 2.2：發展、擴大和促進先進制造業教育

86、和培訓 2.3：加強雇主和教育組織之間的聯系 支柱支柱 3：提升供應提升供應鏈彈性鏈彈性 3.1：加強供應鏈互聯互通 3.2：加大力度減少制造業供應鏈漏洞 3.3：加強和振興先進制造業生態系統 29 聯邦部門和機構在促進美國先進制造業創新方面發揮著關鍵作用。本戰略中概述的支柱、目標和實施路徑是由直接負責或關心推進制造業創新的聯邦部門和機構制定的。通過帶動對研發、教育和勞動力發展以及有彈性的制造業供應鏈和生態系統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提供了重要支持。為了評估在實現擬議的支柱、目標和優先事項方面的進展，我們建議以各部門和機構的參與程度以及根據所述優先事項制定的新方案

87、和項目作為衡量標準。30 附錄 B、在實現 2018 年先進制造業國家戰略計劃目標方面取得的進展 美國國家科學技術委員會于 2018 年 10 月發布了先進制造業國家戰略計劃。56本節總結了該計劃中確定的支柱和重點目標所取得的進展。2018年戰略計劃提出了一個愿景，即確保美國在各工業部門的先進制造業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：開發和過渡新的制造技術。教育、培訓制造業的勞動力并與他們建立起良好關系；擴大國內制造業供應鏈的能力。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

88、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邦機構。56 https:/www.manufacturing.gov/sites/default/files/2021-06/Advanced-Manufacturing-Strategic-Plan-2018.pdf 31 支柱支柱 目標目標 DoD DOE DOC HHS NSF NASA DOL USDA ED 制造技術制造技術 智能制造系統 材料及加工技術 醫療產品制造 電子設計與制造 食品和農業制造 制造勞動力制造勞動力 未來的制造業勞動力 職業技術教育 行業公認

89、的證書 將技術工人與行業相匹配 國內供應鏈國內供應鏈 中小型制造商 制造業創新的生態系統 國防制造基地 面向農村社區的先進制造業 支柱支柱 1 1：開發和過渡新的制造技術開發和過渡新的制造技術。在該支柱下設定了以下重點目標：1.把握智能制造系統的未來 2.開發世界領先的材料和加工技術 3.通過國內制造保證醫療產品的供應 4.保持在電子設計和制造方面的領先地位 5.增加食品和農業制造的機會 聯邦政府在向許多機構內的制造業研發活動進行了投資。這些機構相互協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小組委員會的機構已經進行跨部門合

90、作，協調和優化聯邦對先進制造業研發的投資。32 聯邦政府計劃在促進技術開發和向制造企業（特別是那些中小型企業）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業計劃，以及國家科學基金會的未來制造計劃。此外，商務部、國防部、能源部、衛生與公眾服務部、國家航空航天局、國家科學基金會和環境保護署的小企業創新研究/小企業技術轉讓項目也為制造業研發提供了創業援助。下表列出了對先進制造業研發進展作出貢獻的機構計劃的范例。機構機構 技術開發計劃技術開發計劃 商務部商務部 美國制造業 制造業擴展伙伴關系 增材制造 智能制造機器人 先進材料測量 標準參考材料

91、制造業中的人工智能 生物制藥制造 智能制造系統 先進制造業路線圖 區域創新中心 美國國家制造業 緊急援助計劃 新冠肺炎經濟反應快速援助 國防部國防部 制造業技術計劃 美國制造業研究所 國防工業基地現代化 能源部能源部 美國制造業研究所 制造業示范設施 關鍵材料研究所 BOTTLE 聯盟 制造業的高性能計算 實驗室嵌入式創業 教育和勞動力路線圖（NREL）機器人、高性能計算和儲能實習 小企業創新研究和小企業技術轉讓計劃 美國制造挑戰 衛生與公眾衛生與公眾服務部服務部 生物醫學高級研究與開發局 先進開發和制造創新中心 研究、創新和商業冒險司計劃 技術觀察（TechWatch）推進持續制造的監管科學

92、 監管科學和創新撥款 監管科學創新卓越中心 新興技術團隊 先進技術團隊 國家航空航國家航空航天局天局 改變游戲規則的發展計劃 先進探索系統計劃 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 國家科學基國家科學基金會金會 網絡物理系統 工程研究中心 未來制造計劃 工業/大學合作研究中心 先進制造業計劃 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 農業部農業部 科學主題小組 小企業創新研究 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 支柱支柱 2 2：教育、培訓制造業的勞動力并與他們建立起良好關系：教育、培訓制造業的勞

93、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.吸引和培養未來的制造業勞動力隊伍 2.更新和擴大職業和技術教育的途徑 3.促進學徒制的推廣和獲得行業認可的證書 4.將技術工人與需要他們的行業相匹配 聯邦對教育和勞動力發展的投資將有助于培養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展計劃（特別是那些有利于制造業部門的）。與 MEP 中心合作的美國制造業研究所在教育和勞動力發展方面也很活躍。在 2021 財年，“美國制造

94、”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的工作。勞工部根據勞動力創新與機會法案（WIOA），幫助培訓被淘汰的制造業工人和那些希望進入勞動力市場的工人。美國制造業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 帕金斯職業和技術教育法幫助吸引高中和社區大學學生進入制造業。下表列出了各機構對制造業教育、培訓和勞動力發展的進展做出貢獻的計劃實例。34 機構機構 教育和勞動力發展教育和勞動力發展計劃計劃 商務部商務部 美國制造業研究所教育和勞動力計劃 NIST 實習計劃 MEP 勞動力發展計劃 NIST 暑期本科生獎學金 國防部國防部

95、 軍隊教育推廣計劃 STARBASE 美國制造業研究所教育和勞動力計劃 退伍軍人投身能源行業 制造業工程教育計劃 教教育部育部 卡爾 帕金斯職業和技術教育法 勞動力創新與機會法案第二篇，成人教育和家庭掃盲法案 能源部能源部 美國制造業研究所教育和勞動力計劃 實驗室嵌入式創業計劃 為工業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

96、辦公室 能源部能源部 美國制造業研究所教育和勞動力計劃 實驗室嵌入式創業計劃 為工業伙伴提供更好的工廠在線學習 準備就緒的導航儀 制造業高性能計算實習計劃 儲能實習計劃 機器人技術實習計劃 勞工部勞工部 學徒計劃 貿易調整援助 美國的承諾就業培訓撥款 加強社區大學撥款 發展納米技術和半導體的學徒制 唯一勞動力撥款 通過基于部門的戰略撥款擴大學徒制的規模 學徒制：縮小技能差距撥款 國家航空國家航空航天局航天局 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 國家科學國家科學基金會基金會 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展

97、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展 農業部農業部 學術獎學金和助學金 4-H科學計劃 與大學包括 MSI和社區大學的合作關系 合作拓展網絡 農業和食品研究計劃（AFRI）教育和勞動力發展撥款 35 支柱支柱 3 3：擴大國內制造業供應鏈的能力擴大國內制造業供應鏈的能力 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中發揮作用 2.鼓勵制造業創新的生態系統 3.加強國防制造業基礎 4.加強農村社區的先進制造業 美國的制造業供應鏈是一個由大大小小的制造商、

98、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。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供應鏈和生態系統做出貢獻的機構計劃的范例。36 機構機構 供應鏈計劃供應鏈計劃 商務部商務部 美國制造業研究所 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 供應鏈辦公室，專業和商業服務 國防部國防部 美國制造業研究所 工業基地計劃 能源部能源部 美國制造業研究所 關鍵材料研究所 BOTTLE 聯盟 制造業和能源供應鏈辦公室 能源部能源部 美國制造

99、業研究所 制造業供應鏈計劃 國家航空航天局國家航空航天局 供應鏈風險管理（SCRM）計劃 國家科學基金會國家科學基金會 美國的種子基金 融合加速器計劃 創新團隊 運營工程計劃 創新途徑 啟用開源生態系統的途徑 區域創新引擎 農業部農業部 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 區域食品系統伙伴關系 乳品企業創新計劃 商業和工業擔保貸款計劃 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 環境保護署環境保護署 可持續材料管理計劃 37 附錄 C、實施路徑 支柱支柱 1：開發和實施先進的制造技術：開發和實施先進的制造技術 目標目標 1.1：實現清潔和可持續的制造以支

100、持脫碳：實現清潔和可持續的制造以支持脫碳 路徑路徑 1.1.1.制造過程的制造過程的脫碳：脫碳：開發和展示提高能源效率的先進制造技術，實現工業過程電氣化，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過程中溫室氣體直接排放，分離和儲存工業二氧化碳，并創造溫室氣體密集型工業產品的替代品。創建和傳播驗證工具和程序，以協助將電氣化和高效技術融入制造業。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中的二氧化碳和其他排放物的排放量。在美國所有制造業的排放物中，近 43%來自于工業加工加熱。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

101、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生的化學轉化會釋放出二氧化碳，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以減少能源消耗，降低溫度要求，并避免會產生二氧化碳的化學轉化過程。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獲。用創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、電化學的使用或強化的工藝技術，可以使化學反應更加高效。通過在混合和分離中應用工藝強

102、化原則，包括綜合運用多種工藝，也可以明顯改善能源使用效率。為了減少鐵和水泥生產中固有的二氧化碳的產生，應進一步開發創新的方法，如直接還原鐵和使用替代材料。需要降低氫氣生產的成本，并將其作為一種 57 https:/www.energy.gov/sites/prod/files/2016/06/f32/QTR2015-6I-Process-Heating.pdf 38 燃料來源納入生產過程。此外，在碳捕獲整合、效率、成本、二氧化碳儲存和利用方面的技術進步也減少制造業的排放量。路徑路徑 1.1.2.清潔能源制造技術清潔能源制造技術：改進清潔發電和儲存的材料、制造工藝和產品設計；采用零排放的運輸工具

103、、建筑和工業，以實現脫碳經濟。通過先進的導電材料、加工技術和機器開發，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供新型可持續材料。為了 2050 年能實現凈零排放的目標，美國計劃到 2035 年 100%使用無碳污染電力。低碳或“清潔”電力的成本大幅降低加速了全球清潔電力的使用和普及，72%的新產能來自可再生能源。58要使交通、建筑、能源和制造業等高排放部門能夠使用低成本的清潔電力來替代基于化石燃料的電力和能源，就需要對發電和管理進行改變和升級。制造業的進步為清潔能源的生產、儲存和利用提供了具有成本競爭力的技術，使美國能夠引領全球能源

104、轉型。需要創新，如用于風力渦輪機葉片的先進復合材料和用于充電和電網集成的高效電力電子設備，以滿足多個部門電氣化所帶來的日益增長的需求。實現這一目標所需的一個主要使能技術是用于電網規模能源儲存的經濟型電池生產。為了提高下一代設計和化學制品的能量密度，需要改進制造工藝。包括回收在內的國內供應鏈應能使高性能、低成本的儲能設備為國家的電氣化能源和交通部門提供動力。由先進的電力電子設備、高速連接和相位測量單元組成的智能電網將根據能源生產、儲存和消費參數等因素來平衡電力分配?？煽康那鍧嶋娏蕾囉谕ㄟ^先進制造業提供的技術，如先進的電池生產、高效的電力儲存和管理以及電網的利用等。路徑路徑 1.1.3.可持

105、續制造和回收可持續制造和回收：開發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，并開發能源或污染密集型材料的替代品。在分 58 https:/www.irena.org/publications/2020/Jun/Renewable-Power-Costs-in-2019 39 類、凈化和解構技術領域進行研發。擴大可持續材料的設計和制造、多種材料類別的回收和循環方法以及試點項目和設施的規模。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。將可持續材料管理原則納入產品設計和開發，可以減少制造產品所需的材料和能源，從而向脫碳邁進。這包括設計和使用新的材料，使其保持更長的使用時間

106、，或用其取代那些對能源、健康和環境有不利影響的材料。在美國發展再利用和回收基礎設施而不是將高價值的廢物流出口到其他國家或地區，不僅增加國內的原材料數量，還將創造新的就業機會。循環制造59最大限度地減少了原料的使用，最大限度地提高了加工材料和部件的再利用。要有效地處理復雜的原料和廢物流來進行共同生產和回收，必須開發出先進的分離技術。為了解決當前回收和再利用戰略的瓶頸，必須在分布式收集和處理場所部署自動分揀和材料檢測技術。在分離之后，必須利用先進的加工技術，使二級材料和回收材料能夠以同等或更好的成本和性能取代原始材料。為材料回收、循環和再利用而設計的產品能夠在價值鏈中有效地利用材料和能源，減少從環

107、境中提取材料的需要，并實現循環經濟。作為第二大化學品生產國，美國是全球食品、醫藥、清潔和衛生發展的一個重要推手?；瘜W工業也是工業領域60中最大的能源消耗者，總生產成本中高達 85%來自于能源利用。61減少或消除有害物質的使用或產生并提高能源效率的可持續化學技術將對工業領域產生最大影響。需要技術來減少生產過程中的水消耗和污垢，并有效地處理非傳統的水資源和廢水資源，以去除污染物并獲得適合目的的清潔水資源。目標目標 1.2：加快微電子和半導體的制造創新加快微電子和半導體的制造創新 路徑路徑 1.2.1.半導體和電子的納米制造：半導體和電子的納米制造：對集成光子產品、增材和直接印 59 循環制造是一種

108、節約資源、減少浪費的生產模式，包括盡可能長時間地共享、再利用、修復、翻新和回收現有材料和產品，同時創造價值和新的商業機會。60 https:/www.eia.gov/energyexplained/use-of-energy/industry.php#:text=In percent202020 percent2C percent20the percent20industrial percent20sector,of percent20total percent20U.S.percent20energy percent20consumption 61 https:/www.energy.gov

109、/sites/prod/files/2015/08/f26/chemical_bandwidth_report.pdf 40 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。開發物理、化學和生物方法，將原子精確放置和結合到所需的分子和結構中。微電子技術依賴于一個多樣化的全球供應鏈，而這個供應鏈最近遭遇了彈性挑戰。在過去的三十年里，先進的微電子系統和部件經歷了許多創新，這是由新材料、設計和納米制造的制造技術的快速發展所推動的。隨著設計空間向三維電路發展，制造工藝正向異構集成技術的擴展所帶來的亞納米分辨率發展。為了滿足集成電路和系統日益增長的復雜性和分辨率要求，需

110、要微電子硬件設計工具和原子級精度的制造和計量過程。推進創新的微電子技術需要整合新的試生產和制造擴充能力。創新包括提供快速訪問和傳輸大量數據的光子集成電路，但這項技術需要涵括集成激光器和探測器的完整系統解決方案。另一個創新的例子是原子精度的制造技術，它可以實現對單原子尺寸敏感的工藝，如量子隧道。路徑路徑 1.2.2.半導體材料、設計和制造半導體材料、設計和制造：發展能夠創造和測試新設備、材料和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可持續的操作。雖然硅仍將是大多數微電子系統的主要平臺，但其他類型的材料也需

111、要用于諸如電力、傳感、光子和量子等應用。我們正考慮將量子片、線和點納入數字框架，進而提高系統性能。這些框架將提供增強的局部功能，如光通信。這些材料的整合需要新的制造和加工能力來改進轉移的手段，定位至亞微米的精度，并與替代和低維材料連接。為了革新電網，電力電子學需要新的材料，以補充目前使用的寬帶隙和超寬帶隙材料，如碳化硅和氮化鎵。要使用這些材料來制造部件和設備，需要取得加工和缺陷控制方面的進展且這些進展必須便于集成到制造基礎設施中。為了保持在未來計算領域的全球領先地位，須對量子計算硬件的設計和41 制造進行長期投資?；诹孔拥男略O備和系統的快速發展和技術前景要求研究和開發適合量子設備的新的制造方

112、法，包括經濟和可持續的方法，從而將它們冷卻到超低溫度以獲得最佳性能。量子計算、網絡化和傳感功能依賴于由超導體和二維拓撲絕緣體等不同材料制成的非傳統設備。這些系統需要極高的精度、可復制的加工工藝和缺陷控制來實現其技術和商業潛力。為了研究、開發和有效地實施用于未來神經計算機的新計算機結構，還需要廣泛地利用從特殊材料、絕緣體和生物細胞中制造半導體系統的設施。路徑路徑 1.2.3.半導體封裝和異半導體封裝和異構構設計設計：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。加強研發和原型設計，以提高生產效率和可靠性。發展國家設施，進行異構包裝集成研發。隨著數據的指數級增

113、長和晶體管密度的縮小因原子限制而放緩，芯片設計者發現更難解決高性能計算、機器學習和人工智能的需求。同樣，隨著移動計算設備的外形（或尺寸）不斷減小，系統和芯片封裝的重要性日益凸顯。為了滿足日益復雜和苛刻的計算需求，芯片設計者確認，異構集成總體上可以實現更高的性能、更低的能源消耗和更低的成本。所謂的異構集成是指把分別制造的執行不同功能的模具，如邏輯、內存和電源管理，放在一個單一包裝中。微電子制造越來越依賴于基底、連接線、芯片62和插板方面的進展?；自谔峁岷纳⒌耐瑫r保護和支持集成電路芯片。器件、基底、連接線、模具、芯片和插板必須共同設計和制造，以提供最佳的電子、機械、熱、和光子功能。最后，在未來

114、的半導體設計中，必須考慮將量子計算設備與更多的傳統計算設備進行整合，以實現最佳性能和價值。目標目標 1.3：實施先進制造以支持生物經濟實施先進制造以支持生物經濟 路徑路徑 1.3.1.生物制造生物制造：支持推進生物制造研究，包括基因組和蛋白質工 62 芯片是一種微小的集成電路（IC），它包含一個明確定義的功能子集。42 程生產工具、多細胞系統工程、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。優先實施保障措施來確保這些產品用于合法用途。在計算、數據分析、人工智能、機器學習、基因組工程和合成生物

115、學發展的推動下，生物和材料科學的進步匯合在一起，催生了生物制造的創新浪潮。生物制造的應用橫跨許多領域，包括國防、太空、農業和食品、健康和醫藥、消費產品以及先進材料和能源生產。它們為氣候變化、水資源短缺、食品和營養安全以及人類、動物和植物的傳染病等挑戰提供了潛在的解決方案。為了確保生物安全，這些材料和技術的開發和部署方式可以與美國的原則和價值觀以及國際最佳做法保持一致，并且不會導致對人、動物或環境的意外或故意傷害，正如關于生物技術和生物制造的行政命令中所述。63 生物制造提供的解決方案包括可持續的、靈活的、集中的關鍵和新型分子和產品的生產，以及混合機械/生物系統，將生物的再生特性與傳統結構的強度

116、和精度相結合。生物制造整合到更廣泛的產品組合中，將可以從更多的生物和基因工程、生物工藝設計和生物制造方法的標準化中獲得好處。路徑路徑 1.3.2.農業、林業和食品加工農業、林業和食品加工：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。開發可持續的能源和低成本的水處理技術，包括養分回收系統，從廢物流和非常規來源中生產出適合的水。在農業、林業、食品和纖維工業中采用先進的制造技術可以提高生產力、供應鏈彈性和可持續性。要想獲得更多產量以及使農業和食品加工、水生食品生產和替代性蛋白質產品的制造更具彈性，必須依靠新技術。采用

117、支持分布式生產和加工食品的技術，不僅可以開發新型食品和其他相關產品，還可以實現公平的食品分配。63 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2022/09/12/executive-order-on-advancing-biotechnology-and-biomanufacturing-innovation-for-a-sustainable-safe-and-secure-american-bioeconomy/43 數字線程技術在食品加工中的應用將支持全球食品生產從創造到消費過程中的食品可追溯性和安全性。制

118、造技術的采用，例如從單細胞中生產替代蛋白質的生物發酵、微藻類生產、原料栽培和養殖、作物的蛋白質特征修改以及組織、肉類和海產品替代品培養，將促進來源多樣化和改善糧食安全。路徑路徑 1.3.3.生物質加工和轉化生物質加工和轉化：找出可在美國持續生產并轉化為制造業原料的 10 億噸生物質的開發方法、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。生物質的轉化對于開發生物產品包括燃料

119、和高價值消費產品至關重要。用于燃料、纖維、材料和能源的生物基工藝和產品的持續開發依賴于新技術的支持來加快用于先進材料的生物質（如木質素）的分解。處理和捕獲構成木質素的芳香單體將使生物燃料和生物產品的生產更加高效。通過使用容易分解的生物質作為原料，并通過使用新溶劑提高解構方法的有效性，可以實現先進的加工技術?；蚪M工程、微生物過程和化學過程方面的技術，如可回收的離子溶劑，將是提高商業生物質轉化的經濟可行性的關鍵。這些技術也將促成新產品的出現，如作為功能性添加劑、無毒粘合劑、包裝材料的纖維素納米材料，以及開發生物產品擴大其在未開發的化學和添加劑市場的用途所需的新功能特性。路徑路徑 1.3.4.藥品

120、和保健品藥品和保健品：促進連續制造、在線過程監測和控制、綜合人工智能輔助系統和新型細胞培養技術的發展。優先發展減法和加法加工以及生物基制造，以創造針對特定患者的醫療產品、設備和生物驅動的給藥系統。先進制造業可用于生產許多新的和改良的醫療保健產品，包括小分子藥物、醫療設備、生物制品、疫苗、先進療法和生物相容性材料。生物醫學制44 造與其他行業部門有許多共同的交叉技術挑戰，但在特定的醫療應用方面也有獨特的挑戰。每種產品的制造工藝都必須確保安全和有效，保護人類和動物健康，并盡量減少藥物短缺，同時還要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。能夠促使生產現代化、強化過程并改善過程控制的技術包

121、括智能制造、連續制造、在線過程監測和控制、自動閉環系統、綜合人工智能輔助系統、新型細胞培養技術和更高產量的替代系統。機械加工、增材制造和生物基制造方面的進展可以加速或增強創造針對特定患者的醫療產品和設備、生物驅動的給藥系統和密切模仿自然屬性的植入物的能力。隨著先進制造業采用這些先進的制造方法并生產新型產品，需要同步創新開發測量工具以提高制造效率和產品性能。醫療產品和設備制造的持續發展將降低運營成本，并幫助重建一個涵蓋國內生物藥品、組織產品、機器和生物兼容材料的彈性供應鏈。這條供應鏈上的所有藥品/產品機器/材料均在美國或由值得信賴的盟友和合作伙伴制造。目標目標 1.4：開發創新材料和加工技術開發

122、創新材料和加工技術 路徑路徑 1.4.1.高性能材料設計和加工高性能材料設計和加工：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、鑒定和工藝驗證，以簡化進入市場的程序。加強材料行為的預測能力以及在苛刻的服務條件下的性能。影響個人和公共安全或將嚴重影響國家安全或經濟的系統，如核反應堆或高超音速防御系統，通常需在惡劣的服務條件下運行，如極端溫度、壓力、化學品和腐蝕性介質、微粒負荷或輻射等。64輕質、高強度、高導電性、耐腐蝕的金屬、復合材料和其他類別的先進材料的開發和采用是新興制造能力的重要推動力。64 https:/www.energy.gov/s

123、ites/default/files/2021-04/Materials for Harsh Environments_ 2020 Virtual Workshop Summary Report.pdf 45 為了開發滿足苛刻服務條件要求的精密材料，美國必須為合金和其他材料開發全新的范式，利用并整合成熟的物理學驅動工具、綜合計算材料工程和數據驅動的機器學習。高性能材料工程和性能預測的計算方法開發是減少新應用的成本和上市時間的關鍵因素。美國材料基因組計劃65正在開發材料創新基礎設施。該基礎設施將以當前成本的一小部分快速提供新材料，并應被用來開發所需的高性能材料。路徑路徑 1.4.2.增材制造增材

124、制造：開發可供所有用戶使用的增材制造（AM）工藝優化框架。創造新的傳感器來提高過程監測和控制能力。開發機器學習算法，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。增材制造技術的進步已經將獨特的金屬合金、集成的復合材料結構和陶瓷材料納入復雜的高性能產品，以滿足不斷變化的需求。通過專門的研發來擴大增材和混合能力的作用，進而解決持續存在的挑戰（如缺乏可重復性和可預測性）并提高其制造/技術準備水平，對于使其與既定的制造技術相結合至關重要。盡管增材制造已經徹底改變了原型和小批量的生產，但還需要進一步通過改進性能建模和分析

125、、過程監測和控制以及量身定制的過程后非破壞性評估，釋放出用高性能材料制造的零件的潛力，特別是對于后果嚴重的應用。66幾家標志性的美國制造商在聯邦政府的支持下，共同發起了增材制造前進計劃，旨在通過幫助美國的中小型制造商采用增材制造來提高他們的競爭力。67美國必須繼續投資和支持先進的研發，以克服阻礙采用增材制造的關鍵技術障礙。路徑路徑 1.1.4.3.關鍵材料關鍵材料：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、二級和非常規來源分離 65 https:/www.mgi.gov/sites/default/files/documents/MGI-2021-

126、Strategic-Plan.pdf 66 https:/doi.org/10.6028/NIST.AMS.600-10 67 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/05/06/fact-sheet-biden-administration-celebrates-launch-of-am-forward-and-calls-on-congress-to-pass-bipartisan-innovation-act/46 和加工關鍵材料。為部件和產品重復使用、回收、再制造和再利用關鍵材料開發設計和制造方法

127、。關鍵材料68是能源、交通、衛生和國防工業基地所必需的技術的組成部分。到 2040 年，為了滿足全球脫碳目標，全球對稀土元素、鋰、鈷、鎳和鉑族金屬等關鍵材料的需求預計將增加四倍。69 擴大中游加工能力70及改良材料和制造效率的制造創新將建立有彈性、多樣化和安全的關鍵材料供應鏈。采用先進的制造技術可以提高材料的利用率，并通過最小化甚至消除廢物流來減少生命周期的影響。71應確定和驗證新的替代材料和技術，以減少對關鍵材料的依賴；高效的分離過程可以使關鍵材料的供應多樣化。此外，高效的回收和再利用可以通過建立循環經濟和實現關鍵材料的國內供應來減輕供應鏈風險。路徑路徑 1.4.4.太空太空制造制造：在微重

128、力環境下開發新的增材制造工藝，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。優先考慮微重力環境下的生物制造投資，以實現長期的太空存在，包括可持續的食品生產、加工和回收，以及危險材料的鈍化。自從太空時代開始以來，太空任務所需的所有資源或設備均在地球上制造后再運往太空?？紤]到未來更大的空間基礎設施的需要，太空制造（ISM）可以提供技術優勢來提高建造空間基礎設施（如通信天線、地球觀測平臺和太陽能電池陣列）的能力。正如國家太空服務、裝配和制造戰略72所闡明的那樣，太空制造通過擴大天基經濟和激勵下一代學生、創新者和領導者，提供了機會來加強和加速美國在空間的領導地位。太

129、空制造還可以利用空間獨特的微重力環境為地面應用開發新的和改進的產品，這可以產生有利于生命科學、工業材料和可持續發展的高價值產品。68 https:/www.usgs.gov/news/national-news-release/us-geological-survey-releases-2022-list-critical-minerals 69 https:/www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions 70 國內的中游供應鏈一般包括材料加工和精煉，范圍廣的也包括零部件制造。71 h

130、ttps:/www.gao.gov/products/gao-16-699 72 https:/www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/04/04-2022-ISAM-National-Strategy-Final.pdf 47 進一步提高空間任務能力的努力包括展示微重力下用于打印電子和傳感器、置換和維修用金屬部件的增材制造技術，以及用于基礎設施的月表土 3D打印技術。其他關鍵領域包括開發用于深空探索的生物制造技術。該技術可以推進綜合、多功能、多生物的生物制造系統的實用性，進而支持在類似火星條件下的長期任務。目標目標 1.5：引領智能制造的未來引領

131、智能制造的未來 路徑路徑 1.5.1.數字化制造數字化制造：促使先進的傳感、控制技術和機器學習在整個制造業的應用。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。數字化制造涉及到使用一個綜合的、基于計算機的系統，其中包含模擬、三維可視化、分析和協作工具，以同時創建產品和制造過程的定義?；诩夹g的生產力改進通過提供新的工具來提高工廠車間工人的生產力，不斷推動就業增長?，F在，新的科學認識和廣泛的高速計算和通信技術使巨大的新生產力收益成為可能，但前提是信息技術能夠與操作技術相結合。數字化制造將通過監測和控制生產過程的每個階段來保證零件擁有較長的正常運行時間和高質量。雖

132、然現有的方法可以用來控制幾乎所有的制造過程，但實施起來往往耗費巨大，缺乏通用性，而且不完全可靠，使其難以應用到最昂貴或最多數的產品。需要新的方法來將智能制造從不凡的演示集合過渡到常規和廣泛的使用。智能制造的最終實現將依賴于數字孿生的實施這種計算模型能夠精確地反映現實，可以在故障發生之前準確地預測和避免故障。數字孿生的實施需要無處不在的關鍵工藝參數的傳感，這將通過生產低成本、微型和精確的傳感器以及能夠應對不確定性的工藝模型來實現。路徑路徑 1.5.2.制造業中的人工智能制造業中的人工智能：優先考慮機器學習、數據訪問、保密性、加密和風險評估方面的研發，以便在制造業中采用人工智能。開發最佳實踐、標準

133、和軟件工具，以擴大新的商業模式，在維護數據安全和尊重知識產權的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48 和維修權等方面的利益。73 機器學習（ML）作為人工智能的一個子集，需要大型數據集來提供變革性的能力。為制造業應用提供這種大規模的數據集可能需要訪問各公司的生產數據，但前提是需要確保專有信息不被破壞。有了這樣的保證，機器學習有可能對各公司制造商的集體生產經驗進行分類，并為個別制造商提供為其應用定制的低成本解決方案。與在各個工廠車間開發自己的解決方案并將其作為商業秘密加以保護的普遍做法相比，這種潛力有望帶來巨大收益。目前各工廠各自為政的做法不可避免地導致了大規模的、經濟

134、范圍內的低效率，因為對其他地方常規應用的解決方案進行重新發明的成本很高。界定關鍵制造問題的定義并提供與這些問題相關的數據集是使機器學習方法在制造業中得到應用的基礎。74 路徑路徑 1.5.3.以人為本的技術應用以人為本的技術應用：促進新技術和新標準的發展，通過實現安全和高效的人機互動，增強人的能力和生產工人的能力，從而擴大人與機器之間的協作工作。過程傳感和分析與增強/虛擬/擴展現實（AR/VR/XR）、機器人技術和人類互動的整合，通過為工人提供連續、實時的信息，使活動適應他們加工和組裝的零件，從而提高制造業的生產力。在制造業中廣泛采用增強/虛擬/擴展現實需要有一支訓練有素的勞動力隊伍來使用數字

135、工具和改進的軟件，以降低實施成本。人/機協作工具和系統必須提供安全的人機互動，以實現人類和機器人在近距離內的合作工作。由于和機器合作的人類本身是不可預測的，因此需要在人工智能方面取得新的突破，使機器人能夠在所有操作中預測人類的行動，確保職業安全和提高生產效率。使用這種工具可以提高一線工人的技能，而不是替代他們。73 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/07/09/executive-order-on-promoting-competition-in-the-american-economy/74 h

136、ttps:/doi.org/10.6028/NIST.AMS.100-47 49 路徑路徑 1.5.4.制造業的網絡安全制造業的網絡安全：開發標準、工具和測試平臺，并傳播在智能制造系統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，直接或通過公開發布向購買者提供每個產品的軟件材料清單。制造公司通常都會制定數字化的生產和物流計劃，而這些計劃可能會受到網絡篡改或間諜活動的影響。被盜的數據可能會暴露知識產權或被加以篡改并引致產品缺陷，這使得保障網絡安全成為先進制造業的首要任務。75由于需要保護

137、信息技術（IT）和操作技術（OT）系統中的漏洞，制造業組織的網絡安全問題變得更加復雜。信息技術/操作技術問題通?？梢酝ㄟ^傳統的風險管理技術來解決，如數據加密、更新安全補丁、映射數據流以識別漏洞、限制個人設備對敏感數據的訪問、增強云供應商的安全協議，以及使用多重身份驗證等手段。然而，許多制造商使用的傳統系統具有眾所周知的漏洞，無法通過簡單的軟件更新來保護。需要開展新的研究工作來制定和/或更新標準和準則76，以實施新興制造業的網絡安全技術，包括用于檢測和處理威脅的人工智能和分布式賬本技術，以確保敏感制造信息的有效性和跨供應鏈網絡的驗證。支柱支柱 2：壯大先進制造業的勞動力隊伍壯大先進制造業的勞動力

138、隊伍 目標目標 2.1：擴大和豐富先進制造業人才庫擴大和豐富先進制造業人才庫 路徑路徑 2.1.1.提提高對先進制造業職業的認識：高對先進制造業職業的認識：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中工作的人對先進制造業職業的認識。與機構和社區領導人合作，提供與業界接觸的機會，特別是親身體驗的機會。公眾往往看不到不斷增長的、由技術驅動的先進制造業的新興職業機會。75 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/05/12/executive-order-on-improving-the-nat

139、ions-cybersecurity/76 https:/www.nist.gov/cyberframework 50 雖然人們的認識在不斷提高，但人們仍然普遍認為制造業是體力勞動，枯燥和重復，有時還很危險。此外，人們一直以來都認為制造業的工作屬于低技能、低工資和高風險的工作雖然這些看法早已過時，他們沒有看到先進制造業的現實職業機會和好處。各方圍繞先進制造業進行的信息傳遞可以改變人們對先進制造業崗位的看法。我們需要開展相關工作來吸引人們的興趣，展示進入該行業的明確途徑，并激勵新一代追求有價值的職業。為了敘述先進制造業的機會，在傳遞關鍵信息時必須消除這個行業崗位的恥辱感，加強自豪感和制造業職業的

140、社會價值。有效的宣傳將突出可親的榜樣，說明職業和技術教育的價值主張，并強調先進制造業在應對氣候變化、全球經濟競爭和國家安全等國家挑戰中的關鍵作用。信息傳遞活動應與現有的活動一起進行，包括所謂的制造日，并將行業和學術機構聚集在一起，通過現實世界的體驗、媒體宣傳和其他科學、技術、工程和數學的接觸機會來向學生傳遞這個行業的信息。對于那些負面認知屬實的情況，美國應設法改善現實。實施本報告中的路徑，特別是與培訓相關的路徑，將大有幫助。此外，雖然先進制造業需要提高技能，但在許多情況下，崗位空缺的原因往往是“工資低下”而不是“技能不足”。77 路徑路徑 2.1.2.吸引吸引參與度不高參與度不高的社區的社區。

141、為行業主導的能力建設伙伴創建專門機構，與社區大學和地區高中合作，讓過去很少涉足先進制造業和服務不足的社區的學生和家庭參與進來，特別是那些轉型自化石燃料產業的社區。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間的共同目標、戰略和資源，包括工會和社區代表。為來自服務不足的社區的人提供全行業的技術援助、支持服務和指導。77 https:/ 51 只有當工作質量得到改善，服務不足的社區及其代表組織積極主動地持續參與進來，信息才會轉化為行動。聯邦機構可以通過建立行業與兩年制和四年制學院之間的關系來加速變革，特別關注為少數群體服務的機構、社區組織、專業協會、行業協會、工會和

142、勞資聯合組織，以及地方、地區和州一級的經濟/社會發展機構。為了讓服務不足的社區有效參與，必須探索和追求多種途徑。其中包括增加有關先進制造業機會的信息流；提高課程的文化相關性；增加榜樣引導和指導；利用受尊敬的社區機構和思想領袖的影響力。路徑路徑 2.1.3.解決服務解決服務不足不足群體的社會和結構性障礙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，確保聯邦計劃推動多樣性、公平性、包容性和可及性。要求針對聯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的人在先進制造業中的機會。美國的科學、技術、工程和數學職業（如先進制造業）的準入和晉升方面有著長期的

143、社會和結構性障礙。這些障礙影響到許多社區，包括婦女、少數種族和民族、殘疾人和退伍軍人。2021 年的一份聯邦機構間報告指出了導致這些群體在技術職業中代表性不足的廣泛障礙。78這些障礙包括政策、工作場所氛圍、教育成本、偏見、支持不足、刻板觀念、機構文化對變革的抵制、經驗要求、語言和文化挑戰，以及缺乏人力資本資源?？朔@些障礙需要對受影響社區所面臨的挑戰進行誠實和徹底的審查，然后采取全面和堅決的行動。持續的努力不僅會擴大初級工人的人才庫，而且會幫助具有類似技能的在職和失業工人進入先進制造業的勞動力隊伍。必要的步驟包括重新評估選拔/晉升指標；發展更多樣化的制造業勞動力領導團隊；有針對性的基于工作的學

144、習舉措；提供包括交通和托兒援助在內的支持服務；承認、授權和有效利用先進制造業勞動力中已經存在的多樣性。78 https:/www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2021/09/091621-Best-Practices-for-Diversity-Inclusion-in-STEM.pdf 52 持久的變革需要持續的資源以及進展監測。聯邦機構可以通過將多樣性、公平性、包容性和可及性規劃納入資助建議和獎勵評估標準來加快進展。目標目標 2.2：發展、擴大和促進先進制造業教育和培訓發展、擴大和促進先進制造業教育和培訓 路徑路徑 2.2.1.將先進制造業納入科學、

145、技術、工程和數學的基礎教育將先進制造業納入科學、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。提高對多種職業道路的認識，加強行業參與，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結合起來。像其他科學、技術、工程和數學密集型產業一樣，先進制造業依賴于強大的科學、技術、工程和數學勞動力和教育系統。聯邦聯合科學、技術、工程和數學教育戰略計劃概述了改善科學、技術、工程和數學教育管道的優先方法。79然而，先進制造

146、技術和職業意識并沒有獲得足夠的重視，也沒有在流行的科學、技術、工程和數學項目和競賽中出現。因此，通過納入先進制造技術和職業意識，科學、技術、工程和數學這些科目將有極大的機會得到加強。此外，還有可能通過激勵和吸引學生進入新的和多樣化的教育途徑來擴大科學、技術、工程和數學的勞動力隊伍。學生應該通過與工業界的接觸和基于項目的學習，接觸到先進制造業的跨學科性質。機器人和其他學科的競賽激勵著學生，并為實際技術和工程應用的跨學科性質提供第一手經驗。創客教育培養了學生的創造力，并通過多學科的經驗為機械、電氣和計算機科學技能的學習提供背景知識。80 專業發展可以教會教育者如何更好地將制造技能的發展與相鄰的科學

147、、技術、工程和數學學科結合起來。針對教師的 ASM 國際材料營向教師展示了 79 https:/www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/01/2021-CoSTEM-Progress-Report-OSTP.pdf 80 創業為基礎的學習等新方法為學生在跨職能團隊的項目中工作提供了相關的背景。53 如何在課堂上展示工程概念，是幾個有前途的模式之一。81 路徑路徑 2.2.2.使先進制造業的職業技術教育（使先進制造業的職業技術教育（CTECTE）現代化）現代化：通過撥款和基于行業的努力，加強教學和學習，提高學生的參與度和學習成果，激發學生對制造業職業

148、的興趣，從而實現職業技術教育的現代化和規?；?。為教師和大專院校的教師提供資源，使他們能夠使用最新的教學方法教授先進制造業的學術知識和技能。支持學生的競賽活動，提供先進制造業所需的技能，如數字技能和系統思維。需要革新職業技術教育的課程和教育途徑，以便向學生宣傳和激勵學生進入先進制造業就職。職業技術教育教育者經常面臨挑戰，如缺乏最新的設備來支持他們的項目，或沒有足夠的資源來跟上最新的制造技術。成功的方法包括整合領先的技術和有效的策略來吸引學生，讓企業和行業作為合作伙伴共同設計職業技術教育的學習計劃，并提供基于工作的學習機會，以確保學生獲得的知識、技能和證書能夠為他們在勞動力市場上取得成功做好準備。

149、總的來說，相對于其對美國經濟未來的重要性，中學和中學后的職業技術教育項目仍然被廣泛低估，資源不足。為解決這一差距而增加的投資應該從初中開始，通過展示最先進的技術和職業向學生介紹一系列的技術職業道路。在此基礎上，對高中職業技術教育職業道路的基本投資包括學院/大學和中學之間的并行或雙錄取機會、基于工作的學習機會以及在學術項目中獲得行業認可的證書的機會。在中學后階段，兩年制學院提供了通向各種先進制造業職業的機構門戶，以及發展可堆疊的證書和關聯學位模式的機會，來幫助人們進入該領域并取得進展。隨著智能和數字制造系統變得越來越普遍，數字技能值得特別強調。教師和中學后的教職工需要做好準備，以利用最先進的教學

150、法和學習技術提供課程。諸如機器人競賽等活動可以通過吸引學生并提供學術和技能導向的經驗來發揮作用。81 https:/www.asmfoundation.org/teachers/materials-camps/54 路徑路徑 2.2.2.3.擴大和傳播新的學習技術和實踐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接觸先進制造業的職業。為改善學生對高速互聯網的使用提供支持。新冠肺炎大流行病對現場教育和培訓的破壞，加速了變革性學習工具和分配系統的發展、擴

151、散和接受?；旌蠈W習模式（即混合在線和現場教學）已被證明在技術學習方面是特別有效。82混合式學習使用異步學習模塊，讓學生獲得制造設備特有的概念性知識和基本技能?；谟螒虻膶W習和虛擬現實模擬對于加強這些遠程和混合學習模式有非常大的潛在作用。豐富的遠程和混合學習模式將教職員工的教育能力惠及更大的學生群體，同時為稀缺和昂貴的設備和教職員工提供支持專業化服務和分時模式。課程的模塊化和基于能力的評估可以幫助工人通過再學習和整個職業生涯的持續學習過渡到新的職業。諸如“為所有人提供互聯網”等倡議也使教育內容能夠傳遞給服務不足的社區。83 目標目標 2.3：加強雇主和教育組織之間的聯系加強雇主和教育組織之間的聯

152、系 路徑路徑 2.3.1.擴大基于工作的學習和擴大基于工作的學習和注冊注冊學徒制學徒制：鼓勵對新興制造技術的模塊化的、受行業認可的證書和認證進行投資。鼓勵行業與教育工作者合作，開發和更新評估方法。追蹤不斷變化的職業要求，為新的先進制造業職業制定證書標準和要求。先進制造業技能的最佳掌握方式是結合實際工作場所的經驗進行概念學習。學徒計劃提供了一個廣泛認可的框架，將掙錢和學習結合起來，同時使所有的學生，特別是低收入社區的學生受益?；诠ぷ鞯膶W習的黃金標準是注冊學徒制，這是一個由行業驅動的途徑，82 https:/olj.onlinelearningconsortium.org/index.php/o

153、lj/article/viewFile/1726/558 83 https:/merce.gov/news/press-releases/2022/05/biden-harris-administration-launches-45-billion-internet-all-initiative 55 個人在其中將獲得工作經驗、指導、課堂教學、逐步增加的工資，以及一個可移植的、國家認可的證書。然而，許多雇主發現，要滿足完全公認的注冊學徒制的所有要求具有挑戰性。中小型企業在提供資源以支持基于工作的學習模式方面尤其面臨挑戰。因此，相對于需求而言，先進制造業中存在的學徒和基于工作的學習機會不足。這個

154、供應方面臨的瓶頸必須予以破解。其中一個補救措施是在中學和中學后的職業技術教育項目中擴大和整合基于工作的學習項目?；诠ぷ鞯膶W習也可以通過在中學后的機構提供學術學分的實習和合作學習項目以及高中學徒前項目實施。路徑路徑 2.3.2.設定設定行業認可的資歷和證書行業認可的資歷和證書：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。將先進制造業的雇主與現有的學徒制贊助商和學徒制合作伙伴聯系起來。如果沒有一個不斷發展的證書體系，教育項目就無法與新興技術有效互動。這樣的證書為工人提供了掙錢的能力，為雇主提供了規

155、劃指標，為教育和培訓界提供了明確的投資信號。雖然傳統的制造技能已經由制造技能標準委員會84定義，但在先進制造業中還需要定義額外的能力。目前的證書種類太多，相互重疊，而且沒有普遍意義上的能力基礎。未來的證書必須以行業為主導，以能力為基礎，并可在全國范圍內通用。精心設計的證書可以創造巨大的經濟價值，使行業能夠識別最新的知識、技能和能力在勞動力市場的價值。這種證書將有助于教育和培訓機構定制他們的學習計劃，并使畢業生能夠有效地向雇主展示他們的能力。為了實現改進后的證書的潛力，大學和 K-12 項目必須更新學生的評估方 84 https:/www.msscusa.org/56 式，包括為之前接受的培訓提

156、供學分，并設計基于能力的評估方式。雇主和培訓界可以通過嚴格的開發和傳播微型證書和數字徽章85來補充基本證書外的空白領域。隨著新生產技術的發展，教育工作者和行業專家必須有效合作來設定新的職業要求。86 支柱支柱 3：提升供應鏈彈性提升供應鏈彈性 目標目標 3.1：加強供應鏈互聯互通加強供應鏈互聯互通 路徑路徑 3.1.1.促進促進供應鏈內的合作供應鏈內的合作：促進公私合作，加強制造業供應鏈中的技術應用并推進環境減排。建立供應鏈參與者之間的信任和透明度。分散式供應鏈進行重大革新可能會遭遇兩難境地：上游企業在看到需求之前不會供應某種東西，但下游企業除非有現成的供應，否則不會投資于需要這種投入的產品（

157、如增材制造或電動汽車供應鏈的情況）。因此，改善各方之間的協調可以幫助供應鏈上的各方機構實現綠色經濟，找出減少排放和使用危險材料的共同機會。在供應商不能充分了解客戶使用產品的情況，或者不能有效區分增加價值的活動和導致浪費的活動時，就會產生過量的浪費。半導體制造技術戰略聯盟87伙伴關系是公私合作的一個例子。它通過協調半導體設備的需求和供應來解決這些問題。環境保護署的 E3（經濟能源環境）計劃88是公私合作的第二個例子。它將供應商和客戶聚集在一起，確定減少排放的方法。新的增材制造向前計劃89是第三個成功的例子，向人們展示了公私合作關系如何解決這些問題。路徑路徑 3.1.2.推動供應鏈數字化轉型的創新

158、推動供應鏈數字化轉型的創新：努力使關鍵部門的整個流程（從原材料到生命周期終止再到回收和再利用）實現數字供應鏈高速公路（數字主線/數字雙胞胎）的愿景，使私營和公共部門能夠使用和分析縱向和 85 數字徽章是一種技能、學習成就或經驗的數字表示。86 美國勞工部建立了 https:/www.apprenticeship.gov/網站，為求職者、雇主和教育工作者提供資源和技術援助。87 https:/www.darpa.mil/about-us/timeline/sematech 88 https:/www.epa.gov/e3 89 https:/www.whitehouse.gov/briefing

159、-room/statements-releases/2022/05/06/fact-sheet-biden-administration-celebrates-launch-of-am-forward-and-calls-on-congress-to-pass-bipartisan-innovation-act/57 橫向供應鏈。通過在虛擬空間中復制物理操作，供應鏈中的企業可以共享信息，將設計和原材料迅速轉化為產品。供應鏈的數字化將提高效率，增加投資回報，并實現清潔和可持續制造。實現數字化轉型需要在幾個關鍵領域進行技術創新：強大的工業物聯網；人工智能和機器學習算法；可在廣泛的制造過程中應用的機

160、器人技術；射頻識別；可以在一個以信息為中心的綜合系統中即插即用的機床和控制器。美國必須擴大正在進行的研發工作，以便在數字制造環境中表示、構建、通信、存儲、標準化和保護產品、工藝和物流信息。目標目標 3.2：加大力度減少制造業供應加大力度減少制造業供應鏈漏洞鏈漏洞 路徑路徑 3.2.1.追蹤供應鏈追蹤供應鏈上的上的信息和產品信息和產品：培養普遍意識，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。開發工具和實踐，以幫助更大的供應鏈合作伙伴（包括聯邦政府）標記漏洞和改善網絡安全措施。為了確定企業的脆弱性，從而充分規劃和管理破壞性事件的風險，必須清楚供應鏈關系。90要

161、獲知相關關系網，既需要改進技術，也需要提高買家和供應商之間的信任。91大多數主要制造商對他們所依賴的供應鏈（特別是對超過兩層的關系）了解得并不多。他們也不太了解依賴相同或類似部件的產品之間的相互依賴性，而這些部件的國內或全球生產能力可能十分有限。供應商的專有利益限制了制造商獲得有效管理供應和供應商有效管理生產計劃所需的信息。信息缺乏往往是由于原始設備制造商（OEM）和供應商之間缺乏信任造成的；在數字化轉型發生之前必須解決這個問題。提高信息和產品的可追溯性將有助于進行更好的決策，限制關鍵產品的 90 https:/ 91 https:/mackinstitute.wharton.upenn.ed

162、u/2021/building-supply-chain-continuity-capabilities-for-a-post-pandemic-world/58 供應鏈風險，并加強應對沖擊和壓力的適應能力。透明的供應鏈可以促進對風險的認識，識別瓶頸，并幫助各組織確定是否需要為關鍵投入找出替代來源。透明的供應鏈也使消費者能夠做出明智的購買決定，使企業能夠更好地管理其供應商和服務其客戶。路徑路徑 3.2.2.提高供應鏈的可見提高供應鏈的可見性：性：制定和實施供應鏈繪圖戰略、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。

163、這包括能源生產、半導體或運輸等公司和行業，以及那些對國家安全很重要的公司和行業（如氣候和健康安全）。利用人工智能系統和經濟分析，優先監測關鍵節點，以便預先通知供應鏈面臨的沖擊和壓力。全球制造業供應鏈的復雜而龐大的生態系統還沒有被完全描繪出來，也沒有在國內外的利益相關者之間共享。眾多的供應商、數據系統和隱藏的相互依存關系使得準確描繪一個制造公司的整個供應網絡變得非常困難。因此，重大的供應鏈中斷往往導致重大收入損失和關鍵貨物生產障礙。通過描繪供應鏈圖和分析供應鏈的可視性將解決這一難題，使人們能夠發現供應鏈的威脅和漏洞，降低風險，并為業績增長創造機會。為確保彈性和市場安全，聯邦政府應與行業伙伴和志同

164、道合的盟友合作，確定企業間的網絡結構，并為關鍵行業創建供應鏈圖。部門間的聯系（但不是公司間的聯系）可以通過用經濟分析局投入產出賬戶數據中的分類、公開數據來了解。92，93可以通過對關鍵節點的監測來加強供應鏈圖譜的繪制。例如，HHS 供應鏈控制塔94提供了個人防護設備（PPE）的需求信號，這在新冠肺炎疫情大流行期間至關重要。每日更新的平臺提供了關于個人防護設備庫存水平、制造商能力、分配流量和醫療點消費的可見性，為決策準備和響應提供了信息。聯邦經濟和市場工具也可用于加強制造能力，以滿足需求和應對供 92 https:/www.bea.gov/industry/input-output-accoun

165、ts-data 93 https:/www.whitehouse.gov/cea/written-materials/2022/04/14/summary-of-the-2022-economic-report-of-the-president/Chapter-6 94 https:/aspr.hhs.gov/AboutASPR/ProgramOffices/ICC/Pages/IM-Division.aspx 59 應鏈挑戰。95，96使用這些工具可以使人們對每個制造單位的運作、可持續的生產率、短期和長期的戰略投資以及向市場推出新的高科技產品的前瞻性計劃作出日?；蚨ㄆ诘臎Q定。提高對供應鏈中部

166、門與部門之間和跨境連接的可見性的好處，必須與個別公司的隱私和公司與公司之間連接的好處相平衡。路徑路徑 3.2.3.改善供應鏈的風險管理改善供應鏈的風險管理：通過改進對不確定環境中決策后果的預測，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生概率低但后果嚴重的事件中的敏捷性?？紤]針對這些事件對供應鏈產生的壓力進行測試。開發和推廣有助于企業衡量、評價和提高其供應鏈彈性的技術。今天，信息的缺乏限制了整個供應鏈上的實體就相關主題作出明智的決定，如可靠地采購原材料和零部件，有效地利用和擴大生產能力，確定成本和價格，以及準備和應對意想不到的供應鏈中斷。短期和長期的供需失調導致關鍵產品的短缺和價格

167、大幅上漲。此外，缺乏信息和透明度會導致不合格的、假冒的和非法來源的產品、材料和設備進入供應鏈而不被發現，造成嚴重后果。為了更好地管理風險和提高彈性，公司需要獲得更具體更全面的信息，并擁有更好的系統和工具來使用信息，以便他們能夠在最佳狀態下管理擾動的風險和復雜的全球關系。為了解決這些弱點并改善各級供應鏈的決策，技術中心和產業集群應該擴大并更好地溝通，以便它們能夠有效地利用共同的信息平臺和市場情報。聯邦機構在組織、動員和溝通戰略情報方面具有獨特的優勢，可以向國家的供應鏈提供關于潛在的網絡威脅、供應鏈沖擊和地緣政治風險的早期預警。制造業實體還必須利用共享知識來提高對氣候變化影響的彈性，并了解日益嚴重

168、的天氣干擾、沿海和內陸洪水、野火等對其供應商、客戶和分銷網絡的影響。制造商必須確保在大流行病和其他發生概率低但后果嚴重的事件中的經濟靈活性，并應考慮針對這些事件對其供應鏈進行壓力測試。采用類似這樣的敏捷做法往往能提高企業的成本競爭力和彈性，因為對解決問題的能力 95 https:/www.usda.gov/oce 96 https:/www.ams.usda.gov/60 進行投資將減少停機時間，從而提高穩定時期和緊急情況下的表現。路徑路徑 3.2.4.提高提高供應鏈的敏捷性供應鏈的敏捷性：開發技術，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

169、最佳實踐，以促進主導企業和供應商之間的合作。數字化轉型可以使供應鏈的反應能力和彈性大大增強。實現這一愿景的挑戰不僅是技術上的，而且是組織上和經濟上的：供應商和他們的工人必須有激勵措施和能力來采用這種技術上要求高的流程。如果企業對工人解決問題的能力進行投資，他們將能夠迅速使用替代產品或工藝或對異常情況作出反應。有彈性和靈活性的公司和工人會找到一種替代性的原材料來取代無法獲得的原材料，采用一種與傳統標準非常不同的工藝，或者提高生產過程的靈活性，以便公司能夠進行專業性相對較低的投入。提高靈活性可能需要供應鏈上的企業進行前期投資，但隨著時間的推移，靈活性的提高可以降低成本并提高效率。對解決問題的能力進

170、行投資將會減少準備時間并提高正常時間和緊急情況下的表現。這些敏捷的制造流程以及相關的勞動力培訓必須有效地分布在整個供應鏈中，以促進企業之間更有效的合作和溝通。如果成功實施，這些流程可以大大改善美國制造業的競爭力。目標目標 3.3：加強和振興先進制造業生態系統加強和振興先進制造業生態系統 路徑路徑 3.3.1.促進新企業的促進新企業的成立成立和發展和發展：優先考慮那些為新的制造業企業的成立和發展提供關鍵支持的項目，包括創業培訓、科學家和工程師指導以及對企業發展和影響的長期跟蹤。突破性技術通常需要很長的時間才能找到進入市場的途徑。聯邦計劃旨在幫助小企業度過這些不確定的時期。這種計劃在制造業中特別重

171、要，因為制造業的風險和回報權衡對私人資本來說并沒有吸引力。小企業創新研究（SBIR）和小企業技術轉讓（STTR）計劃為有新想法的小公司提供資金。小61 企業創新研究和小企業技術轉讓及其他補充計劃是許多政府機構的固有項目。97 美國國家科學基金會的創新團隊（I-Corps）計劃提供了將新發現推向商業化所需的市場推進方面的強化培訓。98許多其他機構已經采用了 I-Corps模式來建立類似的計劃，重點是轉化研究，以便機構支持的研究可以作為產品或服務進行商業化，從而使公眾受益。國防部快速創新基金為小企業的成熟技術想法提供資金，以將這些想法引入到國防項目中。導師伙伴計劃使小企業與大公司結成伙伴，接受若干

172、領域的商業發展支持。99小企業管理局的小企業發展中心為初創企業和現有小企業提供商業和技術援助。100 路徑路徑 3.3.2.支持中小型制造商支持中小型制造商：協助和激勵中小型制造商采用先進的制造技術，并為發展技能培訓作出貢獻。確保中小型制造商得到聯邦計劃和機構的廣泛支持，以促進它們對先進制造業的理解和投入。中小型制造商占美國制造業公司的 98%，占工業產出的一半左右。101就個體而言，許多中小型制造商在采用先進技術和為其工人提供足夠的培訓和報酬方面面臨著挑戰。102中小型制造商需要聯邦援助，以繼續他們對制造業生態系統的重大貢獻，并參與先進制造業的發展。政府在解決中小型制造商的脆弱性方面可以發揮

173、關鍵作用。相關網絡，諸如美國制造研究所（其成員包括工業界和教育機構），將教育和培訓提供者聚集起來滿足中小型制造商的技術和培訓需求。商務部資助的霍林斯制造擴展合作項目（MEP）則作為一個典型例子說明了聯邦計劃對中小型制造商的支持方案。當務之急是通過其他公司、高等院校、聯邦實驗室、美國制造業研究所等將中小型制造商與新技術、技術基礎設施和專業知識的來源聯系起來。教育和培訓系統對于提供必要的計劃以提高先進制造業勞動力的技能至 97 https:/www.sbir.gov/sites/default/files/SBA_Final_FY19_SBIR_STTR_Annual_Report.pdf 98

174、https:/www.nsf.gov/news/special_reports/i-corps/99 https:/www.sba.gov/federal-contracting/contracting-assistance-programs/sba-mentor-protege-program 100 https:/www.sba.gov/local-assistance/resource-partners/small-business-development-centers-sbdc 101 http:/docs.house.gov/meetings/AP/AP02/20211026/11

175、4154/HHRG-117-AP02-Wstate-BonvillianW-20211026.pdf 102 https:/mitpress.mit.edu/books/creating-good-jobs 62 關重要。103中小型制造商還應從地方、州和區域組織尋求可信賴的顧問，以獲得關于新技術可能性的適當建議。擴大中小型制造商從聯邦和州一級獲得技術專家的機會將進一步推動對這些公司至關重要的生產和工程功能。104 路徑路徑 3.3.3.協助技術過渡協助技術過渡：協調各機構和聯邦技術轉讓相關的政策小組的工作，以確定所有社區和機構能夠適應技術從實驗室向市場過渡的要求。優先資助測量科學和標準開發方

176、面的研究，以促進研發向制造可持續過渡。制造業部門必須能夠迅速適應利用研發進展的制造能力。這不是先進制造業所特有的，這一優先事項跨越了聯邦政府支持的所有研發領域。技術轉讓的關鍵作用和促進技術從實驗室向市場過渡的重要性，在總統的管理議程中被確認為一個跨部門優先事項（CAP）目標。105聯邦機構被指示通過實驗室到市場的跨部門優先事項目標加強協調工作，通過五項戰略改善技術轉讓：（1）確定聯邦技術轉讓政策和實踐中的監管障礙和行政改進；（2）增加與私營部門技術開發專家和投資者的接觸；（3）建立一個更具創業精神的研發隊伍；（4）支持技術轉讓的創新工具和服務；（5）提高對全球科學和技術趨勢和基準的認識。106

177、 為了促進有效的前進道路，聯邦的努力不僅應該集中在那些最有可能進一步發展和實施先進制造技術的公司，而且還應該充分調動參與度較低的社區和美國農村的能力。同時，測量科學和標準的進步也不能被忽視，因為這些對于支持先進制造技術的可重復性和廣泛采用至關重要。路徑路徑 3.3.4.建立和加強區域制造業網絡建立和加強區域制造業網絡：美國的制造能力在全國各地的城市和農村環境中都有區域性的聚集，為提高生產力和創新提供了隨時可以獲得供應商、基本服務和工人的機會。107區域內的需求、資產和機會是不同的，應該由活躍在這些地區的企業和政府組織來解決。這就是美國制造業研 103 https:/merce.senate.g

178、ov/services/files/0DAF8ACC-8382-4E85-BEBA-1F8B5F577922 104 https:/docs.house.gov/meetings/AP/AP02/20211026/114154/HHRG-117-AP02-Wstate-BonvillianW-20211026.pdf 105 https:/www.performance.gov/pma/106 https:/www.nist.gov/news-events/news/2020/11/taking-innovation-lab-market 107 https:/ 63 究所的利益相關者與他們所

179、在和投資的區域生態系統的經濟、工業、教育和社區領導緊密合作的原因。設計和運作良好的公私合作關系在加強先進制造業生態系統方面有關鍵的貢獻。只有公私合作關系才能吸引和集中資源，同時提供框架來連接基本的利益相關者，包括工業、教育機構、勞動力投資委員會、地方和社區組織以及聯邦和州機構。聯邦機構應利用公私領域的網絡提供更為便利的資助申請機會，特別是便于中小型制造商和參與度不足的社區申請的機會。聯邦機構可以通過加強技術和勞動力發展之間的聯系，提供更為便利的資助申請機會，特別是便于中小型制造商和參與度不足的社區申請的機會，來加強區域先進制造業供應鏈。應明確項目之間的協同作用，使網絡能夠將資金流匯集起來實現更

180、大的目標。聯邦機構應做出更大的努力，協調撥款公告與評價標準，推動計劃執行、撥款后管理、監管和監督的互補性。聯邦資助戰略的這種協調將使區域網絡獲得發展所需的支持。聯邦機構與環境保護署的“重建更好的地區挑戰”108、“好工作挑戰”109和“建設規模計劃”110等項目的合作將有助于促進美國所有社區的經濟復蘇，創造高薪工作，并保持美國在先進制造業的全球領先地位。路徑路徑 3.3.5 改善公私合作關系改善公私合作關系：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展先進的制造技術。繼續利用聯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）充分參與。為這種合作尋求更多的聯邦撥款計劃的

181、協調和支持。設計和運作良好的公私合作關系在加強先進制造業生態系統方面有關鍵的貢獻。公私合作關系可以吸引和集中資源，同時提供框架來連接基本的利益相關者，包括工業界、聯邦實驗室、教育機構、勞動力投資委員會、勞工和社區組織以及聯邦和州機構。美國制造研究所、美國國家科學基金會工程 108 https:/eda.gov/arpa/build-back-better/109 https:/eda.gov/arpa/good-jobs-challenge/110 https:/eda.gov/oie/buildtoscale/64 研究中心和產學研合作項目以及 MEP 中心，都是合作和伙伴關系的優秀范例。它

182、們為新技術降低了風險，將這些技術推向更高的生產準備水平/技術準備水平，并提供了良好的教育機會。最近宣布的鼓勵中小型制造商采用增材技術的增材制造向前計劃可以擴展到其他技術和行業。111社區大學和支線高中也必須納入地方和區域伙伴關系，以建立新的教育計劃和支持伙伴關系計劃。還必須做出更大的努力來選擇和戰略性地調整聯邦撥款項目。公私合作關系中的合作強度決定了其生存和發展。因此，需要一個中介機構或個人不斷地促進公私合作，以確保各個伙伴能夠理解彼此投資回報期待，并確保每個伙伴都能積極參與合作。譯自：National Strategy for Advanced Manufacturing,October 2

183、022 by Subcommittee on Advanced Manufacturing Committee on Technology of The National Science and Technology Council 譯 者：賽迪翻譯 吳靜 劉洋 聯系方式：15810535495 電子郵件： 111 https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/05/06/fact-sheet-biden-administration-celebrates-launch-of-am-forward-and-calls-on-congress-to-pass-bipartisan-innovation-act/