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1、 -1-2023!26#$3%&$&$582%美國制造業創新亮點報告：美國制造業創新亮點報告：2021年成就與影響力概述年成就與影響力概述 !#$%!#$%2012 年，美國正式啟動制造業創新網絡計劃（NNMII），意圖通過打造 15 個研究所，促進產學研在制造業前沿領域技術開發應用的融通創新。本文是美國國家標準與技術研究院 2022 年 10 月發布的美國制造業創新亮點報告：2021 年成就與影響力概述，主要回顧總結了美國 NNMII 過去一年的創新亮點。報告認為各研究所均構建了強大的公私合作創新網絡，在應對新冠肺炎疫情、制造業先進技術開發、勞動力培訓發展、創新生態建設等方面做出了突出貢獻。

2、賽迪智庫科技與標準研究所對該報告進行了編譯，期望對我國有關部門有所幫助!&(%!&(%制造業創新網絡 成就與影響力 創新亮點 )-2-()*+,-./()*+,-./0 0Manufacturing USA（美國制造業網絡）是一個公私合作網絡，包括美國商務部、國防部和能源部、16 個制造業創新機構和其他六個聯邦合作機構NASA、NSF、HHS 以及農業、教育和勞工部。各機構與領先的先進制造公司相互聯合，開發先進技術和穩定供應鏈，確保美國能夠預判和實現制造能力。1(23456789:;?AB1(23456789:;?AB0 0美國制造業對美國經濟的貢獻超過 2.27 萬億美元。制造業每花費 1

3、美元可以創造 2.68 美元的經濟收益，是收益最高的行業1。當今制造業雇傭超過 1285 萬勞動力，平均年薪達到 92,832 美元2。（一）大規模公私伙伴關系：美國制造業網絡（一）大規模公私伙伴關系：美國制造業網絡 美國制造業網絡構建并部署了一種全政府參與的創新方法將美國本土發明推向先進制造技術前沿，并由美國勞動力創造并使用。美國制造業網絡旨在通過人員、創新和技術連接，應對與制造業相關的先進制造挑戰，提升產業競爭力和經濟增長，增強國家安全，確保美國在先進制造業的全球領導地位。（二）確保美國發明在美國制造（二）確保美國發明在美國制造 各機構成員在其特定重點領域內合作從事競爭前技術開發，包括測試

4、技術應用、共享基礎設施，以及創建培訓項目，培具備 1 來源：制造業實況，美國全國制造商協會。2 來源：制造業實況，美國全國制造商協會、美國勞工統計局及美國經濟分析局。-3-制造業所需技能的勞動力。2021 年美國制造業網絡活動開展情況如表 1 所示 表 1 美國制造業網絡活動開展情況 成員組織數量 研發項目數量 勞動力數量 投資數量 2021年年影響影響 2300 多個成員組織開展合作 700+重大應用研發項目 涉及具備先進制造業知識和技能的 9 萬多勞動力 來自州、工業和聯邦基金的 4.8 億美元投資 C(DE789:FGC(DE789:FG0 0目前，各機構正在開發的項目共有 708 個，

5、主要包括：生物制藥細胞生長成本降低生物制藥細胞生長成本降低90%：Potomac Affinity Proteins公司與馬里蘭大學帕克學院合作實現細胞因子的規?；a。利用大腸桿菌表達系統，將生產和驗證細胞因子的成本降低 90%。復合結構橋梁的可持續基礎設施解決方案：復合結構橋梁的可持續基礎設施解決方案：IACMI 與學術和制造合作伙伴在田納西州搭建第一座纖維復合材料橋面。通過高強度設計，該復合橋面具有 100 年的使用壽命，比混凝土輕 90%。新一新一代健康狀態監代健康狀態監測設備：測設備：AFFOA 與麻省理工學院林肯實驗室的國防織物發現中心合作開發并測試一種具備缺氧狀態檢測功能的發帶。

6、該發帶內嵌微電子元件，可以連續 40 小時測量和無線傳輸佩戴人員關鍵生理狀況，包括體溫、心率和血氧水平。H(IJ789:;KLMNMH(IJ789:;KLMNM0 02021 財年，超過 9 萬名工人、學生和教育工作者參與了各機構的勞動力項目，包括：-4-激激發生物制藥行業的勞動力發生物制藥行業的勞動力多樣性多樣性和和興趣興趣：通過該項目，非裔美國人/黑人、拉丁裔和美國原住民學生可以與生物制藥行業的專業人士直接互動，探索生物制藥職業。該項目囊括迄今為止最廣泛和最多樣的機構類型，如大型生物制藥企業、小型創新公司以及領先的學術和非營利機構等。合作合作鼓勵鼓勵高高中中生：生：America Make

7、s 與 NextFlex 合作開發Additive Edge 計劃，旨在向年輕人介紹先進制造業，并為學生提供寶貴的工作經驗。提高提高智智能制造應用能力：能制造應用能力：CESMII 和制造工程協會（SME）合作共同推動智能制造行業的教育和勞動力發展。利用 Tooling U-SME在工業界和學術界的廣泛影響，CESMII和Tooling U-SME的聯合培訓計劃將加快智能制造應用，促進轉型和勞動力發展。O(*PQRSTUVO(*PQRSTUV0 0當今美國制造業創新依賴于強大的制造業供應鏈以及供應鏈內部的廣泛合作。去年，美國制造業網絡共有 2320 家成員機構，其中 63%為制造企業，22%為

8、社區大學和主要研究型大學，15%為國家和地方經濟發展實體。發展發展面面向向未來未來的可持續生物制藥：的可持續生物制藥：NIIMBL 的 10 年工藝強化計劃旨在變革生物制藥模式。該計劃將通過結合技術創新、新材料、再循環和新實踐，開發碳中和生物處理方法，克服設計快速、-5-可持續和低成本的生物制造系統的關鍵障礙。工作工作場場地地演變演變：MxD 的制造業測試平臺可以通過實踐演示，展示創新軟件和物聯網如何與硬件一起加速制造工業的數字化進程。企業可以直接觀察如何通過數據和數字工具的實時協作，更有效、更安全、甚至遠程地設計、監控和維護產品。美國可持續的美國可持續的纖維回纖維回收模收模型型：紙張回收集成

9、系統模型允許纖維回收企業和廢料回收工業協會成員，修改材料回收設施和再加工工廠的工藝參數、技術和操作實踐，以識別特定技術需求，探索實現能源和排放目標的其他途徑。W(45XYZ_W(45XYZ_0 0（一）（一）NIIMBL（美國國家生物制藥創新（美國國家生物制藥創新研究研究所）所）NIIMBL 成立于 2017 年 3 月，由特拉華大學組建，共有 186名成員。該研究所旨在加快生物制藥創新，通過制定標準來提高制造能力的效率和速度，以及培育一支世界領先的生物制藥隊伍。技術進展：技術進展：1、降低關、降低關鍵鍵細胞生長成細胞生長成分分的生產成本：的生產成本：Potomac Affinity Prot

10、eins 公司與馬里蘭大學帕克學院開發的工藝使細胞因子產量比最初估計增加近 2000%，與傳統方法相比成本降低 90%。2、改善改善細胞和基因細胞和基因治療治療應用的生物制造：應用的生物制造：馬薩諸塞大學醫學院、約翰霍普金斯大學、倫斯勒理工學院及其合作者共同開 -6-發一套集成優化流程，降低制造細胞和基因療法等慢病毒載體產品的成本和復雜性，并幫助國家應對新冠疫情。3、改改進進微量金屬微量金屬測測量量方法，強化方法，強化流程控流程控制：制：克萊姆森大學及合作伙伴通過在細胞培養中進行先進的微量金屬測試，改善流程控制。緊湊型質譜儀可以將測量時間從每個樣品約 4 小時縮減到 10 分鐘，節省 96%的

11、時間。勞動力發展：勞動力發展：1、擴擴大生物制藥行業大生物制藥行業多樣性多樣性：NIIMBL 的 eXperience 計劃自啟動以來，參與學生已在默克、基因泰克、Millipore Sigma 和 Eli Lily 等領先公司獲得實習機會。2、為為生物制藥行業生物制藥行業準準備備職職業人員：業人員：由德克薩斯 A&M 大學主導的生物制藥制造計劃通過有針對性的技術培訓，協助退伍軍人、過渡服務成員和隨軍配偶在生物制藥行業開啟新的職業生涯。創新生創新生態態系統：系統：1、生物制造的大、生物制造的大數據分數據分析析：NIIMBL 的新項目將協助生物制造商利用大數據分析制定決策，重點包括五大關鍵領域：

12、標準化和情境化，關鍵質量屬性的端到端自動化控制，多元傳感器和分析，先進控制策略，以及生物過程建模和仿真。2、發展、發展面面向向未來未來的可持續生物制藥制造：的可持續生物制藥制造：NIIMBL 正在合作開發一種綜合方法，以強化供應鏈控制和安全，促進可持續性，-7-并降低成本。解決目標包括通過結合技術、新材料和回收創新，建立碳中和生物加工流程，并采用新方法應對原材料和消耗品在碳中和制造、可持續設計和循環經濟方面的挑戰。(455aZ_(455aZ_0 0（一）美國制造（美國國家增（一）美國制造（美國國家增材材制造創新制造創新研究研究所）所）美國制造成立于 2012 年 8 月，由美國國家國防制造與加

13、工中心（NCDMM）組建，共有 240 名成員。該研究所旨在通過召集、協調和鼓勵增材制造（AM）行業，加快 AM 應用。技術進展：技術進展：1、基、基于于人工人工智智能能/機機器器學學習習的定向能的定向能量量沉積沉積3D打印打?。好绹圃炫c通用電氣航空公司、愛迪生焊接研究所等機構合作開發，并成功驗證 Ti64 定向能量沉積 3D 打印結構認證框架的準確性，可能節省 60%至 85%的制造和鑒定成本。2、低、低維護維護成本的成成本的成熟熟先進制造（先進制造（MAMLS）計劃計劃：根據MAMLS 計劃，40 個組織共計合作 45 個項目，投入 2700 萬美元，為美國制造成員提供新的制造流程、商業

14、案例和增材制造知識等。3、協助協助國家國家做好做好應對應對未來未來危危機的機的準準備：備：增材制造危機生產響應（AMCPR）計劃旨在提高美國制造業供應鏈的彈性和響應能力，為國家應對未來未知危機做好準備。AMCPR 通過開設情景規劃研討班，在各種國家危機場景中對系統進行測試。-8-勞動力發展：勞動力發展：1、開設新的增、開設新的增材材制造培訓制造培訓課課程程：經過三年發展，美國制造研究所成功推出一項制造工程教育計劃，投資 190 萬美元。該計劃專注于創建針對使能技術的先進制造領域的新培訓內容。2、支支持美國人從事先進制造業：持美國人從事先進制造業：以 3Degrees 為首的美國制造研究所成員機

15、構，聘用或重新培訓在技術領域擁有一定經驗或受過高等教育的勞動力，以提高其技能。3、在、在疫疫情情期間期間推進教育和勞動力發展推進教育和勞動力發展：美國制造研究所建立了線上學習途徑，在 48 個州的 24 個重點關注領域提供線上培訓，影響了來自 100 家企業的近 1000 名員工，并為 200 名獨立參與者提供了制造業再培訓和技能提升機會。創新生創新生態態系統：系統：1、舉辦舉辦先進制造競先進制造競賽賽：美國制造研究所創辦了首屆美國空軍先進制造奧林匹克創新挑戰賽，此次活動為美國空軍以及未來先進制造技術發展及教育和勞動力整合產生持久影響。2、改善改善創新和創新和協協作：作：美國制造研究所在 20

16、21 財年創建了一個最先進的合作設施，為利益相關者提供圍繞AM技術開展創新、協作和集成的機會。該設施還可以作為一個信息展示平臺，展示當前AM能力，研究所與國防部合作內容以及其他研究所成功案。3、提升、提升AM網絡安全網絡安全：美國制造研究所、美國材料測試協 -9-會和奧本大學合作推出 AM 網絡安全線上培訓課程，研究 AM 網絡安全風險、需求和解決方案。（二）（二）MxD（數字數字制造制造時代時代）MxD 成立于 2014 年 2 月，共有 314 名成員。該研究所旨在為政府和美國制造企業提供美國制造業轉型所需的數字工具。技術進展：技術進展：1、發展開、發展開放式放式自自動化測試平動化測試平臺

17、臺：MxD 與 Applied Dynamics International（ADI）、陶氏化學和密歇根大學合作創建開放式自動化測試平臺，以低成本提供不同供應商設備和軟件的即插即用連接。通過該測試平臺，各種應用程序能夠訪問實時數據和計算，并通過系統中可以仿真新設備或新技術的單板計算機進行增強。2、自自動化供應鏈預動化供應鏈預警警：MxD 與 Software AG 政府解決方案部門合作，為美國國防部開發供應鏈風險預警系統。Software AG將提供快速混合集成解決方案，向政策領導和供應鏈領導提供供應鏈風險預警框架，以便有效評估廣泛的價值鏈設計，并在緊急情況下增強供應鏈彈性和敏捷性。勞動力發展

18、：勞動力發展：1、開設制造業網絡安全、開設制造業網絡安全課課程程：MxD 與馬里蘭大學巴爾的摩分校合作開設新的培訓課程，重點關注制造業網絡安全運營技術（CyMOT）。最初試點包括來自10家合作制造商的25名參與者。-10-2、推進、推進未來未來包包容容性性制造業發展：制造業發展：通過深化雇主和社區之間的關系，制定以證書為基礎的培訓計劃，打造更具包容性的未來制造業，為美國制造業的全國性招聘挑戰提供戰略解決方案。創新生創新生態態系統：系統：1、合作、合作支支持持中小型中小型制造制造企企業發展：業發展：MxD 與特拉華谷工業資源中心（DVIRC）建立伙伴關系，為 DVIRC 提供技術創新和實施建議，

19、協助提升中小型制造企業競爭力。2、擔擔當國家領導當國家領導者者：MxD 參加了里根特別工作組，關于公共和私人投資支持美國制造業發展和推進國家安全目標的最新討論，并就公共和私人資本的關鍵來源等問題制定建議。（三三）LIFT（引引領領未來未來創新）創新）LIFT 成立于 2014 年 2 月，由美國輕質材料制造創新學會（ALMMII）組建，共有 130 名成員。該研究所旨在通過技術和人才開發，推動美國制造業未來發展，以及通過結合材料、工藝和系統與未來人才需求，推動智能制造快速實施。技術進展：技術進展：1、用技術、用技術武裝軍武裝軍隊隊：LIFT 與 Ricardo Defense 合作的項目成功贏

20、得一份 8900 萬美元的美國陸軍合同，用于為軍用悍馬車隊配備一種組合系統，增加防抱死制動和電子穩定控制功能，減少軍用車輛常見的側翻問題。-11-2、為為美國美國陸軍陸軍重新設重新設計計關關鍵鍵技術部技術部件件：LIFT 與美國陸軍作戰能力發展指揮地面車輛系統中心簽訂合同，對不再生產的關鍵部件或組件進行再造分析。通過使用現代材料和制造工藝重新設計設備，LIFT 將改善車輛的任務執行能力、生命周期成本效益、燃料經濟效益、設備可用性和準備情況以及項目時間效益。3、輕型輕型軍軍用作戰用作戰車輛車輛：LIFT 與先進制造商 ARRIS 公司和美國陸軍作戰能力開發指揮地面車輛系統中心共同啟動計劃，專注于

21、通過部分合并、拓撲優化和對齊的連續碳纖維復合結構來降低車輛座椅重量，旨在推進尖端技術應用，使更輕、更高效的高強度戰術車輛具有卓越的機動性和防護能力。勞動力發展：勞動力發展：1、擴擴大大Operation Next范圍范圍：Operation Next 計劃旨在培養具備制造商最需要的技能和能力的軍事人員，也為退伍軍人提供一條新的職業發展道路。LIFT 還與亨利福特社區學院合作，提供額外的先進制造培訓機會。2、培、培養養新一新一代代復合技術人員：復合技術人員：LIFT 開發、美國國防部資助的 IGNITE 計劃是為期三年的基礎技能培訓項目，為復合技術人員提供培訓。該課程將學習與圍繞實際行業問題和新

22、興技術的項目經驗相結合，為學生適應當今生產環境做好準備，并為其成為工程技術人員、技術專家或工程師提供額外教育。-12-創新生創新生態態系統：系統：LIFT 的研發實驗室主要用于美國國防部快速簽訂創新技術合同、設計和開發技術原型以及進行技術測試，加快向作戰人員的技術過渡，同時建設美國未來勞動力（四四）AIM Photonics（美國制造（美國制造集集成成光光子學子學研究研究所）所）AIM Photonics 成立于 2015 年 7 月，由紐約州立大學研究基金會組建，共有 68 名成員。該研究所旨在促進先進集成光子電路制造技術發展、為中小型企業、學術界和政府提供最先進的制造、封裝和測試能力、打造

23、集成光子電路人才隊伍等。技術進展：技術進展：1、增、增加醫療檢加醫療檢測測途徑途徑：AIM Photonics 開發了一種用于一次性卡片的光學芯片，可以在一分鐘內從一滴血中檢測出多種病毒（包括冠狀病毒）情況，成功證明一種一次性光子學方法用于COVID 抗體檢測的可行性。2、改改進進硅硅基基激激光器光器：AIM Photonics 在研究高性能、高性價比硅基激光器支持的項目中取得長足進步。該團隊在項目初始階段主要關注硅光子學與激光器集成以及金屬有機化學氣相沉積和分子束外延生長優化。3、與、與DARPA建建立立新合作關系新合作關系：美國國防高級研究計劃局（DARPA）向 AIM Photonics

24、 撥款 1900 萬美元，用于在 DARPA的通用微尺度光學系統用激光器（LUMOS）項目下推進集成光 -13-子學發展。勞動力發展：勞動力發展：1、拓拓展展線線上光上光子學教育：子學教育：AIM Photonics、OSD ManTech 辦公室和麻省理工學院制造業知識與創新計劃，合作推出先進制造技術 Open edX 教育平臺。該平臺使用 Open edX 技術為先進制造工程學生、專業人員和技術人員提供無障礙數字化學習途徑。2、培、培養養當今技術人員：當今技術人員：AIM Photonics 在斯通希爾學院和布里奇沃特州立大學開設的技術培訓項目取得巨大成功。11 名無經驗學生在完成 15

25、個月的課程后都獲得了全職工作和/或實習機會。3、武裝下武裝下一一代代：AIM Photonics 與西新英格蘭大學工程學院合作建立教育和應用原型實驗室（最先進的光學/光子學培訓中心）。馬薩諸塞州先進制造中心通過 260 萬美元的撥款成立LEAPWNE，與 AIM Photonics 共同推動先進制造技術發展。創新生創新生態態系統：系統：1、繼繼續續加加強與美國國防部的關系：強與美國國防部的關系：OSD ManTech 與 AIM Photonics 簽訂新的 7 年合作協議，總金額高達 3.21 億美元。2、更更新成員模新成員模式式：AIM Photonics 自 2021 年 1 月起開始簡

26、化成員模式。新成員結構分為兩級：2.5 萬美元的行業/1 萬美元的學術機構，全權限成員和觀察員。（五五）NextFlex（美國（美國柔柔性混性混合合電電子制造子制造協會協會）-14-NextFlex 成立于 2015 年 8 月，由 FlexTech 聯盟組建，共有105 名成員。該研究所旨在開發柔性混合電子制造技術，為美國作戰人員和經濟服務。技術進展：技術進展：1、新一、新一代代生生理狀態監理狀態監測設備：測設備：NextFlex 于 2021 財年間設計并生產一種柔性混合電子（FHE）可穿戴化學傳感器，能夠檢測環境氧氣、揮發性有機化合物（VOC）、溫度以及濕度水平。2、發展用、發展用于電于

27、電路板路板的的混混合合電電子技術：子技術：NextFlex 成員成功論證一款節省時間的商用取放工具，放置精度大于 15 微米。與此相關，NextFlex 及其成員正在推進柔性和剛性襯底上的高密度互連和薄模組裝，用于支持極端環境下的電子組裝。3、通過、通過外外骨骼骨骼設設計促計促成作戰人員復成作戰人員復原原：NextFlex 及其成員完成并交付一種外骨骼，可以為患者的傷后康復提供結構支持，或強化戰場上作戰人員的力量和耐力。勞動力發展：勞動力發展：1、鼓勵鼓勵弱勢群弱勢群體體參與制造業：參與制造業：美國衛生與公眾服務部向NextFlex 撥款 500 萬美元，用于幫助弱勢群體探索先進制造業中的 S

28、TEM 發展道路。該計劃重點在于增加和多樣化 STEM 人才渠道，打造具有技能、知識和經驗的新一代美國勞動力。2、推進、推進軍軍事教育：事教育：NextFlex 推出線上軍事交流計劃 -15-FlexMil，旨在為更廣泛的軍事團體成員與先進制造業部門的交流搭建平臺。創新生創新生態態系統：系統：1、探索探索FHE在在汽汽車車領域的應用領域的應用：NextFlex 于 2020 年 11 月舉辦第一場線上研討會，重點關注 FHE 在汽車領域的應用。超過230 名會員、政府和非會員參與此次直播活動。2、鼓勵鼓勵成員參與和成員參與和協協作：作：NextFlex 于 2021 年 3 月舉辦線上成員會議

29、，分享技術和工程計劃、勞動力發展項目、研究所的技術中心計劃，以及政府項目經理和首席技術官更新信息。3、完完善善成員成員材料材料和工和工藝數據藝數據庫庫：NextFlex 在 2021 財年間發起一系列廣泛研究，了解和提高 FHE 系統發揮工藝和材料功能的基本產出和可靠性。（六）（六）AFFOA（美國先進（美國先進功功能能纖維纖維制造制造研究研究所）所）AIM Photonics 成立于 2016 年 4 月，由美國麻省理工學院組建，共有 133 名成員。該研究所旨在通過領導一家先進纖維和織物技術開發和制造的全國性企業，復興國內紡織工業，為國家安全和商業市場提供革命性系統能力。技術進展：技術進展

30、：1、快速快速模模擬極冷天擬極冷天氣氣系統：系統：AFFOA、美國陸軍作戰能力發展指揮士兵中心和士兵項目執行辦公室，合作設計新一代極冷天 -16-氣服裝系統原型和具備綜合水化管理技術的潮濕天氣系統。2、本土制造能力：、本土制造能力：AFFOA 成功完成海軍海底作戰中心的項目，利用先進纖維制造能力，建立了國內聚合物光纖（POF）供應來源，并在生產低傳輸損耗 POF 方面取得進展。勞動力發展：勞動力發展：1、推進國家、推進國家紡紡織織工業需工業需求求評評估估：該計劃有助于 AFFOA 制定其教育和勞動力發展戰略，主要目的包括定義紡織和先進纖維和織物工業現狀；定義和理解當前勞動力挑戰、行業機遇以及未

31、來勞動力需求；判斷勞動力教育與基礎設施方面的差距等。2、結合工、結合工程程與設與設計計：2021 財年，AFFOA、麻省理工學院和時裝技術學院共同發布 跨學科創新手冊：如何開啟線上研討會。該手冊的目標是引導其他大學或機構組織自己的研討會，為工業界創造更多直接吸引和影響新一代勞動力的機會。3、推進、推進STEM教育：教育：AFFOA 與 Nautilus Defense 開展合作。利用 Nautilus 旗下 SewIY 品牌的新型功能性纖維和織物，開發STEM 教育課程和配套材料。創新生創新生態態系統：系統：1、新一、新一代代應應急急充充氣氣產產品品的的自自動化制造：動化制造：Kennon 與

32、 PA FDC合作開發了一種自動取放機,可以減少手工放置內部增強材料和外部包裝的人工勞動，每次充氣時間至少縮短一個小時。-17-2、支支持國家應對持國家應對COVID-19疫疫情情：AFFOA 正在與學術和業界伙伴合作，解決個人防護裝備供應鏈的關鍵短缺問題，提高美國應對未來疫情的防范能力。該項目重點包括打造 PPE 供需缺口分析工具，預測正常期和激增期缺口；評估超過 15 家國內企業的 PPE 供應鏈能力，識別國內制造差距；完成 N95 鴨嘴型口罩的設計、建模和測試。（七七）BioFabUSA（先進（先進再再生制造生制造研究研究所）所）BioFabUSA 成立于 2016 年 12 月，共有

33、172 名成員。該研究所旨在落實可擴展的、一致的、具有成本效益的工程組織制造和相關技術，造?，F有行業并拓展新行業。技術進展：技術進展：1、預測應對、預測應對疫疫情的情的醫護醫護需需求求：BioFabUSA 設計完成醫院需求預測模型，協助國家應對疫情。BioFabUSA 還致力于研究抗病毒聯合藥物療法、細胞療法、新藥物/疫苗遞送方法和無病毒紅細胞，促進當前和未來疫后恢復。2、加速加速開發開發糖尿糖尿病病細胞細胞療療法：法：在青少年糖尿病研究基金會的支持下，該項目將確保為糖尿病研究提供持續可靠的胰島來源，從而使用于治療糖尿病的分離細胞的商業生產成為可能。3、對生物、對生物反反應應器器系統的系統的智

34、智能能監控監控：BioFabUSA 與佐治亞理工學院、赫胥黎醫療公司和羅克韋爾自動化公司合作開發一種便 -18-攜式智能生物反應器平臺，用于對大規模細胞制造實時培養條件的多空間感知和無線監控。勞動力發展：勞動力發展：1、組織組織工工程程技術人員技術人員認認證：證：BioFabUSA 啟動一項試點認證和培訓計劃，為學生提供獲得組織工程醫療產品制造技術人員認證所需的知識和技能。2、鼓勵鼓勵女女性性參與生物制造行業：參與生物制造行業：通過生物制造相關活動、現場生物制造演示和講習班以及線上和線下課程培訓，女性可以有更多機會接受 STEM（包括生物制造）教育。3、啟啟動動BioTrek計劃計劃：通過為期

35、六周的項目，參與者可以接觸生物制造領域。各組學生將概念化自己設想的組織工程醫療產品，并進行商業宣傳，將產品推銷給評委小組。學生可以與行業專業人士進行交流，增強實踐學習經驗。創新生創新生態態系統：系統：1、保、保障再障再生生醫醫學學質質量量和安全：和安全：BioFabUSA 發布組織工程醫療產品纖維結構表征標準指南，并通過與 NIST 之間的會議來制定用于測量纖維支架材料的結構、機械和生物特征的標準。2、加加強聯邦合作伙伴關系：強聯邦合作伙伴關系：BioFabUSA 與美國食品和藥物管理局生物制劑評估和研究中心建立公私伙伴關系，確保行業和監管機構在組織工程行業發展中保持一致性。-19-3、開展聯

36、邦、開展聯邦監監管管程程序序相關教育：相關教育：BioFabUSA 舉辦監管程序訓練營，向研究所成員介紹細胞、組織和器官制造相關監管問題。（八八）ARM（先進機（先進機器器人制造人制造研究研究所）所）ARM 成立于 2017 年 1 月，由美國卡內基梅隆大學組建，共有 323 名成員。該研究所旨在加速發展和應用作為當今和未來所有先進制造活動基礎的機器人技術。技術進展：技術進展：1、提高、提高打打磨磨效率效率和和效效果果：ARM 的協同打磨技術項目旨在通過機器人執行 80%的重復任務，提高打磨效率和效果。該團隊開發了低成本機器人單元，可以協同打磨飛機面板，為上漆做準備。2、病毒樣病毒樣本測試：本

37、測試：該項目可以解決缺乏樣本分析人員和COVID-19 或未來其他病毒檢測結果的問題。檢測系統可以在少量技術人員監督下連續運行 24 小時，每天測試多達 2000 個樣品。3、推動制造業、推動制造業混混合現實：合現實：ARM 研究所的自主蜂群檢測和編排可視化交互三維建模項目，成功開發了多無人機導航軟件，可以消除資源密集型過程，有助于加速高質量自主檢測過程。勞動力發展：勞動力發展：1、為為退退伍伍軍軍人提供機人提供機器器人人職職業培訓：業培訓：ARM 的機器人技術人員培訓項目可以為轉業和退伍軍人提供職業咨詢、培訓和制造業工作安置，解決制造企業對技術工人的需求。-20-2、啟啟 動 國 家 機動

38、國 家 機 器器 人人 職職 業業 資資 源：源：ARM通 過 創 建roboticscareers.org 網站，加強員工和雇主聯系，提供培訓機會。3、支支持教育發展：持教育發展：ARM 研究所的 300 多個成員組成的國家聯盟創建了一項認證計劃，利用 ARM 研究所的能力和技能框架，概述機器人制造業職業生涯所需的職業選擇和技能。創新生創新生態態系統：系統：1、推進機、推進機器器人人工人人工智智能發展：能發展：憑借與 4 個國防制造團體近300 個組織的公私合作伙伴關系，ARM 是“到 2025 年美國人工智能做好準備”戰略的關鍵部分。2、繼繼續以本地續以本地為為主導：主導：匹茲堡科技委員會

39、每年都會表揚賓夕法尼亞州西南部最成功和最具創新精神的公司，并已經連續四年將 ARM 研究所列入年度創新科技 50 強企業者（非營利/教育/社區類）。（九九）BioMADE（生物工業制造和設（生物工業制造和設計計生生態態系統）系統）BioMADE 成立于 2020 年 10 月，由工程生物學研究聯盟組建，共有 80 名成員。該研究所力求在美國國內實現所有規模的生物工業制造，開發提高美國生物工業競爭力的技術，降低相關基礎設施投資風險，并擴大生物制造勞動力。技術進展：技術進展：1、啟啟動國防部項目：動國防部項目：項目團隊制定了第一份生物分子生產 -21-路線全球技術前景報告的框架，以便針對生產方案開

40、展強有力的技術經濟分析。勞動力發展：勞動力發展：1、開展教育和勞動力發展活動：、開展教育和勞動力發展活動：BioMADE 召開教育和勞動力發展利益相關方研討會，并根據會議反饋和討論，起草第一份教育和勞動力發展社區項目召集書。2、建、建立立BioMADE教育和勞動力發展生教育和勞動力發展生態態系統：系統：BioMADE與美國國家科學基金會 InnovATEBIO 國家生物技術教育中心合作，舉辦一系列社區建設網絡會議。3、啟啟動動BioMADE-InnovATEBIO生物技術領導學院生物技術領導學院計劃計劃：該領導學院從全國聘請 22 位社區學院生物技術系主任，發展連續的項目領導，并將生物工業制造

41、整合到課程當中。創新生創新生態態系統：系統：1、創建、創建BioMADE網網站站：該網站將成為滿足會員、潛在會員、研究人員和公眾的生物工業制造相關需求的一站式商店。2、發展聯邦伙伴關系：、發展聯邦伙伴關系：BioMADE 成立了高級行政人員和軍事服務人員的政府咨詢委員會，每季度開會討論 BioMADE 的工作和機遇，以及國防部和其他政府合作伙伴的需求。3、提高對生物工業制造的、提高對生物工業制造的認知認知并并擴擴展其展其影響影響：BioMADE 領導層與美國國家科學基金會推進研究的社會影響國家中心合作，-22-舉辦 STEM 領域技術勞動力未來峰會。b(45NcZ_b(45NcZ_0 0（一）

42、（一）IACMI（先進復合（先進復合材料材料制造創新制造創新研究研究所）所）BioMADE 成立于 2015 年 6 月，由協同綜合解決方案公司（田納西大學研究基金會下屬非營利公司）組建，共有 119 名成員。該研究所旨在創建支持創新和員工發展的生態系統，推動商業成果，并提高美國在高級復合材料領域的競爭力。技術進展：技術進展：1、自自動動葉葉片片精精加加工試驗表明生產工試驗表明生產量量提高提高30%：自動化葉片精加工項目在風力渦輪機工廠完成全面試驗，利用先進復合材料加工及傳感、機器人和自動化知識，開發低成本解決方案，有可能將生產量提高 30%，并改善工人健康和安全。2、輕量輕量化化車車身身面面

43、板板降低降低車輛車輛重重量量和成本：和成本：IACMI 領導的學術小組花費 36 個月，開發一種新型復合材料。這一復合解決方案可以提供滿足工業標準的美觀、強度和性能特征。3、用、用于遠程于遠程發發電電的的垂垂直直軸軸風風力機力機研究研究：IACMI 支持的創新團隊通過研究和開發用于垂直軸風力發電機的熱塑性復合材料技術，開始設計并開發材料和制造技術。勞動力發展：勞動力發展：1、IACI先進先進復合復合材料材料實實習習項目：項目：該項目已從 25 個網站上，-23-收到來自 40 名合作伙伴的 121 名實習生預約。2、先進復合、先進復合材料職材料職業業路路徑徑：IACMI 通過與國防部合作，擴大

44、先進復合材料培訓范圍，創建國家高級復合材料職業道路學習網絡，用于發展服務供應鏈的高級復合材料制造勞動力。3、開、開啟啟“美國美國尖端尖端”計劃計劃：IACMI 與國防部采用新型勞動力培訓和教育計劃，協助制造商，特別是中小型制造商，成功部署和實施現代工具技術和傳感器，提升其競爭力。創新生創新生態態系統：系統：IACMI 繼續通過年度會議、專題技術會議、與工業貿易和支持組織的積極接觸等機會，為其成員和利益相關者提供服務。（二）（二）REMADE（節節能能減減排排創新創新研究研究所）所）REMADE成立于2017年5月，由可持續制造創新聯盟組建，共有 130 名成員。該研究所專注于克服技術和經濟障礙

45、，實現更大規模的材料回收、再制造和再利用，并鼓勵行業投資。技術進展：技術進展：1、回回收收塑塑料料用用于于可持續可持續食食品品包包裝裝：該項目團隊正在開發新工藝，用回收 PET 生產的單一材料包裝溶液，取代多層包裝材料。2、廢廢舊舊電電子產子產品再品再制造制造狀態狀態評評估估：該團隊目前正在構建一個檢查系統和決策支持工具。一旦落實，該技術預計將增加25%-35%的印刷電路板再制造，并減少 30%的能耗。-24-3、高、高價值價值回回收收鋁汽鋁汽車車設設計計：該項目團隊正在開發一種新型回收工具，該工具將思考汽車設計、回收系統基礎設施和板材制造過程決策如何影響 EOL 回收含量、閉環和開環回收率、

46、溫室氣體排放以及到 2050 年不同情景的主要原料消耗和能源需求。該工具有望將通用鋼鋁消耗分別減少 235 萬噸和 19 萬噸。勞動力發展：勞動力發展：創建創建REMADE學院學學院學習習管管理理系統：系統：自 2018 年以來，超過2500 人參與 REMADE 培訓活動和在線培訓，超過 100 名工科和理工科學生參與 REMADE 項目。創新生創新生態態系統：系統：2021 年成員增加 40%，保留率高達 94%；50%的行業成員為中小企業；貿易組織、非營利組織及其附屬機構將 REMADE 的影響擴大到全美 4000 多家實體；學術合作創新伙伴包括耶魯大學、麻省理工學院、密歇根大學等。（三

47、三）CESMII（清潔清潔能源能源智智能制造創新能制造創新研究研究所）所）CESMII 成立于 2017 年 1 月，由加州大學洛杉磯分校組建，共有 134 名成員。該研究所旨在通過集成先進傳感器、平臺和控制器，加速應用智能制造，從而通過在質量、產量、成本/盈利能力、安全性等領域的顯著改進，從根本上影響制造性能。技術進展：技術進展：-25-1、熱熱密密集型集型工工藝智藝智能制造：能制造：方案包括用于預測關鍵性能指標的機器學習模型、數據驅動的異常檢測，以及用于預測碳氣相沉積爐性能的混合模型，將使航空制動制造過程能耗減少 15%。2、消消泡劑泡劑的預測的預測控控制：制：該項目采用軟傳感器，監測造紙

48、過程中的材料使用情況、洗滌水流和紙漿質量。3、用超、用超聲波聲波檢檢測合測合金缺金缺陷陷：該項目團隊正在通過模擬和測試，確定識別航空工業中經常使用的發動機部件缺陷的可行性，以及重熔過程的影響。勞動力發展：勞動力發展：1、成、成功功的的智智能制造勞動力模能制造勞動力模型型：該項目團隊利用現有教育和勞動力培訓系統來打造智能制造所需勞動力隊伍。2、CESMII的的深深度度培訓培訓：該培訓通過 SME 的培訓組織、Tooling U-SME 以及新內容合作，提供智能制造技術、商業實踐和勞動力發展內容。3、CESMII知知識識門門戶戶網網站站：CESMII 的知識門戶網站為成員提供關于智能制造的文章、白

49、皮書、指南和視頻等廣泛資源。創新生創新生態態系統：系統：CESMII 是匯集制造商、系統集成商、技術供應商和學術機構的多樣化生態系統，致力于通過智能制造創新中心（SMIC）來促進智能制造意識、理解和應用。CESMII 正在與中小成員合作開發低成本、易于使用的“智能”制造解決方案。-26-（四四）RAPID（快速快速推進過推進過程程強化部署強化部署研究研究所）所）RAPID 成立于 2017 年 3 月，由美國化學工程師協會組建，共有 90 名成員。該研究所旨在推進模塊化化學工藝強化技術，降低能源消耗，提高工藝效率，并減少投資和操作要求。技術進展：技術進展：1、強化、強化分分散劑散劑的連續生產：

50、的連續生產：匹茲堡大學開發了一種連續模塊化工藝，以更低的操作和資本成本制造現有專業化學品。相比于現有的批處理工藝，新工藝在制造工廠的占地面積更小，產品質量更高，廢物幾乎為零，能耗減少 90%。2、綜綜合可合可操操作過作過程程強化：強化：可操作過程集成強化系統團隊正在開發一種用戶友好型演示軟件原型工具，使用 Python 開發的圖形用戶界面，控制三個不同的工具包以及集成功能。3、增強、增強天然天然氣氣的的微微波波化學：化學：西弗吉尼亞大學正在開發利用選擇性微波反應器加熱和催化劑，將天然氣轉化為附加值產品的直接途徑。新方法具有更高的能源和資本效率，可以將美國的天然氣資源轉化為易于運輸的液體產品。勞

51、動力發展：勞動力發展：1、RAPID實實習習計劃計劃：到 2021 年秋季為止，共有 103 名實習生在 20 多所大學和企業參加該項目。2、過、過程程強化（強化（PI）證）證書書：學員需學習四門核心課程，包括 -27-PI 基礎、PI 過程設計、PI 建模與仿真和 MCPI 導論，以及一門選修課。學員完成在線課程和綜合測試后，即可獲得 PI 證書。3、木木本本植植物物廢廢物物轉轉化化為為糖糖和其他生物基產和其他生物基產品品：該項目團隊開發了一種基于熱解的模塊化能源生產系統，可以通過熱解構，將木質纖維素生物質轉化為 C5 和 C6 糖及其他增值產品。（五五）PowerAmerica（新（新一一

52、代電代電力力電電子制造子制造創新創新研究研究所）所）PowerAmerica 成立于 2015 年 1 月，由北卡羅萊納州立大學組建，共有 68 名成員。該研究所致力于通過加速開發和大規模應用電力電子系統的寬帶隙半導體技術，節約能源和創造美國制造業工作崗位。技術進展：技術進展：1、高、高容容量量、低成本的、低成本的150毫毫米米硅硅碳碳（SiC）微微芯片芯片制造制造：該項目成功打造 SiC 器件制造能力，開發工藝流程，并完成可靠性制造和測試，加強了國內微電子制造能力，并創造了就業機會。2、半半導導體體Microchip生產和生產和晶晶體體管管更更新：新：利用 Microchip 美國工廠，該項

53、目設計和制造電子晶體管，競爭和取代舊型號。3、高、高壓壓電電源模源模塊塊商業化和制造：商業化和制造：該項目有可能實現美國生產制造全 SiC 中高壓電源模塊，開發具有快速短路和電壓保護功能的模塊評估套件。4、異異步步微電微電網網電電源源調節調節系統：系統：該項目完成一種新的門設計 -28-和串聯組件測試，搭建信號轉換器并進行大功率測試，電壓能效達到 97.2%。（六）（六）CyManII（網絡安全制造創新（網絡安全制造創新研究研究所）所）CyManII 成立于 2020 年 9 月，由德克薩斯大學圣安東尼奧分校組建，共有 42 名成員。該研究所設計一種網絡安全能源投資回報率，用于節能制造和供應鏈

54、，以確保和維持美國在全球制造業競爭中的領導地位。譯自：The U.S.Bioeconomy:Charting a Course for a Resilient and Competitive Future,April 2022 by SCHMIDT FUTURES 譯文作者：工業和信息化部賽迪研究院 楊磊 王磊 聯系方式：18631728689 電子郵件： -30-編 輯 部：賽迪工業和信息化研究院 通訊地址：北京市海淀區紫竹院路 66 號賽迪大廈 8 層國際合作處 郵政編碼：100048 聯 系 人：黎非凡 聯系電話：（010）88559658 15117933026 傳 真：（010）88558833 網 址：)電子郵件： 報：部領導報：部領導 送：部機關各司局，各地方工業和信息化主管部門，送：部機關各司局，各地方工業和信息化主管部門，相關部門及研究單位，相關行業協會相關部門及研究單位，相關行業協會