赛迪译丛：美国制造业创新亮点报告：2021年成就与影响力概述（2023）（30页）.pdf

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1、 -1-2023!26#$3%&$&$582%美国制造业创新亮点报告：美国制造业创新亮点报告：2021年成就与影响力概述年成就与影响力概述 !#$%!#$%2012 年，美国正式启动制造业创新网络计划（NNMII），意图通过打造 15 个研究所，促进产学研在制造业前沿领域技术开发应用的融通创新。本文是美国国家标准与技术研究院 2022 年 10 月发布的美国制造业创新亮点报告：2021 年成就与影响力概述，主要回顾总结了美国 NNMII 过去一年的创新亮点。报告认为各研究所均构建了强大的公私合作创新网络，在应对新冠肺炎疫情、制造业先进技术开发、劳动力培训发展、创新生态建设等方面做出了突出贡献。

2、赛迪智库科技与标准研究所对该报告进行了编译，期望对我国有关部门有所帮助!&(%!&(%制造业创新网络 成就与影响力 创新亮点 )-2-()*+,-./()*+,-./0 0Manufacturing USA（美国制造业网络）是一个公私合作网络，包括美国商务部、国防部和能源部、16 个制造业创新机构和其他六个联邦合作机构NASA、NSF、HHS 以及农业、教育和劳工部。各机构与领先的先进制造公司相互联合，开发先进技术和稳定供应链，确保美国能够预判和实现制造能力。1(23456789:;?AB1(23456789:;?AB0 0美国制造业对美国经济的贡献超过 2.27 万亿美元。制造业每花费 1

3、美元可以创造 2.68 美元的经济收益，是收益最高的行业1。当今制造业雇佣超过 1285 万劳动力，平均年薪达到 92,832 美元2。（一）大规模公私伙伴关系：美国制造业网络（一）大规模公私伙伴关系：美国制造业网络 美国制造业网络构建并部署了一种全政府参与的创新方法将美国本土发明推向先进制造技术前沿，并由美国劳动力创造并使用。美国制造业网络旨在通过人员、创新和技术连接，应对与制造业相关的先进制造挑战，提升产业竞争力和经济增长，增强国家安全，确保美国在先进制造业的全球领导地位。（二）确保美国发明在美国制造（二）确保美国发明在美国制造 各机构成员在其特定重点领域内合作从事竞争前技术开发，包括测试

4、技术应用、共享基础设施，以及创建培训项目，培具备 1 来源：制造业实况，美国全国制造商协会。2 来源：制造业实况，美国全国制造商协会、美国劳工统计局及美国经济分析局。-3-制造业所需技能的劳动力。2021 年美国制造业网络活动开展情况如表 1 所示 表 1 美国制造业网络活动开展情况 成员组织数量 研发项目数量 劳动力数量 投资数量 2021年年影响影响 2300 多个成员组织开展合作 700+重大应用研发项目 涉及具备先进制造业知识和技能的 9 万多劳动力 来自州、工业和联邦基金的 4.8 亿美元投资 C(DE789:FGC(DE789:FG0 0目前，各机构正在开发的项目共有 708 个，

5、主要包括：生物制药细胞生长成本降低生物制药细胞生长成本降低90%：Potomac Affinity Proteins公司与马里兰大学帕克学院合作实现细胞因子的规模化生产。利用大肠杆菌表达系统，将生产和验证细胞因子的成本降低 90%。复合结构桥梁的可持续基础设施解决方案：复合结构桥梁的可持续基础设施解决方案：IACMI 与学术和制造合作伙伴在田纳西州搭建第一座纤维复合材料桥面。通过高强度设计，该复合桥面具有 100 年的使用寿命，比混凝土轻 90%。新一新一代健康状态监代健康状态监测设备：测设备：AFFOA 与麻省理工学院林肯实验室的国防织物发现中心合作开发并测试一种具备缺氧状态检测功能的发带。

6、该发带内嵌微电子元件，可以连续 40 小时测量和无线传输佩戴人员关键生理状况，包括体温、心率和血氧水平。H(IJ789:;KLMNMH(IJ789:;KLMNM0 02021 财年，超过 9 万名工人、学生和教育工作者参与了各机构的劳动力项目，包括：-4-激激发生物制药行业的劳动力发生物制药行业的劳动力多样性多样性和和兴趣兴趣：通过该项目，非裔美国人/黑人、拉丁裔和美国原住民学生可以与生物制药行业的专业人士直接互动，探索生物制药职业。该项目囊括迄今为止最广泛和最多样的机构类型，如大型生物制药企业、小型创新公司以及领先的学术和非营利机构等。合作合作鼓励鼓励高高中中生：生：America Make

7、s 与 NextFlex 合作开发Additive Edge 计划，旨在向年轻人介绍先进制造业，并为学生提供宝贵的工作经验。提高提高智智能制造应用能力：能制造应用能力：CESMII 和制造工程协会（SME）合作共同推动智能制造行业的教育和劳动力发展。利用 Tooling U-SME在工业界和学术界的广泛影响，CESMII和Tooling U-SME的联合培训计划将加快智能制造应用，促进转型和劳动力发展。O(*PQRSTUVO(*PQRSTUV0 0当今美国制造业创新依赖于强大的制造业供应链以及供应链内部的广泛合作。去年，美国制造业网络共有 2320 家成员机构，其中 63%为制造企业，22%为

8、社区大学和主要研究型大学，15%为国家和地方经济发展实体。发展发展面面向向未来未来的可持续生物制药：的可持续生物制药：NIIMBL 的 10 年工艺强化计划旨在变革生物制药模式。该计划将通过结合技术创新、新材料、再循环和新实践，开发碳中和生物处理方法，克服设计快速、-5-可持续和低成本的生物制造系统的关键障碍。工作工作场场地地演变演变：MxD 的制造业测试平台可以通过实践演示，展示创新软件和物联网如何与硬件一起加速制造工业的数字化进程。企业可以直接观察如何通过数据和数字工具的实时协作，更有效、更安全、甚至远程地设计、监控和维护产品。美国可持续的美国可持续的纤维回纤维回收模收模型型：纸张回收集成

9、系统模型允许纤维回收企业和废料回收工业协会成员，修改材料回收设施和再加工工厂的工艺参数、技术和操作实践，以识别特定技术需求，探索实现能源和排放目标的其他途径。W(45XYZ_W(45XYZ_0 0（一）（一）NIIMBL（美国国家生物制药创新（美国国家生物制药创新研究研究所）所）NIIMBL 成立于 2017 年 3 月，由特拉华大学组建，共有 186名成员。该研究所旨在加快生物制药创新，通过制定标准来提高制造能力的效率和速度，以及培育一支世界领先的生物制药队伍。技术进展：技术进展：1、降低关、降低关键键细胞生长成细胞生长成分分的生产成本：的生产成本：Potomac Affinity Prot

10、eins 公司与马里兰大学帕克学院开发的工艺使细胞因子产量比最初估计增加近 2000%，与传统方法相比成本降低 90%。2、改善改善细胞和基因细胞和基因治疗治疗应用的生物制造：应用的生物制造：马萨诸塞大学医学院、约翰霍普金斯大学、伦斯勒理工学院及其合作者共同开 -6-发一套集成优化流程，降低制造细胞和基因疗法等慢病毒载体产品的成本和复杂性，并帮助国家应对新冠疫情。3、改改进进微量金属微量金属测测量量方法，强化方法，强化流程控流程控制：制：克莱姆森大学及合作伙伴通过在细胞培养中进行先进的微量金属测试，改善流程控制。紧凑型质谱仪可以将测量时间从每个样品约 4 小时缩减到 10 分钟，节省 96%的

11、时间。劳动力发展：劳动力发展：1、扩扩大生物制药行业大生物制药行业多样性多样性：NIIMBL 的 eXperience 计划自启动以来，参与学生已在默克、基因泰克、Millipore Sigma 和 Eli Lily 等领先公司获得实习机会。2、为为生物制药行业生物制药行业准准备备职职业人员：业人员：由德克萨斯 A&M 大学主导的生物制药制造计划通过有针对性的技术培训，协助退伍军人、过渡服务成员和随军配偶在生物制药行业开启新的职业生涯。创新生创新生态态系统：系统：1、生物制造的大、生物制造的大数据分数据分析析：NIIMBL 的新项目将协助生物制造商利用大数据分析制定决策，重点包括五大关键领域：

12、标准化和情境化，关键质量属性的端到端自动化控制，多元传感器和分析，先进控制策略，以及生物过程建模和仿真。2、发展、发展面面向向未来未来的可持续生物制药制造：的可持续生物制药制造：NIIMBL 正在合作开发一种综合方法，以强化供应链控制和安全，促进可持续性，-7-并降低成本。解决目标包括通过结合技术、新材料和回收创新，建立碳中和生物加工流程，并采用新方法应对原材料和消耗品在碳中和制造、可持续设计和循环经济方面的挑战。(455aZ_(455aZ_0 0（一）美国制造（美国国家增（一）美国制造（美国国家增材材制造创新制造创新研究研究所）所）美国制造成立于 2012 年 8 月，由美国国家国防制造与加

13、工中心（NCDMM）组建，共有 240 名成员。该研究所旨在通过召集、协调和鼓励增材制造（AM）行业，加快 AM 应用。技术进展：技术进展：1、基、基于于人工人工智智能能/机机器器学学习习的定向能的定向能量量沉积沉积3D打印打印：美国制造与通用电气航空公司、爱迪生焊接研究所等机构合作开发，并成功验证 Ti64 定向能量沉积 3D 打印结构认证框架的准确性，可能节省 60%至 85%的制造和鉴定成本。2、低、低维护维护成本的成成本的成熟熟先进制造（先进制造（MAMLS）计划计划：根据MAMLS 计划，40 个组织共计合作 45 个项目，投入 2700 万美元，为美国制造成员提供新的制造流程、商业

14、案例和增材制造知识等。3、协助协助国家国家做好做好应对应对未来未来危危机的机的准准备：备：增材制造危机生产响应（AMCPR）计划旨在提高美国制造业供应链的弹性和响应能力，为国家应对未来未知危机做好准备。AMCPR 通过开设情景规划研讨班，在各种国家危机场景中对系统进行测试。-8-劳动力发展：劳动力发展：1、开设新的增、开设新的增材材制造培训制造培训课课程程：经过三年发展，美国制造研究所成功推出一项制造工程教育计划，投资 190 万美元。该计划专注于创建针对使能技术的先进制造领域的新培训内容。2、支支持美国人从事先进制造业：持美国人从事先进制造业：以 3Degrees 为首的美国制造研究所成员机

15、构，聘用或重新培训在技术领域拥有一定经验或受过高等教育的劳动力，以提高其技能。3、在、在疫疫情情期间期间推进教育和劳动力发展推进教育和劳动力发展：美国制造研究所建立了线上学习途径，在 48 个州的 24 个重点关注领域提供线上培训，影响了来自 100 家企业的近 1000 名员工，并为 200 名独立参与者提供了制造业再培训和技能提升机会。创新生创新生态态系统：系统：1、举办举办先进制造竞先进制造竞赛赛：美国制造研究所创办了首届美国空军先进制造奥林匹克创新挑战赛，此次活动为美国空军以及未来先进制造技术发展及教育和劳动力整合产生持久影响。2、改善改善创新和创新和协协作：作：美国制造研究所在 20

16、21 财年创建了一个最先进的合作设施，为利益相关者提供围绕AM技术开展创新、协作和集成的机会。该设施还可以作为一个信息展示平台，展示当前AM能力，研究所与国防部合作内容以及其他研究所成功案。3、提升、提升AM网络安全网络安全：美国制造研究所、美国材料测试协 -9-会和奥本大学合作推出 AM 网络安全线上培训课程，研究 AM 网络安全风险、需求和解决方案。（二）（二）MxD（数字数字制造制造时代时代）MxD 成立于 2014 年 2 月，共有 314 名成员。该研究所旨在为政府和美国制造企业提供美国制造业转型所需的数字工具。技术进展：技术进展：1、发展开、发展开放式放式自自动化测试平动化测试平台

17、台：MxD 与 Applied Dynamics International（ADI）、陶氏化学和密歇根大学合作创建开放式自动化测试平台，以低成本提供不同供应商设备和软件的即插即用连接。通过该测试平台，各种应用程序能够访问实时数据和计算，并通过系统中可以仿真新设备或新技术的单板计算机进行增强。2、自自动化供应链预动化供应链预警警：MxD 与 Software AG 政府解决方案部门合作，为美国国防部开发供应链风险预警系统。Software AG将提供快速混合集成解决方案，向政策领导和供应链领导提供供应链风险预警框架，以便有效评估广泛的价值链设计，并在紧急情况下增强供应链弹性和敏捷性。劳动力发展

18、：劳动力发展：1、开设制造业网络安全、开设制造业网络安全课课程程：MxD 与马里兰大学巴尔的摩分校合作开设新的培训课程，重点关注制造业网络安全运营技术（CyMOT）。最初试点包括来自10家合作制造商的25名参与者。-10-2、推进、推进未来未来包包容容性性制造业发展：制造业发展：通过深化雇主和社区之间的关系，制定以证书为基础的培训计划，打造更具包容性的未来制造业，为美国制造业的全国性招聘挑战提供战略解决方案。创新生创新生态态系统：系统：1、合作、合作支支持持中小型中小型制造制造企企业发展：业发展：MxD 与特拉华谷工业资源中心（DVIRC）建立伙伴关系，为 DVIRC 提供技术创新和实施建议，

19、协助提升中小型制造企业竞争力。2、担担当国家领导当国家领导者者：MxD 参加了里根特别工作组，关于公共和私人投资支持美国制造业发展和推进国家安全目标的最新讨论，并就公共和私人资本的关键来源等问题制定建议。（三三）LIFT（引引领领未来未来创新）创新）LIFT 成立于 2014 年 2 月，由美国轻质材料制造创新学会（ALMMII）组建，共有 130 名成员。该研究所旨在通过技术和人才开发，推动美国制造业未来发展，以及通过结合材料、工艺和系统与未来人才需求，推动智能制造快速实施。技术进展：技术进展：1、用技术、用技术武装军武装军队队：LIFT 与 Ricardo Defense 合作的项目成功赢

20、得一份 8900 万美元的美国陆军合同，用于为军用悍马车队配备一种组合系统，增加防抱死制动和电子稳定控制功能，减少军用车辆常见的侧翻问题。-11-2、为为美国美国陆军陆军重新设重新设计计关关键键技术部技术部件件：LIFT 与美国陆军作战能力发展指挥地面车辆系统中心签订合同，对不再生产的关键部件或组件进行再造分析。通过使用现代材料和制造工艺重新设计设备，LIFT 将改善车辆的任务执行能力、生命周期成本效益、燃料经济效益、设备可用性和准备情况以及项目时间效益。3、轻型轻型军军用作战用作战车辆车辆：LIFT 与先进制造商 ARRIS 公司和美国陆军作战能力开发指挥地面车辆系统中心共同启动计划，专注于

21、通过部分合并、拓扑优化和对齐的连续碳纤维复合结构来降低车辆座椅重量，旨在推进尖端技术应用，使更轻、更高效的高强度战术车辆具有卓越的机动性和防护能力。劳动力发展：劳动力发展：1、扩扩大大Operation Next范围范围：Operation Next 计划旨在培养具备制造商最需要的技能和能力的军事人员，也为退伍军人提供一条新的职业发展道路。LIFT 还与亨利福特社区学院合作，提供额外的先进制造培训机会。2、培、培养养新一新一代代复合技术人员：复合技术人员：LIFT 开发、美国国防部资助的 IGNITE 计划是为期三年的基础技能培训项目，为复合技术人员提供培训。该课程将学习与围绕实际行业问题和新

22、兴技术的项目经验相结合，为学生适应当今生产环境做好准备，并为其成为工程技术人员、技术专家或工程师提供额外教育。-12-创新生创新生态态系统：系统：LIFT 的研发实验室主要用于美国国防部快速签订创新技术合同、设计和开发技术原型以及进行技术测试，加快向作战人员的技术过渡，同时建设美国未来劳动力（四四）AIM Photonics（美国制造（美国制造集集成成光光子学子学研究研究所）所）AIM Photonics 成立于 2015 年 7 月，由纽约州立大学研究基金会组建，共有 68 名成员。该研究所旨在促进先进集成光子电路制造技术发展、为中小型企业、学术界和政府提供最先进的制造、封装和测试能力、打造

23、集成光子电路人才队伍等。技术进展：技术进展：1、增、增加医疗检加医疗检测测途径途径：AIM Photonics 开发了一种用于一次性卡片的光学芯片，可以在一分钟内从一滴血中检测出多种病毒（包括冠状病毒）情况，成功证明一种一次性光子学方法用于COVID 抗体检测的可行性。2、改改进进硅硅基基激激光器光器：AIM Photonics 在研究高性能、高性价比硅基激光器支持的项目中取得长足进步。该团队在项目初始阶段主要关注硅光子学与激光器集成以及金属有机化学气相沉积和分子束外延生长优化。3、与、与DARPA建建立立新合作关系新合作关系：美国国防高级研究计划局（DARPA）向 AIM Photonics

24、 拨款 1900 万美元，用于在 DARPA的通用微尺度光学系统用激光器（LUMOS）项目下推进集成光 -13-子学发展。劳动力发展：劳动力发展：1、拓拓展展线线上光上光子学教育：子学教育：AIM Photonics、OSD ManTech 办公室和麻省理工学院制造业知识与创新计划，合作推出先进制造技术 Open edX 教育平台。该平台使用 Open edX 技术为先进制造工程学生、专业人员和技术人员提供无障碍数字化学习途径。2、培、培养养当今技术人员：当今技术人员：AIM Photonics 在斯通希尔学院和布里奇沃特州立大学开设的技术培训项目取得巨大成功。11 名无经验学生在完成 15

25、个月的课程后都获得了全职工作和/或实习机会。3、武装下武装下一一代代：AIM Photonics 与西新英格兰大学工程学院合作建立教育和应用原型实验室（最先进的光学/光子学培训中心）。马萨诸塞州先进制造中心通过 260 万美元的拨款成立LEAPWNE，与 AIM Photonics 共同推动先进制造技术发展。创新生创新生态态系统：系统：1、继继续续加加强与美国国防部的关系：强与美国国防部的关系：OSD ManTech 与 AIM Photonics 签订新的 7 年合作协议，总金额高达 3.21 亿美元。2、更更新成员模新成员模式式：AIM Photonics 自 2021 年 1 月起开始简

26、化成员模式。新成员结构分为两级：2.5 万美元的行业/1 万美元的学术机构，全权限成员和观察员。（五五）NextFlex（美国（美国柔柔性混性混合合电电子制造子制造协会协会）-14-NextFlex 成立于 2015 年 8 月，由 FlexTech 联盟组建，共有105 名成员。该研究所旨在开发柔性混合电子制造技术，为美国作战人员和经济服务。技术进展：技术进展：1、新一、新一代代生生理状态监理状态监测设备：测设备：NextFlex 于 2021 财年间设计并生产一种柔性混合电子（FHE）可穿戴化学传感器，能够检测环境氧气、挥发性有机化合物（VOC）、温度以及湿度水平。2、发展用、发展用于电于

27、电路板路板的的混混合合电电子技术：子技术：NextFlex 成员成功论证一款节省时间的商用取放工具，放置精度大于 15 微米。与此相关，NextFlex 及其成员正在推进柔性和刚性衬底上的高密度互连和薄模组装，用于支持极端环境下的电子组装。3、通过、通过外外骨骼骨骼设设计促计促成作战人员复成作战人员复原原：NextFlex 及其成员完成并交付一种外骨骼，可以为患者的伤后康复提供结构支持，或强化战场上作战人员的力量和耐力。劳动力发展：劳动力发展：1、鼓励鼓励弱势群弱势群体体参与制造业：参与制造业：美国卫生与公众服务部向NextFlex 拨款 500 万美元，用于帮助弱势群体探索先进制造业中的 S

28、TEM 发展道路。该计划重点在于增加和多样化 STEM 人才渠道，打造具有技能、知识和经验的新一代美国劳动力。2、推进、推进军军事教育：事教育：NextFlex 推出线上军事交流计划 -15-FlexMil，旨在为更广泛的军事团体成员与先进制造业部门的交流搭建平台。创新生创新生态态系统：系统：1、探索探索FHE在在汽汽车车领域的应用领域的应用：NextFlex 于 2020 年 11 月举办第一场线上研讨会，重点关注 FHE 在汽车领域的应用。超过230 名会员、政府和非会员参与此次直播活动。2、鼓励鼓励成员参与和成员参与和协协作：作：NextFlex 于 2021 年 3 月举办线上成员会议

29、，分享技术和工程计划、劳动力发展项目、研究所的技术中心计划，以及政府项目经理和首席技术官更新信息。3、完完善善成员成员材料材料和工和工艺数据艺数据库库：NextFlex 在 2021 财年间发起一系列广泛研究，了解和提高 FHE 系统发挥工艺和材料功能的基本产出和可靠性。（六）（六）AFFOA（美国先进（美国先进功功能能纤维纤维制造制造研究研究所）所）AIM Photonics 成立于 2016 年 4 月，由美国麻省理工学院组建，共有 133 名成员。该研究所旨在通过领导一家先进纤维和织物技术开发和制造的全国性企业，复兴国内纺织工业，为国家安全和商业市场提供革命性系统能力。技术进展：技术进展

30、：1、快速快速模模拟极冷天拟极冷天气气系统：系统：AFFOA、美国陆军作战能力发展指挥士兵中心和士兵项目执行办公室，合作设计新一代极冷天 -16-气服装系统原型和具备综合水化管理技术的潮湿天气系统。2、本土制造能力：、本土制造能力：AFFOA 成功完成海军海底作战中心的项目，利用先进纤维制造能力，建立了国内聚合物光纤（POF）供应来源，并在生产低传输损耗 POF 方面取得进展。劳动力发展：劳动力发展：1、推进国家、推进国家纺纺织织工业需工业需求求评评估估：该计划有助于 AFFOA 制定其教育和劳动力发展战略，主要目的包括定义纺织和先进纤维和织物工业现状；定义和理解当前劳动力挑战、行业机遇以及未

31、来劳动力需求；判断劳动力教育与基础设施方面的差距等。2、结合工、结合工程程与设与设计计：2021 财年，AFFOA、麻省理工学院和时装技术学院共同发布 跨学科创新手册：如何开启线上研讨会。该手册的目标是引导其他大学或机构组织自己的研讨会，为工业界创造更多直接吸引和影响新一代劳动力的机会。3、推进、推进STEM教育：教育：AFFOA 与 Nautilus Defense 开展合作。利用 Nautilus 旗下 SewIY 品牌的新型功能性纤维和织物，开发STEM 教育课程和配套材料。创新生创新生态态系统：系统：1、新一、新一代代应应急急充充气气产产品品的的自自动化制造：动化制造：Kennon 与

32、 PA FDC合作开发了一种自动取放机,可以减少手工放置内部增强材料和外部包装的人工劳动，每次充气时间至少缩短一个小时。-17-2、支支持国家应对持国家应对COVID-19疫疫情情：AFFOA 正在与学术和业界伙伴合作，解决个人防护装备供应链的关键短缺问题，提高美国应对未来疫情的防范能力。该项目重点包括打造 PPE 供需缺口分析工具，预测正常期和激增期缺口；评估超过 15 家国内企业的 PPE 供应链能力，识别国内制造差距；完成 N95 鸭嘴型口罩的设计、建模和测试。（七七）BioFabUSA（先进（先进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 名成员。该研究所旨在落实可扩展的、一致的、具有成本效益的工程组织制造和相关技术，造福现有行业并拓展新行业。技术进展：技术进展：1、预测应对、预测应对疫疫情的情的医护医护需需求求：BioFabUSA 设计完成医院需求预测模型，协助国家应对疫情。BioFabUSA 还致力于研究抗病毒联合药物疗法、细胞疗法、新药物/疫苗递送方法和无病毒红细胞，促进当前和未来疫后恢复。2、加速加速开发开发糖尿糖尿病病细胞细胞疗疗法：法：在青少年糖尿病研究基金会的支持下，该项目将确保为糖尿病研究提供持续可靠的胰岛来源，从而使用于治疗糖尿病的分离细胞的商业生产成为可能。3、对生物、对生物反反应应器器系统的系统的智

34、智能能监控监控：BioFabUSA 与佐治亚理工学院、赫胥黎医疗公司和罗克韦尔自动化公司合作开发一种便 -18-携式智能生物反应器平台，用于对大规模细胞制造实时培养条件的多空间感知和无线监控。劳动力发展：劳动力发展：1、组织组织工工程程技术人员技术人员认认证：证：BioFabUSA 启动一项试点认证和培训计划，为学生提供获得组织工程医疗产品制造技术人员认证所需的知识和技能。2、鼓励鼓励女女性性参与生物制造行业：参与生物制造行业：通过生物制造相关活动、现场生物制造演示和讲习班以及线上和线下课程培训，女性可以有更多机会接受 STEM（包括生物制造）教育。3、启启动动BioTrek计划计划：通过为期

35、六周的项目，参与者可以接触生物制造领域。各组学生将概念化自己设想的组织工程医疗产品，并进行商业宣传，将产品推销给评委小组。学生可以与行业专业人士进行交流，增强实践学习经验。创新生创新生态态系统：系统：1、保、保障再障再生生医医学学质质量量和安全：和安全：BioFabUSA 发布组织工程医疗产品纤维结构表征标准指南，并通过与 NIST 之间的会议来制定用于测量纤维支架材料的结构、机械和生物特征的标准。2、加加强联邦合作伙伴关系：强联邦合作伙伴关系：BioFabUSA 与美国食品和药物管理局生物制剂评估和研究中心建立公私伙伴关系，确保行业和监管机构在组织工程行业发展中保持一致性。-19-3、开展联

36、邦、开展联邦监监管管程程序序相关教育：相关教育：BioFabUSA 举办监管程序训练营，向研究所成员介绍细胞、组织和器官制造相关监管问题。（八八）ARM（先进机（先进机器器人制造人制造研究研究所）所）ARM 成立于 2017 年 1 月，由美国卡内基梅隆大学组建，共有 323 名成员。该研究所旨在加速发展和应用作为当今和未来所有先进制造活动基础的机器人技术。技术进展：技术进展：1、提高、提高打打磨磨效率效率和和效效果果：ARM 的协同打磨技术项目旨在通过机器人执行 80%的重复任务，提高打磨效率和效果。该团队开发了低成本机器人单元，可以协同打磨飞机面板，为上漆做准备。2、病毒样病毒样本测试：本

37、测试：该项目可以解决缺乏样本分析人员和COVID-19 或未来其他病毒检测结果的问题。检测系统可以在少量技术人员监督下连续运行 24 小时，每天测试多达 2000 个样品。3、推动制造业、推动制造业混混合现实：合现实：ARM 研究所的自主蜂群检测和编排可视化交互三维建模项目，成功开发了多无人机导航软件，可以消除资源密集型过程，有助于加速高质量自主检测过程。劳动力发展：劳动力发展：1、为为退退伍伍军军人提供机人提供机器器人人职职业培训：业培训：ARM 的机器人技术人员培训项目可以为转业和退伍军人提供职业咨询、培训和制造业工作安置，解决制造企业对技术工人的需求。-20-2、启启 动 国 家 机动

38、国 家 机 器器 人人 职职 业业 资资 源：源：ARM通 过 创 建roboticscareers.org 网站，加强员工和雇主联系，提供培训机会。3、支支持教育发展：持教育发展：ARM 研究所的 300 多个成员组成的国家联盟创建了一项认证计划，利用 ARM 研究所的能力和技能框架，概述机器人制造业职业生涯所需的职业选择和技能。创新生创新生态态系统：系统：1、推进机、推进机器器人人工人人工智智能发展：能发展：凭借与 4 个国防制造团体近300 个组织的公私合作伙伴关系，ARM 是“到 2025 年美国人工智能做好准备”战略的关键部分。2、继继续以本地续以本地为为主导：主导：匹兹堡科技委员会

39、每年都会表扬宾夕法尼亚州西南部最成功和最具创新精神的公司，并已经连续四年将 ARM 研究所列入年度创新科技 50 强企业者（非营利/教育/社区类）。（九九）BioMADE（生物工业制造和设（生物工业制造和设计计生生态态系统）系统）BioMADE 成立于 2020 年 10 月，由工程生物学研究联盟组建，共有 80 名成员。该研究所力求在美国国内实现所有规模的生物工业制造，开发提高美国生物工业竞争力的技术，降低相关基础设施投资风险，并扩大生物制造劳动力。技术进展：技术进展：1、启启动国防部项目：动国防部项目：项目团队制定了第一份生物分子生产 -21-路线全球技术前景报告的框架，以便针对生产方案开

40、展强有力的技术经济分析。劳动力发展：劳动力发展：1、开展教育和劳动力发展活动：、开展教育和劳动力发展活动：BioMADE 召开教育和劳动力发展利益相关方研讨会，并根据会议反馈和讨论，起草第一份教育和劳动力发展社区项目召集书。2、建、建立立BioMADE教育和劳动力发展生教育和劳动力发展生态态系统：系统：BioMADE与美国国家科学基金会 InnovATEBIO 国家生物技术教育中心合作，举办一系列社区建设网络会议。3、启启动动BioMADE-InnovATEBIO生物技术领导学院生物技术领导学院计划计划：该领导学院从全国聘请 22 位社区学院生物技术系主任，发展连续的项目领导，并将生物工业制造

41、整合到课程当中。创新生创新生态态系统：系统：1、创建、创建BioMADE网网站站：该网站将成为满足会员、潜在会员、研究人员和公众的生物工业制造相关需求的一站式商店。2、发展联邦伙伴关系：、发展联邦伙伴关系：BioMADE 成立了高级行政人员和军事服务人员的政府咨询委员会，每季度开会讨论 BioMADE 的工作和机遇，以及国防部和其他政府合作伙伴的需求。3、提高对生物工业制造的、提高对生物工业制造的认知认知并并扩扩展其展其影响影响：BioMADE 领导层与美国国家科学基金会推进研究的社会影响国家中心合作，-22-举办 STEM 领域技术劳动力未来峰会。b(45NcZ_b(45NcZ_0 0（一）

42、（一）IACMI（先进复合（先进复合材料材料制造创新制造创新研究研究所）所）BioMADE 成立于 2015 年 6 月，由协同综合解决方案公司（田纳西大学研究基金会下属非营利公司）组建，共有 119 名成员。该研究所旨在创建支持创新和员工发展的生态系统，推动商业成果，并提高美国在高级复合材料领域的竞争力。技术进展：技术进展：1、自自动动叶叶片片精精加加工试验表明生产工试验表明生产量量提高提高30%：自动化叶片精加工项目在风力涡轮机工厂完成全面试验，利用先进复合材料加工及传感、机器人和自动化知识，开发低成本解决方案，有可能将生产量提高 30%，并改善工人健康和安全。2、轻量轻量化化车车身身面面

43、板板降低降低车辆车辆重重量量和成本：和成本：IACMI 领导的学术小组花费 36 个月，开发一种新型复合材料。这一复合解决方案可以提供满足工业标准的美观、强度和性能特征。3、用、用于远程于远程发发电电的的垂垂直直轴轴风风力机力机研究研究：IACMI 支持的创新团队通过研究和开发用于垂直轴风力发电机的热塑性复合材料技术，开始设计并开发材料和制造技术。劳动力发展：劳动力发展：1、IACI先进先进复合复合材料材料实实习习项目：项目：该项目已从 25 个网站上，-23-收到来自 40 名合作伙伴的 121 名实习生预约。2、先进复合、先进复合材料职材料职业业路路径径：IACMI 通过与国防部合作，扩大

44、先进复合材料培训范围，创建国家高级复合材料职业道路学习网络，用于发展服务供应链的高级复合材料制造劳动力。3、开、开启启“美国美国尖端尖端”计划计划：IACMI 与国防部采用新型劳动力培训和教育计划，协助制造商，特别是中小型制造商，成功部署和实施现代工具技术和传感器，提升其竞争力。创新生创新生态态系统：系统：IACMI 继续通过年度会议、专题技术会议、与工业贸易和支持组织的积极接触等机会，为其成员和利益相关者提供服务。（二）（二）REMADE（节节能能减减排排创新创新研究研究所）所）REMADE成立于2017年5月，由可持续制造创新联盟组建，共有 130 名成员。该研究所专注于克服技术和经济障碍

45、，实现更大规模的材料回收、再制造和再利用，并鼓励行业投资。技术进展：技术进展：1、回回收收塑塑料料用用于于可持续可持续食食品品包包装装：该项目团队正在开发新工艺，用回收 PET 生产的单一材料包装溶液，取代多层包装材料。2、废废旧旧电电子产子产品再品再制造制造状态状态评评估估：该团队目前正在构建一个检查系统和决策支持工具。一旦落实，该技术预计将增加25%-35%的印刷电路板再制造，并减少 30%的能耗。-24-3、高、高价值价值回回收收铝汽铝汽车车设设计计：该项目团队正在开发一种新型回收工具，该工具将思考汽车设计、回收系统基础设施和板材制造过程决策如何影响 EOL 回收含量、闭环和开环回收率、

46、温室气体排放以及到 2050 年不同情景的主要原料消耗和能源需求。该工具有望将通用钢铝消耗分别减少 235 万吨和 19 万吨。劳动力发展：劳动力发展：创建创建REMADE学院学学院学习习管管理理系统：系统：自 2018 年以来，超过2500 人参与 REMADE 培训活动和在线培训，超过 100 名工科和理工科学生参与 REMADE 项目。创新生创新生态态系统：系统：2021 年成员增加 40%，保留率高达 94%；50%的行业成员为中小企业；贸易组织、非营利组织及其附属机构将 REMADE 的影响扩大到全美 4000 多家实体；学术合作创新伙伴包括耶鲁大学、麻省理工学院、密歇根大学等。（三

47、三）CESMII（清洁清洁能源能源智智能制造创新能制造创新研究研究所）所）CESMII 成立于 2017 年 1 月，由加州大学洛杉矶分校组建，共有 134 名成员。该研究所旨在通过集成先进传感器、平台和控制器，加速应用智能制造，从而通过在质量、产量、成本/盈利能力、安全性等领域的显著改进，从根本上影响制造性能。技术进展：技术进展：-25-1、热热密密集型集型工工艺智艺智能制造：能制造：方案包括用于预测关键性能指标的机器学习模型、数据驱动的异常检测，以及用于预测碳气相沉积炉性能的混合模型，将使航空制动制造过程能耗减少 15%。2、消消泡剂泡剂的预测的预测控控制：制：该项目采用软传感器，监测造纸

48、过程中的材料使用情况、洗涤水流和纸浆质量。3、用超、用超声波声波检检测合测合金缺金缺陷陷：该项目团队正在通过模拟和测试，确定识别航空工业中经常使用的发动机部件缺陷的可行性，以及重熔过程的影响。劳动力发展：劳动力发展：1、成、成功功的的智智能制造劳动力模能制造劳动力模型型：该项目团队利用现有教育和劳动力培训系统来打造智能制造所需劳动力队伍。2、CESMII的的深深度度培训培训：该培训通过 SME 的培训组织、Tooling U-SME 以及新内容合作，提供智能制造技术、商业实践和劳动力发展内容。3、CESMII知知识识门门户户网网站站：CESMII 的知识门户网站为成员提供关于智能制造的文章、白

49、皮书、指南和视频等广泛资源。创新生创新生态态系统：系统：CESMII 是汇集制造商、系统集成商、技术供应商和学术机构的多样化生态系统，致力于通过智能制造创新中心（SMIC）来促进智能制造意识、理解和应用。CESMII 正在与中小成员合作开发低成本、易于使用的“智能”制造解决方案。-26-（四四）RAPID（快速快速推进过推进过程程强化部署强化部署研究研究所）所）RAPID 成立于 2017 年 3 月，由美国化学工程师协会组建，共有 90 名成员。该研究所旨在推进模块化化学工艺强化技术，降低能源消耗，提高工艺效率，并减少投资和操作要求。技术进展：技术进展：1、强化、强化分分散剂散剂的连续生产：

50、的连续生产：匹兹堡大学开发了一种连续模块化工艺，以更低的操作和资本成本制造现有专业化学品。相比于现有的批处理工艺，新工艺在制造工厂的占地面积更小，产品质量更高，废物几乎为零，能耗减少 90%。2、综综合可合可操操作过作过程程强化：强化：可操作过程集成强化系统团队正在开发一种用户友好型演示软件原型工具，使用 Python 开发的图形用户界面，控制三个不同的工具包以及集成功能。3、增强、增强天然天然气气的的微微波波化学：化学：西弗吉尼亚大学正在开发利用选择性微波反应器加热和催化剂，将天然气转化为附加值产品的直接途径。新方法具有更高的能源和资本效率，可以将美国的天然气资源转化为易于运输的液体产品。劳

51、动力发展：劳动力发展：1、RAPID实实习习计划计划：到 2021 年秋季为止，共有 103 名实习生在 20 多所大学和企业参加该项目。2、过、过程程强化（强化（PI）证）证书书：学员需学习四门核心课程，包括 -27-PI 基础、PI 过程设计、PI 建模与仿真和 MCPI 导论，以及一门选修课。学员完成在线课程和综合测试后，即可获得 PI 证书。3、木木本本植植物物废废物物转转化化为为糖糖和其他生物基产和其他生物基产品品：该项目团队开发了一种基于热解的模块化能源生产系统，可以通过热解构，将木质纤维素生物质转化为 C5 和 C6 糖及其他增值产品。（五五）PowerAmerica（新（新一一

52、代电代电力力电电子制造子制造创新创新研究研究所）所）PowerAmerica 成立于 2015 年 1 月，由北卡罗莱纳州立大学组建，共有 68 名成员。该研究所致力于通过加速开发和大规模应用电力电子系统的宽带隙半导体技术，节约能源和创造美国制造业工作岗位。技术进展：技术进展：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：该项目成功打造 SiC 器件制造能力，开发工艺流程，并完成可靠性制造和测试，加强了国内微电子制造能力，并创造了就业机会。2、半半导导体体Microchip生产和生产和晶晶体体管管更更新：新：利用 Microchip 美国工厂，该项

53、目设计和制造电子晶体管，竞争和取代旧型号。3、高、高压压电电源模源模块块商业化和制造：商业化和制造：该项目有可能实现美国生产制造全 SiC 中高压电源模块，开发具有快速短路和电压保护功能的模块评估套件。4、异异步步微电微电网网电电源源调节调节系统：系统：该项目完成一种新的门设计 -28-和串联组件测试，搭建信号转换器并进行大功率测试，电压能效达到 97.2%。（六）（六）CyManII（网络安全制造创新（网络安全制造创新研究研究所）所）CyManII 成立于 2020 年 9 月，由德克萨斯大学圣安东尼奥分校组建，共有 42 名成员。该研究所设计一种网络安全能源投资回报率，用于节能制造和供应链

54、，以确保和维持美国在全球制造业竞争中的领导地位。译自：The U.S.Bioeconomy:Charting a Course for a Resilient and Competitive Future,April 2022 by SCHMIDT FUTURES 译文作者：工业和信息化部赛迪研究院 杨磊 王磊 联系方式：18631728689 电子邮件： -30-编 辑 部：赛迪工业和信息化研究院 通讯地址：北京市海淀区紫竹院路 66 号赛迪大厦 8 层国际合作处 邮政编码：100048 联 系 人：黎非凡 联系电话：（010）88559658 15117933026 传 真：（010）88558833 网 址：)电子邮件： 报：部领导报：部领导 送：部机关各司局，各地方工业和信息化主管部门，送：部机关各司局，各地方工业和信息化主管部门，相关部门及研究单位，相关行业协会相关部门及研究单位，相关行业协会