先进制造业国家战略报告.docx

《先进制造业国家战略报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《先进制造业国家战略报告.docx（60页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、目录缩略词表1执行摘要3导言：制造业和美国的未来5先进制造业的愿景、支柱、目标和实施路径7支柱、目标和实施路径9支柱1:开发和实施先进的制造技术11目标1.1：实现清洁和可持续的制造以支持脱碳11目标1.2：加快微电子和半导体的制造创新13目标1.3：实施先进制造以支持生物经济14目标14开发创新材料和加工技术16目标1.5：引领智能制造的未来17支柱2:壮大先进制造业的劳动力队伍19目标2.1：扩大和丰富先进制造业人才库19目标2.2：发展、扩大和促进先进制造业教育和培训21目标2.3：加强雇主和教育组织之间的联系22支柱3:提升供应链弹性23目标3.1：加强供应链互联互通24目标3.2：加

2、大力度减少制造业供应链漏洞24目标3.3：加强和振兴先进制造业生态系统26附录A、机构参与和衡量标准28附录B、在实现2018年战略计划目标方面取得的进展30支柱L开发和过渡新的制造技术。31支柱2：教育、培训制造业的劳动力并与他们建立起良好关系33支柱3：扩大国内制造业供应链的能力35附录U实施路径37支柱1：开发和实施先进的制造技术37支柱2：壮大先进制造业的劳动力队伍49支柱3：提升供应链弹性56缩略词表2D/3D二维/三维Al人工智能AM增材制造AR增强现实BARDA生物医学高级研究与开发局BEA经济分析局CAP跨部门优先事项CEA经济顾问委员会CMOS互补金属氧化物半导体COVID-

3、19新冠肺炎CO2二氧化碳CTE职业技术教育DEIA多样性、公平性、包容性和可及性DOC美国商务部DoD美国国防部DOE美国能源部DOL美国劳工部DOS国务院ED美国教育部EDA美国经济发展局EERE能效和可再生能源办公室EOP总统行政办公室FDA美国食品和药物管理局FY财年GHG温室气体HHS美国卫生与公众服务部HI异构集成IC集成电路ICME综合计算材料工程I-Corps创新团队IoT物联网IIoT工业物联网IPCC政府间气候变化专门委员会ISM太空制造IT信息技术K-12从幼儿园到高中LGBTQ女同性恋者、男同性恋者、双性恋者、MEP制造扩展合作MGI材料基因组计划MIC中国制造ML机器

4、学习MSI少数群体服务机构MRL生产准备水平NEC美国国家经济委员会NASA美国国家航空航天局NIOSH美国国家职业安全卫生研究所NIST美国国家标准与技术研究院NSF美国国家科学基金会NSTC美国国家科学技术委员会OEM原始设备制造商OMB管理与预算办公室OSTP科技政策办公室OT操作技术PPE个人防护设备PerkinsV卡尔帕金斯职业和技术教育法R&D研发RFID射频识别技术SAM先进制造业小组委员会SBA小企业管理局SBIR小企业创新研究SMMs中小型制造商STEM科学、技术、工程和数学STTR小企业技术转让TRL技术准备水平R&D研发U.S.美国USDA美国农业部USPTO美国专利商标

5、局VR虚拟现实WIOA劳动力创新与机会法案XR扩展现实跨性别者和酷儿执行摘要制造业是美国经济实力和国家安全的推动力。它在美国经济的几乎每一个部门(从航空航天到生物制药等等)都发挥着重要作用。制造业的进步使经济持续增长，因为新技术和创新提高了生产力，为生产下一代产品创造了条件，支持我们应对气候危机的能力，并创造新的、高质量和高收入的就业机会。虽然美国仍能保持其在先进技术领域的领导地位，但是，21世纪仍有一些高技术制造业的生产和就业水平急剧下降。为应对全球竞争，拜登哈里斯政府采取了一系列措施来振兴制造业，提高美国供应链和国家安全的弹性，为研发提供资金，并培训美国人未来的工作能力。该愿景将促进经济增

6、长，创造高质量的就业机会，增强环境可持续性，应对气候变化，加强供应链，确保国家安全，并改善医疗健康。这一愿景将通过开发和实施先进的制造技术，发展先进的制造劳动力，以及提升制造供应链的弹性。每个目标都确定了重点目标，以及未来四年的国家技术和计划重点和实施路径。本战略提出了美国在先进制造业方面发挥领导地位的愿景。该愿景将促进经济增长，创造高质量的就业机会，增强环境可持续性，应对气候变化，加强供应链，确保国家安全，并改善医疗健康。为实现该愿景，设定了三大支柱，而这三大支柱相互关联：(1)开发和实施先进的制造技术；(2)壮大先进制造业的劳动力队伍；(3)提升供应链弹性。为了实现这些支柱，确定了未来四年

7、的11项重点目标和37项实施路径。11项重点目标为:(1)实现清洁和可持续的制造以支持脱碳；(2)加快微电子和半导体的制造创新；(3)实施先进制造以支持生物经济；(4)开发创新材料和加工技术；(5)引领智能制造的未来；(6)扩大和丰富先进制造业人才库；(7)发展、扩大和促进先进制造业教育和培训；(8)加强雇主和教育组织之间的联系：(9)加强供应链互联互通：(10)加大力度减少供应链漏洞：(11)加强和振兴先进制造业生态系统。这项由国会授权的战略旨在改善美国政府的协调活动，并为支持美国制造业竞争力的联邦计划和活动提供长期指导，包括先进制造业的研究和开发。来自全国各地700多个个人和组织的公众意见

8、为该战略提供了参考。导言：制造业和美国的未来先进制造业是对现有产品制造方法的创新，以及由先进技术促成的新产品的生产。美国仍然是某些先进技术的全球领导者。I国内和全球对解决气候危机所需的技术和设备的需求急剧上升，然而，先进制造业的某些领域的生产和就业水平却急剧下降。先进技术产品的贸易平衡（这是美国的传统优势）从2001年开始从顺差转为逆差，2021年的贸易逆差为1970亿美元。 httpsitif.orgpublications7202206,08thc-hamilton-inclcx-assessing-national-pcrformancc-in-the-compclition-fr- a

9、dvanced-industries./ hlips: WWW.census.gov/foreign-irade/balance/c0007.himlh(tpsrwww.nist.govclapplicl-cconomics-cfficcmanufacturingmanfactring-industry-statistics4 https:/www.bls.gov/wcb/cmpsit/ccshighlights.pdf https:/data.worldbank.org/indicator/NV.IND.MANF.ZSIihttPS:data.bls.gov/timeseries/CES30

10、000000017 https:WWW.whitehouse.govwpcontenUuploads202l06100ay-advantage-but-outsourcing-is-eroding-i(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/Zhttps:/www.nam.org/2-1-mil

11、lion-manufaclring-jobs-could-go-unfiIlcd-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/arpa/build-back-beuer/品。所谓的合理流程是指在节约能源和自然资源的同时，最大限度地减少对环境的负面影响。”将可持续材料管理原则和增材制造纳入产品设计和开发，可以减少制造产品所需的材料和能源，提高安全性。美国将改进整个

12、制造部门内对环境有利的流程，包括在材料加工和制造以及水处理过程中有效使用清洁电力。应对气候变化。气候危机对国家和全球安全、环境和人类健康以及经济利益构成了一个宜接的现存威胁。美国已经定下了一个雄伟且可实现的目标，即2030年的温室气体净排放量比2005年少50-52%,在2035年之前创建一个无碳污染的电力部门，并在2050年之前整个经济体实现净零排放。凶先进制造业解决方案可以创造新机会，使美国能够通过工业脱碳建立一个更循环的经济；在这种经济中，人们将使用可持续的生物质来取代石油产品，扩大清洁能源的应用，开发其他与气候有关的技术，积极创新，从而帮助整个经济实现净零排放。加强供应链。支持美国制造

13、业的供应链和生态系统正在一些因素的影响下逐步变得薄弱，这些因素包括对创新技术的投资不足，对培训的投资不足，以及为了短期利益而进行的外包和离岸活动。20新冠肺炎疫情大流行和不断变化的地缘政治竞争暴露了这些和其他脆弱性，加剧了经济损失，同时也暴露了国家安全和健康风险。美国需要有弹性的、协作性的、数字化整合的制造业供应链，以防止供应链中断并确保供应链能够从中断中迅速恢复。确保国家安全。先进的制造技术对国家安全至关重要，它能够为美国的作战人员提供创新能力，使美国能够维持和加强对最重要的战略竞争对手的防御。方战略竞争对手对美国的非动能威胁在增加，美国必须加快技术发展和实施的步伐，并加快制造供应链的转型。

14、“https: WWW.cpa.gov/sustainabilily/SUSIainablC-manufacturing111 htswww. whitehouse.gov/biiefing-room/statements-releases/2021/Q4/22/fact-sheet-president-biden-sets-2030- grccnhosc-g*s-polltion-rcdclion-targc(-aimcd-at-crcaling-gd-paying-union-jobs-and-sccuring-s-lcadcrship-on- Clean-energy-technolog

15、ies/ https:/www.Federalregister.gov/documents/2021/02/01/2021-02177/tackiing-the-climate-crisis-at-home-and-abroad2。虽然一些离岸和外包提高了效率，但这些战略有时也导致脆弱性增加和工作质量卜.降:详见https:/www.whitehouse.gov/cea/written- materials20220414summary-of-the-2022-economic-report-of-the-president 和 h(tps:/www.whitehouse.gov/wp- co

16、ntent/uploads/2021/06/100-day-supply-chain-review-report.pdf 第 6 章。：| https:/www.deiense.gov/Spotlighis/National-Defense-Straiegy/改善医疗健康。先进制造业可用于生产许多新的和日趋完善的医疗保健产品，包括小分子药物、医疗设备、生物制品、疫苗、先进疗法和生物相容性材料。虽然生物医药制造与其他行业有许多共同的交叉技术需求，但它也有独特的需求，因此需要专门定制的应用。制造过程和解决方案必须确保安全性和有效性，这样才能促进人类和动物健康，并尽量减少药物短缺，同时也确保美国在新

17、冠肺炎疫情应对和准备方面的全球领先地位。支柱、目标和实施路径本战略的愿景将通过实现三个支柱来实现。要想实现这些支柱，必须实现其下的重点目标和实施路径。未来四年的支柱、目标和实施路径见下表。附录C中具体阐述了对每项路径的进一步讨论。支柱目标实施路径支柱1：开发和实施先进的制造技术1.1：实现清洁和可持续的制造以支持脱碳1.1.1：制造过程的脱碳1.1.2：清洁能源制造技术1.1.3：可持续制造和回收1.2：加快微电子和半导体的制造创新1.2.1：半导体和电子的纳米制造1.2.2：半导体材料、设计和制造1.23：半导体封装和异构设计1.3：实施先进制造以支持生物经济1.3.1：生物制造1.3.2：

18、农业、林业和食品加工1.3.3：生物质加工和转化1.3.4：药品和保健品1.4：开发创新材料和加工技术1.4.1：高性能材料设计和加工1.4.2：增材制造1.43：关键材料1.4.4：太空制造1.5：引领智能制造的未来1.5.1：数字化制造1.5.2：制造业中的人工智能1.53：以人为本的技术应用1.5.4：制造业中的网络安全支柱2：壮大先进制造业的劳动力队伍2.1：扩大和丰富先进制造业人才库2.1.1：提高对先进制造业职业的认识2.1.2：吸引参与度不高的社区2.13：解决服务不足群体的社会和结构性障碍2.2：发展、扩大和促进先进制造业教育和培训2.2.1：将先进制造业纳入科学、技术、工程和

19、数学的基础教育2.2.2：使先进制造业的职业技术教育现代化2.2.3：扩大和传播新的学习技术和实践2.3：加强雇主和教育组织之间的联系23.1：扩大基于工作的学习和学徒制2.3.2：设立行业认可的证书和认证支柱3：提升供应链弹性3.1：加强供应链互联互通3.1.1：促进供应链内部在供应链管理方面的协调3.1.2：推进供应链数字化转型的创新3.2：加大力度减少供应链漏洞3.2.1：追踪供应链上的信息和产品3.2.2：提高供应链的可见性3.2.3：改善供应链的风险管理3.2.4：提高供应链的敏捷性3.3：加强和振兴先进制造业生态系统3.3.1：促进新企业的成立和发展3.3.2：支持中小型制造商3.

20、3.3：协助技术过渡3.3.4：建立和加强区域制造业网络3.3.5：改善公私合作关系支柱1：开发和实施先进的制造技术最近在自动化、数据科学、人工智能、机器学习、生物技术和材料科学等领域的进展，加上整个经济范围内的脱碳、医疗保健和国家安全方面的紧迫技术挑战，正在为先进制造业创造新的机会。为了在全球范围内竞争，美国必须通过快速开发和实施创新的制造技术来利用和保护其技术领先地位。虽然联邦对先进制造业相关的研究、开发和部署的投资一般集中在每个机构的特定任务目标上，但基于组合的战略在各机构间的协调将更加有效。为促进目标技术领域的发展而进行公私合作是开发和实施新的制造技术的关键。这种公私合作关系提供了创建

21、和共享工业相关设施的机会。在这些设施中，工具、技术和嵌入的专业知识可以扩大区域创新生态系统，并在区域内和区域间推动经济增长。在支柱1的范畴下设定了五个重点目标：1.1. 实现清洁和可持续的制造以支持脱碳；1.2. 加快微电子和半导体的制造创新；1.3. 实施先进制造以支持生物经济；1.4. 开发创新材料和加工技术：1.5. 引领智能制造的未来：每一个目标都有其对应的实施路径以及在未来四年内要获得的成果。目标1.1：实现清洁和可持续的制造以支持脱碳气候变化的产生原因是二氧化碳和其他温室气体（GHG）的总量在大气层中增加和持续存在。美国的制造业的一次能源使用量约占全国的三分之一，制造业产生的与能源

22、有关的温室气体排放量占全部的30虬22.23工业材料如钢铁、水泥和化学品的制造也通过化学过程直接产生温室气体排放。通过使用清洁和高效的制造技术”以及减少整个产品生命周期的排放，我们将有可能减少与制造有关的能源消耗和温室气体排放。美国已承诺，其2030年的温室气体净排放量将比2005年减少50-52%,并在2050年实现净零排放。022年8月签署成为法律的通胀削减法案，以及2021年11月颁布的两党基础设施法中的基础设施现代化投资，将提供大量资源和激励措施，帮助实现气候和清洁能源目标。这些新资源将促进拜登哈里斯政府通过国家气候工作组和美国供应链行政命令所做的努力，在美国政府范围内推进清洁能源和与

23、气候相关的制造业的发展。鉴于制造过程本身的脱碳机会，以及扩大美国零碳设备制造规模的机会，制造部门将成为这些脱碳努力的组成部分。先进制造业可以在能源、工业、建筑和运输部门实现低成本、零排放的技术。该目标的实施路径为：1.LL制造过程的脱碳：开发和展示提高能源效率的先进制造技术，使工业过程电气化，在制造过程中采用低碳原料和能源，应用新化学反应以避免工业过程中温室气体直接排放，分离和储存工业二氧化碳，并创造温室气体密集型工业产品的替代品。创建和传播验证工具和程序，以协助将电气化和高效技术融入制造业。公开具有较低能源和碳足迹的先进材料和工艺。1.L2.清洁能源制造技术：改进清洁发电和储存的材料、制造工

24、艺和产品设计；采用零排放的运输工具、建筑和工业，以实现脱碳经济。通过先进的导电材料、加工技术和机器开发，加强设备和材料的制造，使电力转换和传输更加高效。制造具有高能量密度的先进电池，并为低电压和高电压应用提22https:/www.eia.gov/energyexplained/use-of-energy/industry.php：33httpswww.eia.govtlsfaqs.faq.php7id=77t=1124https:/www.whitehouse.gov/bipartisan-infrastructure-law/:shups:/www.whitehouse.gov/briet

25、lng-room/siatements-releases/2021/04/22/fiact-sheet-president-biden-sets-2030-grccnhousc-gas-pollu(ion-rcduction-targct-aimcd-at-crcaling-gd-paying-union-jobs-and-sccuring-s-lcadcrship-on-clcan-energy-technologies/供新型可持续材料。113可持续制造和回收：开发经济上可行的制造技术，将有价值的材料从废物流中分离出来，并开发能源或污染密集型材料的替代品。在分类、净化和解构技术领域进行研发

26、。扩大可持续材料的设计和制造、多种材料类别的回收和循环方法以及试点项目和设施的规模。改进数据和方法，以评估生命周期的影响并确定需要改进的领域。目标1.2：加快微电子和半导体的制造创新半导体是微电子学的基础，半导体技术的进步对国家安全和几乎每个经济部门都至关重要。然它们是控制和调节电力流的电力电子设备的支柱，并使电动汽车充电和将可再生能源纳入电网成为可能。微电子的广泛应用为扩大将产品生命周期中的气候、环境和其他影响考虑在内的可持续制造流程提供了机会。目前，制造业面临着互补金属氧化物半导体技术的基本性能限制、处理器和存储器以外的市场多样化以及全球竞争激烈等问题。要想提高未来性能，需要研究新的微电子

27、材料、设备和互连解决方案的制造和加工能力。这些能力将为未来计算和存储设备提供动力。最近在2022年8月通过并成为法律的为半导体基础设施提供投资的芯片和科学法案27将有助于实现以下目标。该目标的实施路径为：121 .半导体和电子的纳米制造：对集成光子产品、增材和直接印刷电子产品的制造、独特的传感器格式以及混合电子制造进行投资，以利用纳米制造的力量。开发物理、化学和生物方法，将原子精确放置和结合到所需的分子和结构中。122 .半导体材料、设计和制造：发展能够创造和测试新的设备、材料和hi甲S:WWW.epa.gov/smm-elecironics/national-strategy-electro

28、nics-stewardship-nses*7httpswww.whitchousc.gov/bricfing-room/statcmcnts-rclcascs/2022/08/09/fact-shcct-chips-and-scicncc-act-will-lowcr-costs-crcatc-jobs-strengthen-supply-chains-and-countcr-china/结构的先进制造能力。为国内公司和大学提供方便的设计工具和微电子代工厂,以提供准确信息和训练有素的劳动力。为微电子器件和组件提供高效和可持续的操作。123 .半导体封装和异构设计，引进新的材料、工具、设计、工

29、艺、装配和测试，使封装活动具有更高的密度、产量和可靠性。加强研发和原型设计，以提高生产效率和可靠性。发展国家设施，进行异构包装集成研发。目标L3：实施先进制造以支持生物经济美国的生物经济“是由生命科学和生物技术的创新驱动的经济活动，由工程和计算及信息科学的技术进步促成”*并包括产业、产品和服务。在生物制造中，微生物和不同的生物体（细菌细胞、病毒、酵母、蓝藻、海藻）经过编程可以用来制造各种产品，如食品、饲料、燃料、纤维、生物塑料、天然橡胶、可再生化学品、营养品、非食品材料和其他高价值产品。这个过程，利用可持续的生物质或糖源作为原料，为许多产品如塑料、燃料和材料的生产提供了一个基于石化的替代品。2

30、022年9月，拜登总统签署了一项关于推进生物技术和生物制造创新以实现可持续、安全和可靠的美国生物经济的行政命令。W该行政命令要求整个政府推进生物制造，为健康、气候、变化、能源、食品安全、农业、供应链弹性以及国家和经济安全提供创新解决方案。行政命令中的优先事项在本战略文件中也有概述，其中包括扩大国内的生物制造能力，连接相关的基础设施，以及增加生物制造的劳动力。制造业对于与人类和动物都有生物接口的下一代医疗疗法和设备至关重要。通过将生命科学的发现与智能制造等先进技术相结合，美国可以在创造高质量的生物基产品方面取得巨大的飞跃。应优先实施强有力的生物安全、211https:/nap.nationala

31、cademies.org/catalog/25525/safeguarding-the-bioeconomy29https:/www.whitehouse.gov/bricfing-room/presidential-action&/2022/09/12/executivc-order-on-advancing-biotechnology-and-bionunufacturing-innovation-fbr-a-sustainable-safe-and-secure-american-bioeconomy/生物安保和数据隐私控制，以确保对生物经济的支持，促进和保护美国的领导地位、竞争力和国家

32、安全。为了继续提高食品安全和食品可及性，以及食品供应链的弹性，先进的制造工艺必须充分利用新技术，并加快新领域（如细胞农业、替代蛋白质和个性化营养）的发展。应采取措施来创造更多机会，进一步追求从实验室到市场的生物技术，实现新兴产品的制造规模化和向外拓展。这一部分关于制造技术的内容涉及健康、疾病、气候变化、能源、食品和营养安全、经济发展以及持续发展多样化和多学科的劳动力等关键问题。该目标的实施路径为：1.3.1 生物制造：支持推进生物制造研究，包括基因组和蛋白质工程生产工具、多细胞系统工程、生物模型和生物加工的生物技术方法。支持用于预测模型和生物加工分析工具的多组学和生物计量学的发展。支持加强原料

33、准备、技术准备和制造准备水平的分析工具。优先实施保障措施来确保这些产品用于合法用途。1.3.2 农业、林业和食品加工：支持先进的基因组测序、生物信息学、功能表型的预测模型、控制系统的整合以及食品、饲料、燃料和纤维制造中人与机器的合作等方面的研究。开发可持续的能源和低成本的水处理技术，包括养分回收系统，从废物和非常规来源中生产出适合的水。1.3.3 生物质加工和转化：找出可在美国.持续生产并转化为制造业原料的10亿吨生物质的开发方法、工艺和技术。为理想的生物质原料的预加工、加工和解构开发预测过程建模、生物过程分析以及基因组和蛋白质工程。推进生物基废物流的厌氧处理，以生产沼气、可再生天然气、肥料、

34、植物营养物、土壤改良剂、生物炭、工程碳、动物垫料、表面活性剂、聚合物、清洁生物能源、电力和混合热/冷动力。134药品和保健品：促进连续制造、在线过程监测和控制、综合人工智能辅助系统和新型细胞培养技术的发展。优先发展减法和加法加工以及生物基制造，以创造针对特定患者的医疗产品、设备和生物驱动的给药系统。目标1.4：开发创新材料和加工技术先进材料对于新产品的开发以及经济和国家安全至关重要，其应用遍及多个工业部门。先进材料可能包括用于高超音速的极端温度结构材料、用于恶劣环境的材料、高强度轻质金属合金、合成生物材料，以及许多其他材料。使用新材料往往需要创新的制造技术。由于设计限制得以放松，像增材制造和纳

35、米制造这样的先进工艺为新材料创造了机会。新的高性能先进材料的加工技术可以通过用更快、更有效、更精确和更坚固的方法取代(或补充)现有的方法来提高成本效益和竞争力。先进的材料和工艺可以减少生命周期中的温室气体和制造及产品使用中的其他环境后果。该目标的实施路径为：1.4.1高性能材料设计和加工：通过整合基于物理学的计算和数据驱动的机器学习工具，提高材料设计和加工能力。加快高性能材料的测试、鉴定和工艺验证，以简化进入市场的程序。加强材料行为的预测能力以及在苛刻的服务条件下的性能。1.42增材制造：开发可供所有用户使用的增材制造(AM)工艺优化框架。创造新的传感器来提高过程监测和控制能力。开发机器学习算

36、法，以分析大型、安全、可互操作的数据流，并实现反馈控制。生产工具，创造新的增材制造专用材料和能力。将增材制造技术与智能制造平台相结合。1.3.4 .关键材料：识别和整合替代材料和技术，以减少或取代高需求技术中关键材料的使用。找出先进方法来从初级、二级和非常规来源分离和加工关键材料。为可重复使用、回收、再制造和再利用的关键部件和产品开发设计和制造方法。14.4.太空制造：在微重力环境下开发新的增材制造工艺，以制造替换部件和太空基础设施。将机器人技术与太空增材制造工艺相结合来进行深空探索。优先考虑微重力环境下的生物制造投资，以实现长期的太空存在，包括可持续的食品生产、加工和回收，以及危险材料的钝化

37、。目标1.5：引领智能制造的未来通过数字化设计和制造进行的智能制造业收集和分配生产设备所需的信息，将设计和原材料转化为产品，从而形成一个高度连接的工业企业，可以跨越一个公司或整个供应链。智能制造业将相关信息分发到企业从工厂车间到高管的每个层面，从而提高产品质量和可追溯性，同时降低成本。工业4.0范式描述了由越来越多的互联互通和智能自动化带来的技术、行业和社会模式及流程的转型变化。要想在未来取得进步，必须在制造业中广泛采用强大的数字基础设施，打造一支精通数字的劳动力队伍，并创建以人工智能为动力的制造业商业模式，在保护专有信息的同时聚合各制造商的数据。通过这种聚合，制造公司将能找到更好的解决方案，

38、而不是各自为营，分别开发自己的解决方案，因为他们可以从参与网络的所有公司积累的生产经验中受益。30该目标的实施路径为：151 .数字化制造：促使先进的传感、控制技术和机器学习在整个制造业的应用。通过追求数字双胞胎来推进智能制造。制定数据兼容的标准，以实现智能制造的无缝整合。152 .制造业中的人工智能：优先考虑机器学习、数据访问、保密性、加密和风险评估方面的研发，以便在制造业中采用人工智能。开发最佳实践、标准和软件工具，以扩大新的商业模式，在维护数据安全和尊重知识产权的同时实现生产数据的货币化。平衡生产者和消费者在隐私、知识产权和维修儿https:/doi.org/I0.6028NIST.AM

39、S.100-47权等方面的利益。31153,以人为本的技术应用：促进新技术和新标准的发展，通过实现安全和高效的人机互动，增强人的能力和生产工人的能力，从而扩大人与机器之间的协作工作。154.制造业的网络安全：开发标准、工具和测试平台，并传播在智能制造系统中实施网络安全的准则。将工作重点放在更新中小型制造商的资本设备和更换无法实现网络安全的生产设备上。根据总统关于改善国家网络安全的第14028号行政命令，直接或通过公开发布向购买者提供每个产品的软件材料清单。11https:/www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2021/07

40、/09/executive-order-on-promoting-competition-in-the-american-economy/支柱2:壮大先进制造业的劳动力队伍先进技术的变革有希望创造数百万个新的、可持续的、高质量的美国就业机会一一这也包括先进制造业的就业机会。32虽然仍有一些不同意见，但大多数证据表明，自动化、人工智能和机器人技术将是未来十年内全球制造业工作的净增长点。33这些技术的开发和部署应该是对工人技能的补充，而不是取代他们。34为了维持和发展一个强大的先进制造业，提供高质量的工作机会，美国必须增加制造业的劳动力，特别应该注意吸纳那些过去很少在科学、技术、工程和数学领域发展的个人，并通过灵活的教育和培训系统发展工人的技能，使这些技能与创新同步。事实表明，基于工作的学习模式（如注册学徒制）对工人和雇主都有很多好处。35联邦政府可以通过促进先进制造业劳动力发展的愿景，团结公共和私人利益相关者，并加强各机构之间对联邦政策和计划的协调，以最大限度地提高整体效益和实现基于地方的倡议，在增长制造业劳动力方面发挥领导作用。在支柱2的范畴下设定了三个重点目标：2.1. 扩大和丰富先进制造业人才库2.2. 发展、扩大和促进先进制造业教育和培训2.3. 加