美国国家科学技术委员会发布《先进制造业国家战略计划》报告
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美国-先进制造业国家战略计划美国依靠其强大的互联网能力,提出“互联网+”制造为基础的再工业化之路。
在2011年提出“先进制造业伙伴关系”AMP2.0,(AMP Advanced Manufacturing Partnership),以期通过政府、高校、企业的合作来强化美国的制造业,在2012年2月正式发布《先进制造业国家战略计划》,计划描述了全球先进制造业的发展趋势及美国制造业面临的挑战,明确了三大原则:一是能够应对市场变化和有利于长期经济投资的创新政策,制造商共享的知识资产和有形设施的产业公地的建设,优化联邦政府和机构的投资。
也提出了实施美国先进制造业战略的五大目标:1)加快中小企业投资;2)提高劳动力技能;3)建立健全伙伴关系;4)调整优化政府投资;5)加大研发投资力度,实现再工业化之路。
美国在2016年2月发布《国家制造创新网络计划年度报告》中描述了该计划的历史和现状,以及各个制造创新机构的详细情况。
提出4个战略计划目标:【目标一】提升美国制造的竞争力——子目标1:支持更多美国本土制造产品的生产,——子目标2:培育美国在先进制造研究、创新与技术上的领导地位。
图1-2,图1-2 制造竞争力驱动因素【目标二】促进创新技术向规模化、经济和高绩的效本土制造能力的转化——子目标1:让美国制造商能够使用经验证的制造能力和资本密集型基础设施——子目标2:促进用于解决先进制造挑战的最佳实践的共享与书面化——子目标3:促进支持美国先进制造的标准与服务的发展图1-3为向美国工业界转化先进制造能力-制造成熟度等级。
图1-3制造成熟度等级【目标三】加速先进制造劳动力的发展——子目标1:为科学、技术、工程和数学相关工作培养未来工人;——子目标2:支持、扩展和交流相关的中等和高等教育途径,包括资格鉴定与认证;——子目标3:支持州立、地方教育和培训的课程体系与先进制造技能组合要求的协调;——子目标4:先进知识工人:研究人员和工程师;——子目标5:确认下一代工人所需的能力。
美国对颠覆性技术创新方向旳预判目前,世界新一轮科技革命和产业变革蓄势待发,全球产业构造和竞争格局旳深度调整正在孕育,未来也许获得突破旳颠覆性创新对人类“技术—经济—社会”范式变革具有重大意义。
中国科协创新战略研究院在对世界重要国家技术预见有关研究旳基础上,组织开展了专题调研,形成调研汇报。
本期重要简介美国各机构对颠覆性技术创新方向旳预判。
一、美国白宫科技政策办公室2023年10月底,美国国家经济委员会和白宫科技政策办公室联合公布了新版《美国国家创新战略》(《美国国家创新战略》初次公布于2023年),重要大力支持如下九大战略领域(表1)[1]。
表1 《美国国家创新战略》关注旳九大战略领域二、美国国防部高级研究计划局2023年9月,美国国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)未来技术论坛召开,内容覆盖了从太空机器人、自主人工智能到地外生命及神经科学里程碑等多种方面(表2)[2]。
表2 DARPA未来论坛集中讨论旳技术领域DARPA也在布署开展创新研究项目,例如:(1)实行保护数据安全、增进信息共享旳布兰代斯(Brandeis)计划;(2)开展全天候、全自动、全覆盖核探测旳西格玛(Sigma)工程;(3)进行智能化复杂频谱管理旳频谱地图(RadioMap)项目;(4)开展与计算机交流旳研究,推进人机有效沟通与协作。
DARPA从征集旳“未来30年技术愿景”中遴选出若干技术领域,如表3所示。
表3 DARPA遴选出旳未来技术三、美国战略与国际研究中心2023年11月,美国战略与国际研究中心(Center for Strategic and International Studies,CSIS)公布题为《国防2045:为国防政策制定者评估未来旳安全环境及影响》旳评估汇报[3]。
这篇汇报是CSIS国际安全项目旳研究成果,汇报从人口、经济和国家力量、权力扩散、新兴技术和颠覆性技术、连通性、地缘政治六个方面,对未来安全环境进行评估。
说说美国先进制造业战略计划佚名【期刊名称】《国际融资》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】4页(P16-19)【正文语种】中文先进制造业需要一个创新的、有许多相互关联要素的生态系统,包括企业家、工人、税收政策。
没有制造业,经济建设及创造就业机会的力量将被大大弱化为了重塑美国制造业的竞争力2008年金融危机后,美国的智囊团进行了深刻的检讨,并启动了工业化战略,2012年推出《美国先进制造业国家战略计划》,在2013年进一步推出《制造业创新国家网络》。
何谓先进制造业?从设备、工艺和组织的数字化3D打印(或增材制造)以材料定制设计的特性,一大批创新的设计、生产和经营能力都为新类型的制造业打开变革的通路,集成在一起简称为先进制造业。
他们认为,制造业对于国家经济实力以及国家安全问题至关重要。
相比任何其他行业,具有全球竞争力的制造业可以把发明、研究和新的创意转化为更好或更新的产品或工艺。
先进制造业需要一个创新的、有许多相互关联要素的生态系统,包括企业家、工人、税收政策。
没有制造业,经济建设及创造就业机会的力量将被大大弱化。
举个例子,制造型企业引入新的或显著改进的产品或服务,几乎是服务型企业的三倍。
美国制造业正处于变革的关键点。
先进的制造业需要的不仅仅是制造高科技产品,还包括使用新的、领先的设备和工艺。
这些要素使制造企业能够制造更好的、惟一的、甚至更便宜的产品。
先进的制造技术在制造业的应用也有利于工艺快速改进和不同新工艺快速整合,进行更改设计变得更加容易,如新特征零件或替代材料,可容纳定制和高性价比的小批量的生产。
卡特彼勒公司在应用、整合了CAD、CAE和CAM的产品全生命周期数据管理系统后,设计变更的时间缩短为原来的十分之一。
在先进制造业中,产品创新和工艺创新是相辅相成的。
研发人员或工程技术人员发现新想法和新工程方法可以迅速地转化为新产品和新工艺。
由于技术越来越密集,技术发展变化越来越快,先进制造企业需要高技能工人在高水平执行系统中才能赢得全球竞争。
未来制造业的“关键词”21世纪以来,制造业面临着全球产业结构调整带来的机遇和挑战。
尤其是2008年金融危机之后,主要发达国家为了寻找促进经济增长的新出路,开始重新重视制造业,欧盟整体上开始加大制造业科技创新扶持力度,美国国家科学技术委员会于2012年2月正式发布了《先进制造业国家战略计划》。
除了美国的《美国先进制造业国家战略计划》之外,德国政府在2013年4月推出了《德国工业4.0战略》,英国政府科技办公室在2013年10月也推出了《英国工业2050战略》。
中国推进产业升级最常见的问题是急功近利。
其实质是:不系统考虑问题,盲目推进创新点,无法形成真正的优势,造成资源浪费。
我们应该通过比较研究《美国先进制造业国家战略计划》、《德国工业4.0战略》、《英国工业2050战略》等资料中的先进制造业关键词,来定义我们的未来制造业发展方向。
一、软性制造从发达国家发展先进制造业的战略规划来看,制造业的概念和附加值正在不断从硬件向软件、服务、解决方案等无形资产转移。
相对于传统制造业,如今的制造业是软件带给硬件功能、控制硬件、对硬件造成极大影响。
同时,与以往的硬件商品所不同,目前的制造业中,对商品附属的服务或者基于商品上面的解决方案的需求正在快速增加。
所谓软性制造,就是增加产品附加价值、拓展更多、更丰富的服务与解决方案。
因为,相对于硬件,产品内置的软件、附带的服务或者解决方案通常是软性和无形的,都是“看不见”的事物,所以称之为软性制造。
软性制造中,不再将“硬件”生产视为制造业,认为“软件”在制造业中不断发挥主导作用,商品产生的服务或解决方案对制造业的价值带来巨大影响。
所以,未来的制造业需要放弃传统的“硬件式”的思维模式,而要从软件、服务产生附加值的角度去发展制造业。
【以软件为主导】以大规模量产的硬件为中心的制造业随着模块化的进展和生产设备技术的一体化,很容易进行技术转移,进入门槛低,以致于许多发展中国家都可以着手开展。
先进制造国家战略计划一、引言随着科技的不断进步和全球制造业竞争的激烈,许多国家纷纷制定出了先进制造国家战略计划。
这些计划旨在提升国家的制造业水平,促进经济增长,并在全球市场中取得竞争优势。
本文旨在探讨先进制造国家战略计划的重要性以及如何实施该计划。
二、先进制造国家战略计划的重要性1. 促进经济增长:制造业是一个国家经济的重要支柱。
通过制定先进制造国家战略计划,国家可以提高制造业的技术水平和生产效率,从而推动整体经济的增长。
2. 增加就业机会:随着制造业的提升,许多新的岗位将会被创造。
这将有助于减少失业率,提高人民的生活水平。
3. 增强科技创新能力:先进制造国家战略计划通常与科技创新密切相关。
通过在制造业领域的科技研发和创新,国家可以提高技术水平,加快技术迭代,提升竞争力。
4. 优化产业结构:通过制定战略计划,国家可以推动产业结构调整,加强高端制造业和绿色制造业的发展,实现产业结构的升级和优化。
5. 提高产品质量和品牌知名度:通过技术创新和质量提升,国家可以生产出更高品质的产品,并提升产品在市场上的竞争力和品牌知名度。
三、先进制造国家战略计划的实施路径1. 技术创新和研发投入:国家应加大对基础研究和关键技术研发的投入,培养一批高素质的科技人才,提高技术创新的能力。
2. 产业政策的制定与优化:通过制定相关产业政策,鼓励企业加大对先进制造领域的投资,推动制造业技术升级和转型发展。
3. 加强国际合作与交流:通过加强国际合作与交流,借鉴他国的先进经验和技术,推动本国制造业的发展和升级。
4. 加强标准制定和质量监管:建立健全的标准体系,加强对产品质量的监督和管理,提高产品的合格率和竞争力。
5. 推动数字化转型:通过推动工业互联网、人工智能和大数据等技术的应用,实现制造业的数字化转型,提高生产效率和产品质量。
6. 加强人才培养与技能提升:通过加强技能培训和人才引进工作,提高制造业从业人员的素质和技能水平,满足先进制造业发展的需求。
美国国家科学技术委员会更新《关键和新兴技术清单》(2024
年版)
朱宏康(整理)
【期刊名称】《中国材料进展》
【年(卷),期】2024(43)4
【摘要】2024年2月,美国国家科学技术委员会(NSTC)发布了新一版关键和新兴技术(critical and emerging technologies,CETs)清单。
NSTC以美国2020年发布的《关键和新兴技术国家战略》为基础,每两年更新一次关键和新兴技术领域列表及各领域内的具体技术清单。
跟2022年版本相比,2024年版CETs清单中,“清洁能源发电和存储技术”替代了“可再生能源发电和存储技术”的说法,排名第八.【总页数】3页(P366-368)
【作者】朱宏康(整理)
【作者单位】西北有色金属研究院信息所
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.美国出口管制从关键技术到新兴和基础技术的演变分析
2.美国发布新版《关键和新兴技术清单》
3.美国外国投资委员会关键和新兴技术审查机制探析
4.融合美国商业管制清单和专利的技术链关键路径识别研究——以EDA软件领域为例
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美国国家科学技术委员会发布《先进制造业国家战略计划》报告2012年2月,美国国家科学和技术委员会(National Science and Technology Council,NSTC)发布《先进制造业国家战略计划》。
计划描述了全球先进制造业的发展趋势及美国制造业面临的挑战,提出了实施美国先进制造业战略的五大目标,明确了参与每个目标实施的主要联邦政府机构。
1.先进制造业:模式和趋势1)先进制造业在国民经济中的地位与作用2010年,美国制造商生产的产品价值约1.7万亿美元,占美国国内生产总值(GDP)的11.7%。
安排了1150万人的就业,劳工收入比服务性行业的平均时薪高出约21%。
制造业也是美国出口的最大贡献者,2010年,制造产品出口额在1.1万亿美元以上,占美国所有出口量的86%和美国出口总额的60%。
当前,制造业提供了许多就业机会并催生了众多企业,未来它的作用将更加重要,它的研发支出约占私营部门所有研发支出的72%,并雇用了约60%的研发人员。
先进制造业作为一种新兴产业,是未来经济增长的驱动力。
2)全球先进制造业发展趋势根据经合组织信息技术和创新基金会2011年的报告,美国2009年的研发强度(全国R&D投入占GDP的比重)虽然在工业化国家中排名第八,以创新为基础的竞争力在全球44个工业化国家和地区中排名第四,但以2000年以来创新竞争力和创新能力的进步来衡量,美国排倒数第二。
过去十年,美国的先进技术产品的贸易平衡已经急剧恶化(图1)。
目前,德国、韩国和日本等国在研发强度方面都高于美国,而且,这些国家都存在贸易盈余。
随着技术生命周期的加速,先进制造业的全球竞争越来越激烈。
美国制造能力的差距导致了巨大的经济利益损失,并影响美国的国家安全和国家经济安全。
国防生产行动委员会(DPAC)指出,政府需要的一些重要产品,美国目前无法通过安全可靠的国内生产来满足。
资料来源:美国统计局图1 美国先进制造产品的贸易均衡2.国家战略计划的原则和目标1)完善先进制造业创新政策先进制造业的创新政策必须能够应对市场失灵。
美国国家科学技术委员会发布《先进制造业国家战略计划》报告2012年2月,美国国家科学和技术委员会(National Science and Technology Council,NSTC)发布《先进制造业国家战略计划》。
计划描述了全球先进制造业的发展趋势及美国制造业面临的挑战,提出了实施美国先进制造业战略的五大目标,明确了参与每个目标实施的主要联邦政府机构。
1.先进制造业:模式和趋势1)先进制造业在国民经济中的地位与作用2010年,美国制造商生产的产品价值约1.7万亿美元,占美国国内生产总值(GDP)的11.7%。
安排了1150万人的就业,劳工收入比服务性行业的平均时薪高出约21%。
制造业也是美国出口的最大贡献者,2010年,制造产品出口额在1.1万亿美元以上,占美国所有出口量的86%和美国出口总额的60%。
当前,制造业提供了许多就业机会并催生了众多企业,未来它的作用将更加重要,它的研发支出约占私营部门所有研发支出的72%,并雇用了约60%的研发人员。
先进制造业作为一种新兴产业,是未来经济增长的驱动力。
2)全球先进制造业发展趋势根据经合组织信息技术和创新基金会2011年的报告,美国2009年的研发强度(全国R&D投入占GDP的比重)虽然在工业化国家中排名第八,以创新为基础的竞争力在全球44个工业化国家和地区中排名第四,但以2000年以来创新竞争力和创新能力的进步来衡量,美国排倒数第二。
过去十年,美国的先进技术产品的贸易平衡已经急剧恶化(图1)。
目前,德国、韩国和日本等国在研发强度方面都高于美国,而且,这些国家都存在贸易盈余。
随着技术生命周期的加速,先进制造业的全球竞争越来越激烈。
美国制造能力的差距导致了巨大的经济利益损失,并影响美国的国家安全和国家经济安全。
国防生产行动委员会(DPAC)指出,政府需要的一些重要产品,美国目前无法通过安全可靠的国内生产来满足。
资料来源:美国统计局图1 美国先进制造产品的贸易均衡2.国家战略计划的原则和目标1)完善先进制造业创新政策先进制造业的创新政策必须能够应对市场失灵。
市场有时难以激励制造商,使其做出有利于长期经济发展的投资。
美国传统的创新方式,特别强调联邦政府在基础研究方面的投资。
这种投资能够有效应对严重的和持续的市场失灵。
然而,联邦政府在基础研究领域的投资回报还未能由总部设在美国的先进制造业生产设施充分获得,一方面因为美国的竞争对手所采取的国家战略,另一方面是工业技术的日益复杂,使得先进制造能力的私人投资不在国内。
因此,对于先进制造业来说,一个有效的国家战略的核心原则就是采取有凝聚力的措施开展研究、开发和应用。
这一措施需要联邦政府加强研发和对生产工人的教育培训。
2)加强“产业公地”建设一个有凝聚力的研究、开发和应用的措施对于鼓励有影响力的中小企业(SMEs)对先进制造工艺进行投资非常重要。
集群创新专家所谓的“产业公地”(Industrial Commons),是指许多制造商(尤其是中小企业)所共享的知识资产和有形设施。
这些共同的资源,有助于加速创新,加快后续市场渗透。
系统接入、测量和试验方法的标准,过程控制系统以及纳米材料加工、添加剂制造、先进机器人、“智能”制造、绿色化学等领域的平台技术等等,都是许多企业可以在产业集群中充分利用的资产,而这些资产是单一的公司所无法独自产生的。
公共部门,特别是联邦机构,可以在产业公地中扮演先进制造商合作投资者的重要角色。
3)优化政府投资先进制造业国家战略将能够更有效地协调联邦政府投资和机构投资。
目前,联邦政府在先进制造业相关的研究、开发和应用方面的投资,主要由以完成具体任务目标为重点的机构项目提供。
由此产生的跨部门合作可能没有充分考虑投资将如何有利于多个部门和行业,以及如何更普遍地提高竞争力。
能够与私人机构互补并将先进制造业投资证券组合的政府创新政策能够解决这个问题。
4)利益相关者和目标国家战略的利益相关者包括:撰写这份报告的联邦机构工作小组代表和国防生产法委员会(DPAC)代表;国家、区域和当地支持产业集群和相关伙伴关系的公共和私人实体;各种规模的制造企业;多样化的高等教育机构,包括研究型大学和社区学院;工人和工会;以及广大的公众。
先进制造业战略计划旨在实现五大目标,这五大目标将在以下五个部分详细阐述。
这些目标是相互关联的,任何单个目标的进展都会使其他目标更容易进行。
通过NSTC对联邦机构的协调,将促进战略目标的实施。
3. 目标1:加快中小企业投资该目标旨在加快先进制造技术,特别是中小企业先进技术的投资,通过促进联邦政府能力和设施的更有效利用(包括联邦机构对尖端产品初期采购的利用等)来进行。
1)加强公共和私营部门联合投资协调先进制造业公共和私人投资可以使两个部门都获益。
例如,确保所有重要成员都参与标准制定并加快标准应用。
制造商有机会进入应用研究和示范设施方面的投资,可以加速新的先进制造工艺的商业化,并刺激私人在厂房和设备方面的投资。
总统在2011年6月颁布的“先进制造伙伴计划(AMP)”是这一战略的重要基石。
AMP的任务是明确在研发领域的投资机会、竞争前的协作以及共享基础设施等,这有可能促进美国的先进制造业。
2)加强政府对制造商产品的采购联邦政府是先进制造商生产产品的主要买主。
有效利用这一机构的购买力可以扩张经济的规模和范围,特别是对于那些要进入新市场并在国际上进行有效竞争的中小企业来说,这一作用将更明显。
现在,联邦政府在很多行业领域进行早期采购。
例如,在能源领域,诸如生物燃料、先进电池、插电式混合动力汽车生产企业以及其中许多的中小企业,都通过政府早期的采购获取了规模经济和生产经验。
但对一些主要机构来说,还有实质性的机会来扩大其早期采购的作用,加快先进制造业的创新,如总务管理局(General Services Administration)和国防部。
3)加强国家安全相关领域的投资国防生产法委员会(DPAC)可以加强对中小企业先进制造业共享基础设施建设的支持。
DPAC 要评估当前国防必需的制造能力,并依据总统签署的“国防生产法”规定,为缩小制造能力差距提供建议。
4)目标1的指标和主要执行机构目标1的短期进展指标可以包括:(1)由全部制造商和中小企业制造商参加联邦计划的商业化和规模扩张的示范实例;(2)先进制造企业对于联邦用户设施的使用;(3)与联邦国防生产法第III章投资匹配的行业。
目标1的长期进步推荐指标包括:(1)先进制造业的整体增长能力和中小企业的生产增长能力;(2)在国家科学基金会(NSF)商业研发和创新调查机构(BRDIS)所做的报告中,中小企业在制造业部门创新活动中所占份额保持增加;(3)全球先进技术产品在美国生产的份额增长。
参与目标1实施执行的主要联邦机构包括:商务部、国防部、能源部、国土安全部和运输部、总务管理局(GSA)、国家航空航天局(NASA)和小企业管理局(SBA)。
4. 目标2:提高劳动力技能该目标旨在扩大具备先进制造业增长所需技能的工人数量,使教育和培训制度更加适应技能的需求。
增加熟练先进制造业劳动力以提高私营部门的信心,从而鼓励国内投资。
以劳动力需求,特别是中小企业劳动力需求作为目标,加强在职培训。
1)及时更新制造业劳动力教育和培训方案必须完成从“摇篮到职业”(cradle-to-career)的跨越,要求对先进制造业雇主的技能需求做出反应。
国家和地方之间的联邦计划的目标应为:一是区分军事人员和退伍军人,失业工人和在岗工人,并在短期内通过职业培训提高他们的技能;二是即将进入劳动力市场的人员;三是积极培养接受12年教育的毕业生成为下一代工人。
2)强化先进制造业工人培训联邦政府已采取措施为先进制造业提供和维护具有竞争力的劳动力。
总统2013财年的财政预算案建议为教育和劳动部门提供80亿美元,支持国家和社区学院与企业的伙伴关系,并以此来促进增长性行业如先进制造业的工人技能。
3)为未来工人提供教育和培训通过由联邦政府支持的国家与地方职业教育和学徒培训计划来增强工人的技能。
例如,由国家标准和技术协会(NIST)建立的制造业扩展伙伴关系(MEP),以及由劳工部就业和培训管理处(DOL/ETA)联合建立的旨在实施先进制造注册学徒计划的公私合作伙伴关系。
4)加强对下一代教育政府机构应加强与私营部门、非营利组织、基金会和有熟练技巧的志愿者合作,以支持制造活动。
联邦政府还应通过支持新型的制造业前期学徒计划,加强现有的社区学院和当地产业之间的教育合作等措施,帮助国家和地方发展应用性专业知识。
联邦教育机构还应把两年制学位转变为四年制学位,为高级技术工人提供获得更多教育和更高薪水的机会。
5)目标2的指标和主要执行机构目标2的短期进展评估指标应该包括:(1)国家与地方的职业与技术教育机构通过与行业合作来制定和实施先进制造业的劳动技能条例;(2)通过职业与技术教育、职业培训和学徒计划确定被公共认可的行业个人收入水平。
目标2的长期进步推荐指标包括:(1)通过国家与地方的职业与技术教育、职业培训和学徒计划的毕业生在当地被雇佣的比率;(2)高级技术工人被雇佣的水平。
参与目标2实施执行的主要联邦机构包括:劳工部就业和培训管理处(DOL/ETA)、职业与成人教育办公室(ED/OV AE)和美国国家科学基金会(NSF)。
5. 目标3:建立健全伙伴关系该目标旨在加快先进制造技术的投资和部署,建立并支持国家与地区的公共和私营部门以及产学研合作伙伴关系。
1)鼓励中小企业参与合作伙伴联邦投资应通过较大程度地支持跨部门合作伙伴关系,更有针对性地增强“产业公地”。
构建包括学术机构、制造商、行业协会以及支持组织的合作伙伴关系,这将助于支持广大企业的商业化和规模化活动。
2)加强基于集群的伙伴关系通过创建区域集群,来实现战略规划的协调、互补性的资产采购和集群内的风险共同分担,以及供应链共用等协同作用。
目前,联邦政府正在进行集群投资,目标是将教育和研究机构汇集,将国家、区域经济发展相关职权部门和进行概念设计与商业化活动的私营部门聚集在一起。
并且,联邦机构也将为如何加强先进制造业竞争力寻求新办法。
3)目标3的指标和主要执行机构目标3的短期进展指标可以包括:(1)联邦政府资助的公共和私营部门合作在促进先进制造业创新方面产生了多少项目数量;(2)这些合作的总投资规模;(3)合作中私人所占的投资比例。
目标3的长期进步推荐指标包括:(1)合作进行的基础研究活动中,有关先进制造业的出版物与相关内容;(2)总部设在美国的从事先进制造业合作的公司的商业化产品的种类数量及总规模;(3)先进制造业合作中影响区位选择的因素。
参与目标3实施执行的主要联邦机构包括:国防部、能源部、商务部经济发展局(EDA)、国家标准和技术协会(NIST)、国家科学基金会和小企业管理局。