美国致力于发展先进制造业

什么是先进制造业?

先进制造是指利用创新技术和方法来提高制造业的产出和增加附加值。

倡导发展先进制造业

今天，全球制造业产出达到了前所未有的峰值，帮助数百万人摆脱了贫困。除中国快速崛起外，美国、日本、德国、英国和印度等制造业大国的产出基本保持不变，美国仍处于领先地位。

尽管目前美国就业市场低迷，但生产率却很低。但是，从20世纪60年代中期到21世纪，美国制造业产出增长了6倍，就业市场稳定，工作机会没有因为生产率的提高而失去。美国需要回顾的是制造业对经济的影响。长期以来，美国只注重振兴批发、金融、零售和专业服务行业，但这些行业创造的额外经济效益最少。研究指出，制造业每投资1美元可以创造1.37美元的额外经济需求，而零售业只能创造0.57美元，金融业更少，只有0.53美元，这意味着制造业可以创造最多的就业和服务需求。因此，如果要带动经济，一定要关注经济的整体发展和行业的走向。

目前，美国的基础研发活动与推动本国技术创新之间存在差距，这一差距造成了先进制造业产品贸易的不平衡，导致美国制造业增加值占比远低于日本、韩国、德国。美国学术界有充足的研发精力，但缺乏将发明商业化的机制。因此，迫切需要联邦政府的政策支持，加快先进制造业的发展。

美国先进制造合作伙伴计划(AMP)

2011年，美国商务部成立了AMNPO，负责先进制造相关治理的整体规划和协调，并设立研究机构管理公开竞争。

先进制造包括两类活动:第一种是信息、自动化、计算、软件、传感和网络技术的使用和集成，第二种是使用由纳米技术、化学和生物学等学科催生的最新材料和新兴技术。新方法可以用来生产现有产品，新的和先进的技术也可以用来创造新产品。

先进制造合作伙伴计划(AMP)预计将实现四个主要目标:

1. 加强事关国家安全的关键产品的本土制造能力。
2. 缩短了先进材料从开发制造产品到市场应用推广的时间进程。
3. 开发下一代机器人，在美国工业中确立领先地位。
4. 研究开放创新的节能制造技术，提高制造过程的能源效率。

先进制造技术联盟

2013年，推进先进制造技术联盟(AMTech)。该联盟通过公私合作为产业提供必要的资源，支持有竞争力的基础和应用研究，增强美国制造业的研发能量，带动产业提升。

全国制造业创新网络:

美国学术界虽然拥有丰富的研究开发精力，但却无法将能够带动经济的创意商业化。虽然该行业可以系统地测试和推动产品发布，但其研发能力不足。美国政府提出“国家制造业创新网络(NNMI)”，能源部、商务部、国家航空航天局、国家科学基金会负责5个联邦机构，旨在搭建学术界基础研究与产业商业化之间的桥梁，并设立15个制造业创新研究所(IMI)，作为区域创新和人才培养中心。每个研究所将开发独特的重点领域，集中企业、大学、社区学院资源，努力成为可持续发展的卓越中心，但同时可以共享基础设施、知识产权、委托研究和绩效指标。削减优势以弥补弱点，并在新技术商业化时提供降低成本和风险所需的能力和设施。

数字化制造的目的是在供应链中使用增强的和可互操作的信息技术系统，以改进产品设计和制造流程，并专注于集成设计、生产和产品使用数据，以减少制造时间和成本。该方法是通过包含仿真、3D可视化、分析和其他协作工具的集成计算机系统，将设计和制造、可持续性和最终产品处理系统联系起来，使数字技术更加成熟。在设计的实施中，集成了智能传感器、控制器和软件，以提高可持续性并考虑系统信息安全。

智能制造的目的是通过实时能源管理、能源生产率和过程能源效率来降低制造成本。在智能制造中，有一种以数据互联为驱动的工艺平台，它结合了创新的仿真和先进的传感控制，将实时的能源管理数据集成在整个生产操作过程中，最大限度地减少能源和原材料的使用，这对于大量的能源消耗来说非常重要，对制造业来说尤其重要。

全球制造业趋势

5G与智能制造、增强现实(AR)与虚拟现实(VR)、网络安全、预测性维护、可穿戴技术将是主导制造业发展的关键趋势。

智能工厂希望利用自动化、人工智能(AI)和物联网(IoT)的好处。他们需要依靠传感器和连接设备来收集过程数据，分析并相应地指导工人的操作。因此，高速、低延迟、可靠的5G无线网络是最佳选择。5G网络可以为该行业创造新的收入来源，最大的受益者将是能源行业、制造业和公共事业。

AR和VR在制造业中得到了广泛的应用。制造商越来越擅长使用AR和VR技术来加强组织内部的数字连接。他们有望在提高工艺效率、改进产品设计和开发以及有效维护机械方面发挥重要作用。

随着连接设备数量的不断增加，网络安全的重要性不言而喻。制造行业必须有强烈的意识和意识，积极应对，防止其发生。此外，制造商还必须注意两个关键措施:传达组织对网络安全的重要性，实施清晰有效的网络安全策略。

设备的有效维护是制造成功的关键。工业4.0采用预防性维护，通过对过程中收集到的数据进行分析，在设备发生故障前发现潜在问题并立即解决，可以有效预测故障，减少操作中断，支持维护操作的实时优化。、延长设备使用寿命。因此，厂家必须掌握和了解所有设备，收集、积累大量的实时设备运行数据，才能产生有效的预测维修模型，预测越准确，交货时间越短。

物联网在工业应用中的普及，带动了可穿戴技术在制造业的应用。便利性、工作效率和便携性促使各种制造商，无论规模大小，都在评估和投资配备各种传感器的可穿戴设备。协助员工工作。可穿戴设备的电子特性使组织能够监控和提高其员工的效率、生产力和安全性。此外，他们还可以收集有用的信息，跟踪活动，并按需提供定制的体验。可穿戴设备在制造业的潜在应用包括AR、身份验证、流程改进、远程管理、安全感知，以及伤害预防、安全规划、态势感知、培训等。此外，Bio-Sensing的技术进步可以支持可穿戴设备实时监测和收集穿戴者的血氧水平、体温和心率。雇员还可以利用这些信息来调整福利计划和减少医疗保健支出。