2022年美国制造业亮点报告

2022 突显出报告 n2022-1933 NISTAMS600-11 本出版物可从以下网站免费获得：https://doi.org/10.6028/NIST.AMS.600-11 封面信用：NIST/AmericaMakes，ARMInstitute，CESMII，AIMPhotonics，REMADE，MxD，istock。内封面信用：NIST /IACMI 美国制造业 突显出报告 总结2021年的成就和影响 2022年10月 信贷:NIST/MxD 表的内容 跨部门的信息团队v 确保美国在先进制造业的全球领导地位1 大规模公私合作伙伴关系：美国制造业网络1 确保美国发明制造的美国2 发展先进制造业技术4 授权先进制造劳动力6 建设创新生态系统8 商务部研究院突出了10 NIIMBL—国家制造业创新研究所生物制药12 国防部研究所强调18 美国制造——国家增材制造创新研究所20 MXD——制造业*数字24 提升30 AIM光子学—美国制造集成研究所光子学34 NEXTFLEX—美国灵活的混合电子制造业研究所38 AFFOA——美国先进的功能性面料研究所42 BIOFABUSA——先进再生制造研究所46 手臂,先进的制造机器人研究所50 BIOMADE——BIOINDUSTRIAL制造和设计生态系统54 能源部研究所强调58 IACMI—先进复合材料制造研究所创新60 重塑——减少隐含能源，减少排放64 CESMII—清洁能源智能制造创新研究所70 快速—流程集约化部署研究所的快速推进76 动力美国—下一代电力电子制造 创新研究所80 CYMANII---网络安全生产创新研究所82 附录A：参与制造业的联邦机构美国83 附录B：先进制造业国家计划办公室机构间工作组参与者89 美国制造业报告强调/3 信贷:NIST/NIIMBL 消息从跨部门团队 随着国内和国际挑战继续影响美国公共卫生、经济和国家安全，先进制造业正在做出回应。创新、有弹性和可持续的制造系统正在改变美国，使其变得更强大、更智能、更环保、更安全。 美国制造业®，一个全国性的公私合作伙伴关系网络，通过在技术、供应链和劳动力发展方面的合作来支持这项工作，以确保美国在先进制造业的全球领导地位。该网络包括美国商务部（DOC）、国防部（DoD ）和能源部（DOE）、其赞助的16个制造创新研究所以及其他六个联邦合作伙伴机构——美国国家航空航天局（NASA）、国家科学基金会（NSF）、卫生与人类服务（HHS）以及农业部、教育部和劳工部。这汇集了来自美国政府的大量资源和专业知识，以协作支持和加强美国先进制造业。 公私合营的制造业网络能够有力地应对公共卫生、国家安全和全球竞争力的挑战。在过去的一年里，这些机构通过灵活的课程交付模式以及更多的实习、证书和学徒机会，转向建立意识和获得高薪优质工作的机会。研究所与领先的先进制造公司联合起来开发技术和强大的供应链，确保我们的国家能够预测并提供制造能力，以指导我们应对当前和未来的事件。 除了解决与大流行相关的紧迫问题外，2021财年，这些研究所还开展了700多个对行业具有高度优先地位的应用研究和开发项目，并与2 ，300多个成员组织合作执行这些项目。在这些研究所的成员中，63%是制造公司，其中72%是中小型制造商-美国供应链的关键组成部分。超过90，000名工人，学生和教育工作者通过研究所及其合作伙伴的劳动力努力参与先进制造业。 最后，这些研究所从州，联邦/大流行和私人基金中吸引了3.54亿美元的资金，此外还有 $127M的基本联邦资金。这种2.8比1的投资匹配超过了1对1匹配的程序设计，代表了联邦投资的催化作用。 我们很自豪地分享这份报告，突出了美国制造业网络为确保美国在先进制造业全球领导地位。 Michaelf.Molnar 特蕾西·g·弗罗斯特 史蒂文·麦克奈特 商务部 国防部 能源部 美国制造业报告强调/V 信贷:NIST/目标光子学 确保美国在先进制造业的全球领导地位 先进制造业对我们的经济和国家安全至关重要。美国制造商为美国经济贡献了超过2.27万亿美元，这本身就代表了世界第八大经济体。1在制造业上花费的每一美元都会为经济增加2.68美元，使其成为所有行业中最高的乘数效应。2这为当地和区域社区带来了就业和经济机会。 今天的制造业雇用了超过1285万人，并提供有回报的生活工资工作，平均每年支付92，832美元，包括福利。3先进的技术和自动化正在改变制造工作的性质，每天都在创造更多的技术和数字技能职位。这些新工作岗位中有一半以上（多达200万个）如果没有培训计划来为新毕业生和现有工人准备这些角色所需的技能，可能会空缺。 投资 大规模公私合作伙伴关系：美国制造业网络 美国制造业的存在是为了确保美国在先进制造业的全球领导地位。参与美国制造业的九个联邦机构建立并部署了一种全政府的创新方法，将美国的发明跳到先进制造技术的前沿，由熟练的美国劳动力创造和利用。 127美元联邦项目基金 使命：将人、想法和技术联系起来 解决与行业相关的先进制造挑战 提高产业竞争力和经济增长 加强我们的国家安全 愿景：美国在先进制造业的全球领导地位 354美元来自工业界、学术界、其他州和联邦政府奖项的资金 2021年财政年度资助机构 。来源:国家标准 拥抱创新和技术有无数的好处。利用这些新的制造业并首先发展多样化和熟练劳动力的国家将主导全球市场并引领世界。通过利用更先进的制造技术，美国可以确保制造业仍然是我们经济和国家安全的强大来源。 1制造业事实，全国制造商协会，美国经济分析局，国际货币基金组织。 2关于制造业的事实，全国制造商协会。 3制造业事实，全国制造商协会，美国劳工统计局，美国经济分析局。 确保美国发明是美国制造 每个研究所的成员在其特定重点领域内合作参与技术竞争前的开发。他们测试技术应用，共享资本密集型基础设施，并创建培训计划，以培养具有当今制造业和未来制造业所需技能的劳动力。 从AIMPhotonics在纽约州奥尔巴尼的芯片制造工厂到加利福尼亚州圣何塞NextFlex的灵活混合电子劳动力发展计划，以及MxD在促进制造业种族平等的国家项目中的角色，这些研究所继续展示美国制造业的价值。 在接下来的页面中，每个研究所的项目和举措的样本说明了他们在建立成功和富有成效的创新生态系统方面的工作，这些生态系统正在通过合作带来改变行业的结果。 美国制造业机构的地图。来源:国家标准 2021 即时通 一起工作 2,300+ 成员 组织 协作 700+ 主要的应用研究和发展 项目 参与 90,000+ 具有高级劳动力知识和技能的人员 制造业 投资 480美 元 在州、行业和联邦基金的这些活动中* 改善我们的生活方式 创新产品，帮助工人，使建筑物更安全，消耗更少的能源，并挽救生命。今天的研究将改善明天的现实 。 加强我们的经济 领导关键制造技术的研发，以加强美国的全球竞争力，确保我们的国家将获得美国大规模创新的回报。 确保我们的国家安全 支持强大的先进制造业，这对我们的网络、经济、能源、食品和健康安全至关重要。该网络对国内制造业和技术的重视将确保美国的繁荣。 让当前和下一代 与教育机构合作，通过研讨会、课程、实习和学徒制教授先进的制造技术。通过对技能的投资，我们将创造未来的劳动力。 *这些研究所从州，联邦/大流行和私人基金中吸引了354M美元的资金，此外还有12700万美元的基本联邦资金。 发展先进制造技术 这些研究所及其成员组织在各自的先进制造技术领域合作开展竞争前应用研发项目（R+D）。这些项目带来了产品和工艺的创新，在整个行业中具有广泛的应用潜力。总的来说，这项工作有助于推动领导力 美国制造业在全球竞争中开发新的先进制造技术。正在进行的708研发技术进步项目的例子包括： 生物制药细胞生长成本降低90% NIIMBLCommerce-Sponsored研究所 细胞因子。信贷:NIIMBL PotomacAffinityProtein与马里兰大学帕克分校合作，可靠地扩大细胞因子的制造规模，细胞因子是细胞培养中的关键生长成分 。使用其大肠杆菌表达系统，该团队能够以90%的成本降低（从每毫克1，000美元到50，000美元到每毫克仅100美元）生产和验证细胞因子。该过程允许以更低的成本实现更大的放大潜力，同时扩大行业灵活性，以采用其他关键细胞因子或蛋白质的新型纯化工艺，以改善参与免疫反应的细胞疗法。 采用复合桥梁的可持续基础设施解决方案 IACMIEnergy-Sponsored研究所 纤维增强聚合物车辆桥面桥。学分：IACMI IACMI与学术和制造合作者在田纳西州建造了第一座纤维增强聚合物车辆桥面桥。它减少了安装时间并降低了施工期间的能源成本。复合材料桥面专为高强度而设计，使用寿命为100年，比混凝土轻90%。甲板还嵌入了智能传感器，以监控其运行状况和性能。 新一代健康状况监测 AFFOADefense-Sponsored研究所 AFFOA与麻省理工学院林肯实验室的国防织物发现中心合作，成功开发并测试了一种头带，可以检测缺氧（组织层面的氧气不足），从而在损伤之前做出反应， 战场条件，或对血氧水平波动（例如哮喘）的个体的未来治疗。该织物包含嵌入式微电子元件，可连续40小时测量和无线传输关键生理条件，包括温度、心率和血氧水平。 由AFFOA和麻省理工学院林肯实验室国防织物发现中心开发的PSM头带。 授权先进制造业的劳动力 研究所及其成员和劳动力发展合作伙伴正在瞄准多样化和服务不足的人群，为所有对制造业职业感兴趣的美国人带来机会。同时还开发特定技术领域的课程和证书途径，以响应行业需求并与之合作。在2021财年，超过90，000名工人（包括退伍军人和受大流行影响的人）、学生和教育工作者以虚拟方式或通过混合方法参加了学院劳动力计划。一些例子包括: 激发生物制药生产的多样性和兴趣 NIIMBLCommerce-Sponsored研究所 NIIMBL体验虚拟会议。信贷:NIIMBL 2021年6月，一群来自全国各地的精选大学新生和大二学生参加了NIIMBL体验计划，并在生物制药行业的职业生涯中获得了快速启动。该计划为非裔美国人/黑人、拉丁裔和美洲原住民学生提供了通过与行业专业人士直接互动探索生物制药职业的机会。2021年的体验包括迄今为止最广泛和最多样化的主办机构群体，从大型生物制药制造商和小型创新公司到领先的学术和非营利机构。自该计划于2019年启动以来，学生已在默克公司，基因泰克，密理博西格玛和EliLily等领先公司获得了实习机会。 激发高中生合作 NextFlex+AmericaMakes，国防赞助机构 学生在NextFlex技术中心测试电路。信用：NextFlex AmericaMakes与另一家机构NextFlex合作启动了AdditiveEdge 项目，向年轻人介绍先进制造业，并为学生提供宝贵的工作经验 。这项全国性外展计划鼓励美国的高中生探索增材制造（即3D打印）和创业精神，并将向成功招收女学生参加增材制造课程的中学分发3D打印机。 采用智能制造能力增加 CESMIIEnergy-Sponsored研究所 CESMII和制造工程学会（SME）宣布建立合作伙伴关系，以推动教育和劳动力发展，以实现智能制造。SME的培训组织ToolingU-SME是行业领先的学习和发展解决方案提供商，与全国一半以上的财富500强制造商以及800家教育机构合作。CESMII提供有关智能制造技术，商业实践和劳动力发展的深入培训内容，以增加代表性不足群体的访问。利用ToolingU-SME在工业和学术界的广泛影响力，CESMII和ToolingU-SME培训组合将加快智能制造的采用，并推动转型和多样化的劳 动力发展。智能制造实验室。信贷:CESMII 建筑创新生态系统 当今美国制造业的创新依赖