美国先进制造伙伴计划介绍
美国先进制造计划
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。
“工业4.0”综述
“工业4.0”综述本文首先介绍“工业4.0”概念、起源和现状；分析了“工业4.0”关键技术：RFID 技术、无线传感网络技术、AI技术、云计算技术；介绍了“工业4.0”所面临的关键问题及其对于中国制造业的影响；最后展望了“工业4.0”的美好未来。
标签：“工业4.0”；工业革命；德国制造；智能工厂1 引言“工业4.0”是德国在《高技术战略2020》提出的十大未来项目之一。
它是基于传统制造业，互联网及物联网的虚实融合系统，目的在于实现工厂生产智能化，令客户的个性化需求同生产环节无缝对接。
德国总理默克尔指出，未来智能工厂将能够自行运转，机器与元器件将能够自行交流，这就使跨行业的合作成为必须。
她建议，信息业、通信业、制造业等相关行业需要长远规划、增进合作，对彼此抱有好奇心。
2 “工业4.0”发展现状在过去，科学技术经历了三次革命。
而即将到来的第四次工业革命则以工业智能化为代表。
2011汉诺威工业博览会开幕式致辞中，德国人工智能研究中心的Wolf-gang Wahlster教授首次提出“工业4.0”概念。
2013年“工业4.0”被列为德国《高技术战略2020》十大未来项目之一。
美国于2011年提出“先进制造伙伴计划”，并于2012年出台了“先进制造业国家战略计划”。
英国于2011年发布了《英国发展先进制造业的主要策略和行动计划》。
日本亦出台过类似的协同式机器人与无人化工厂发展计划。
2011年4月6日，我国工业与信息化部、科学技术部等5部委以工信部联信〔2011〕160号印发《关于加快推进信息化与工业化深度合作的若干意见》，意见指出要推动生产装备智能化和生产过程自动化，加快建立现代化生产体系。
3 “工业4.0”关键技术3.1 RFID技术（射频识别）RFID是种无线通信自动识别技术，通过无线电识别目标读写数据，无需识别系统与目标间接触，适用各种恶劣环境。
优点在于操作简单快捷，可识别多个标签的高速物体。
3.2 无线传感网络技术（WSN）WSN是大量静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，最终把这些信息发送给网络的所有者。
工业机器人核心技术全解析
工业机器人核心技术全解析无论是德国率先提出的“工业4.0”概念，美国推行的“先进制造伙伴关系(AMP)”计划，还是日本正在实施的“智慧制造系统(IMS)”和中国工信部通过的“中国制造2025规划”，这些都指向同一个目标，那就是希望通过先进的IT与自动化技术来促进制造业的革新，以实现“智能化”，提升效率，降低成本。
而要实现这个目标工业机器人是不可或缺的一环。
以前，工业机器人应用最为广泛的是汽车制造业；现在，工业机器人制造企业正努力向其他领域拓展。
工业机器人制造企业也如雨后春笋般不断涌现，据统计仅去年中国国内差不多增加了200多加工业机器人制造厂商。
对于工业机器人的市场前景，业界都是一致看好，普遍认为未来5~10年将会迎来工业机器人的一个爆发期。
不过，要想在这一波浪潮中得益的话也并不容易。
因为工业机器人涉及的系统相当复杂，仅核心零部件就包括了机械系统、控制器、伺服器和减速器等等。
本刊就工业机器人的关键技术问题采访了一些半导体厂商，详细介绍了工业机器人当中的一些电子核心零部件。
控制器平台之争在Altera公司亚太区工业业务部市场开发首席经理江允贵看来，有三个趋势在推动着工业自动化市场的蓬勃发展。
一是，提升能源效率，降低能源成本；二是提升生产效率，这包括功能安全、生产线的稳定安全、保护操作人员的安全、以及机器损坏的降低和更长的生命周期和可靠度；三是所谓的智能工厂。
而只有前面两个因素达到后，才有可能实现智能工厂。
他认为工业机器人是自动化里的很关键一部分。
江允贵拿智能工厂举例，他说现在一个典型的的智能工厂，从企业到工厂，以及工厂内如都是以工业以太网相连接的，他认为用工业以太网取代传统的以太网，主要是因为工业以太网的实时性更好。
工业以太网可以连接主站和从站，连接主站中的PLC、PAC/运动控制器和HMI，和从站中的伺服器、I/O模块等等。
他进一步指出，其实工业机器人就是由这些关键零组件组合而成。
由这些主站和从站可以组合成一个工业机器人，也可以做成一个CNC，CNC也是工厂自动化的一个关键。
美国先进制造伙伴关系计划及其启示
制 造 伙伴 关 系 （ ｄ ａ ｃｄＭａ ｕａｔｒ ｇＰ ｒ ｅｓｉ ， Ａ ｖｎ ｅ ｎｆｃ ｉ ａｔ ｒ ｐ ｕｎ ｎ ｈ Ａ ） 计 ￣ 。该计 划将 联合 企业 界 、 ＭＰ ” ｊｉ ｃ ４ 高校 和 联邦 政 府 为 可提 供 大量 就 业 机 会 以及 提 高美 国 全 球竞 争 力 的先 进 技术 进 行 投资 ． 些 技 术将 帮 助美 国 的制 这 造 商 降低 成 本 、 高 品 质 、 快 产 品研 发 速 度 ， 成 提 加 形
提 出 ， 国 的制 造业 实 际上 在 走 下 坡 路 ， 计 ２ １ 美 预 ０５
、
《 保 美 国 在 先 进 制 造 业 的 领 先 地 确
位 》 告 概 述 报
《 确保 美 国在 先进 制造 业 的领先 地位 》 】 告 指 【报 ３ 出， 目前 ， 国制造 业 的创新 发 展 ， 仅 落后 于 发展 美 不 中 国家 ， 落后 于 德 国和 日本 等发 达 国家 。如 果美 也 国本 土没 有 制造 业 活 动 ． 尤其 是 没 有 高端 制 造 业 的 发 展 ， 不 可 能仍 然 保 持 世 界 创 新 “ 动 机 ” 就 发 的地 位。
良好 的就业 前 景 。
一
美 国制 造业 竞争 力 均 明显下 降 。 ０ ０年 ６月 德 勤会 ２１
计 师事 务 所 与美 国竞 争 力委 员 会 联 合 发 布 的 “０ ０ ２ １
年 全球 制 造业 竞 争力 指 数 ” 告 【 报 ２ ］ 显示 ， 结果 目前 美
国的 制造 业 竞 争力 在 全 球排 名 第 四位 。 时该 报 告 同
二 ：
美 国急 需 振 兴 先 进 制 造 业 领 先 地 位 的原 因有 （ ） 于高 精 密 工具 和 先 进 材料 方 面 新 技术 的 １基 制 造业 可 以 为美 国工 人 提 供 高 质 量 、高 待 遇 的工
2016美国国家制造创新网络战略计划-中文
制造业是美国经济与国家安全的关键
制造业在美国经济中扮演着重要角色，它在美国GDP中占 12%，在私营部门的研发投入中制造业占比超过2/3，制造业的研 发人员也占全国研发人员数量的2/3，而且制造业还带来绝大部 分的专利与产品出口。通常情况下，制造业员工要比同类非制造 业员工的薪酬高出14%。在地区以及全国范围内，制造业都具有 较高的经济乘数效应：每一个制造业的就业机会会给外部带来 1.6个工作机会；而对于先进制造，每一个先进制造业的就业机 会会给国家带来额外的5个工作机会。
这是NNMI项目的第一个战略规划，文中描述了此项目的愿 景与发展目标。该规划还确定了实现目标的方法，包括项目投资 战略、联邦政府投资的协调机制以及项目评估的指标体系等。
二战后，美国制造业驱动了经济发展。研究人员绝不会单单 研究创新，而是认为在国内的创新生态系统中，创新贯穿于整个
1
经济发展过程。随着新产品新服务的发展，它们不断规模化、商 业化并且分销到全球各地的消费者手中。
机构概况
这些机构是NNMI计划的核心，它们为产学研合作提供资源 设施，以跨越基础研究与生产之间的鸿沟，解决产业相关的问题。 它们将产业界、学术界（包括高校、科研院所等）、联邦实验室、 联邦政府、州政府以及地方政府联合起来，应对先进制造技术领 域的高风险挑战，并帮助制造企业在美国扩大生产。在美国当局 主管部门的授权下，这些机构由启动基金资助而设立。
美国国防部、其他联邦机构以及产业界使用制造成熟度与 技术成熟度来评估新技术的成熟度，为了保持一致性，本文一 致使用制造成熟度（MRL）。
制造创新机构被期望能够有助于创意想法从制造成熟度4 级升级为7级。当一个新系统、子系统或者系统组件被开发到 制造成熟度4级，它就得以通过实验室验证；在制造成熟度7级， 就可以以工程样机为载体通过典型使用环境验证
各国汽车制造业激励政策
各国汽车制造业激励政策汽车制造业是全球经济的重要组成部分，各国政府为了促进汽车产业的发展，纷纷出台了一系列激励政策。
本文将对各国汽车制造业的激励政策进行简要介绍，主要包含以下几个方面：财政补贴、税收优惠、融资支持、技术创新奖励、市场开拓支持、环保政策、人才培养与引进以及产业链协同发展。
一、财政补贴财政补贴是各国政府常用的一种激励手段，通过为汽车企业提供直接的财政支持，降低其研发、生产等方面的成本，提高企业的竞争力。
例如，美国政府曾推出“先进制造业伙伴计划”，为符合条件的企业提供财政补贴，支持其开展研发、生产等活动。
二、税收优惠税收优惠是另一种常见的激励政策，政府通过减免企业税费等方式，降低企业的运营成本，鼓励其扩大生产。
例如，欧盟国家对电动汽车等环保车型给予购置税减免等税收优惠政策。
三、融资支持融资支持政策主要是通过政府或政府支持的金融机构为汽车企业提供贷款、担保等融资服务，帮助企业解决资金问题，支持其发展壮大。
例如，日本政府设立了专门的汽车产业融资机构，为企业提供低息贷款等融资支持。
四、技术创新奖励技术创新是汽车产业发展的关键，各国政府纷纷设立技术创新奖励，鼓励企业加大研发投入，推动技术进步。
例如，德国政府设立了“联邦奖”等奖励，表彰在汽车技术创新方面取得突出成就的企业和个人。
五、市场开拓支持市场开拓支持政策主要是通过政府的力量帮助企业开拓国际市场，提高国际竞争力。
例如，韩国政府设立了“出口支援中心”，为企业提供出口信用保险、市场调查等方面的支持。
六、环保政策随着环保意识的日益提高，各国政府纷纷出台严格的环保政策，鼓励汽车企业生产环保车型，推动产业绿色发展。
例如，英国政府宣布到2040年全面禁售燃油车，鼓励企业研发电动汽车等环保车型。
七、人才培养与引进人才是汽车产业发展的核心要素，各国政府纷纷出台人才培养与引进政策，为产业发展提供充足的人才保障。
例如，德国政府推出“双元制”职业教育模式，为企业培养高素质的技术工人；加拿大政府设立了“全球人才引进计划”，吸引海外高层次人才为加拿大汽车产业发展贡献力量。
现代制造技术的特点
现代制造技术的特点1. 先进性- 高新技术的融合- 现代制造技术融合了信息技术、自动化技术、新材料技术、新能源技术等众多高新技术。
例如，在智能制造中，信息技术（如物联网、大数据、云计算）与制造技术深度融合。
通过物联网技术，生产设备之间可以实现互联互通，每一个设备就像一个智能终端，能够实时传输自身的运行数据，如设备的温度、压力、振动频率等。
大数据技术则可以对这些海量的数据进行分析处理，挖掘出有价值的信息，如设备的潜在故障预警、生产效率优化方案等。
云计算为企业提供强大的计算能力和数据存储能力，使得企业能够在云端对生产过程进行管理和监控。
- 不断创新的工艺和装备- 在工艺方面，出现了许多新的加工方法。
如激光加工技术，它具有能量高度集中、加工精度高、热影响区小等优点。
可以用于切割、焊接、打孔等多种加工操作。
在航空航天领域，激光切割技术能够精确地切割形状复杂的航空零部件，保证其加工精度在微米级别。
在装备方面，数控机床的不断发展是一个典型例子。
现代数控机床具备多轴联动功能，能够实现复杂形状零件的高精度加工。
例如，五轴联动加工中心可以在一次装夹中完成复杂曲面零件的加工，减少了装夹次数，提高了加工精度和效率。
2. 系统性- 制造系统的整体优化- 现代制造技术强调从产品的设计、制造、销售到售后服务的整个制造系统的优化。
在设计阶段，采用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程分析（CAE）等技术，实现产品的数字化设计和性能优化。
例如，汽车制造企业在设计新款汽车时，利用CAD技术构建汽车的三维模型，通过CAE技术对汽车的结构强度、空气动力学性能等进行模拟分析，在设计阶段就发现并解决潜在问题。
在制造过程中，采用计算机辅助制造（CAM）、制造执行系统（MES）等技术，实现生产过程的自动化和智能化管理。
MES系统可以对生产线上的设备、人员、物料等进行实时调度和监控，确保生产过程的高效有序运行。
在销售和售后服务阶段，利用客户关系管理（CRM）系统收集客户反馈信息，用于产品的改进和新产品的研发，从而实现整个制造系统的闭环优化。
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
美国的先进制造伙伴关系介绍
2011年6月24日，美国总统奥巴马启动“先进制造伙伴关系”（AMP）计划。
AMP将聚合工业界、高校和联邦政府为可创造高品质制造业工作机会以及提高美国全球竞争力的新兴技术进行投资，这些技术（如信息技术、生物技术、纳米技术）将帮助美国的制造商降低成本、提高品质、加快产品研发速度，从而提供良好的就业机会。
该计划利用了目前现有项目和议案，将投资5亿多美元推动这项工作。
投资将涉及以下关键领域：打造关键国家安全工业的国内制造能力；缩短研制先进材料（用于制造产品）所需的时间；确立美国在下一代机器人技术领域的领导地位；提高生产过程中的能源效率；研发可大幅度缩短产品设计、制造与试验所需时间的新技术。
AMP计划是基于美国总统科技顾问委员会（PCAST）建议提出的。
PCAST 在6月24日发布了一份名为《确保先进制造业的领先地位》（Ensuring Leadership in Advanced Manufacturing）的报告。
报告呼吁政府、工业界与学术界进行合作，确定最紧迫的挑战与最具转化性（transformative）的机遇，以改进涉及多个制造产业的技术、工艺与产品。
美国政府与企业、大学在新技术的研发和商业化方面有着悠久的合作历史。
从电话、微波到喷气发动机、因特网等，这些新技术为经济发展奠定了基础。
未来十年，AMP计划通过制定一个先进制造技术的路线图，加快“将创意转化为产品”的速度，相应增加原创技术，研发可为中小型企业提供创新与竞争力的基础设施和共享设施，而为企业界和学界提供一个突破性的平台。
为启动AMP计划，奥巴马在6月24日公布联邦政府将要采取的一些关键步骤：
打造关键国家安全工业的国内制造能力：
从2011年夏天开始，美国国防部、国土安全部、能源部、农业部、商务部及其它机构将协同政府范围内的力量，利用其现有资金和未来预算资金（初步总计3亿美元），联合工业界资金投入到创新技术研发中。
这些技术将大大提升对于美国国家安全至关重要的国内基础制造能力，激发美国关键工业的长期经济活力。
初始投资项目包括小型高能电池、先进复合材料、金属制造、生物制造、替代能源等。
缩短先进材料研制与部署的时间：
“材料基因组计划”将为相关研究、培训与基础设施投资1亿多美元，以使得美国公司能够以比现在快一倍的速度以及足够低的成本发现、研制、制造并部署先进材料。
与硅技术帮助创造现代信息技术的路径相似，先进材料的发展将催生多个数十亿美元规模的产业，以应对在制造业、清洁能源与国家安全领域存在的挑战。
为下一代机器人技术投资：
美国科学基金会、NASA、美国国家卫生研究院与美国农业部正准备用现有的
7000万美元支持下一代机器人的研究。
这些投资将帮助创造可与人类操作员密切配合的下一代机器人，使工厂工人、医疗供应商、军人、外科医生、宇航员有新能力完成难以实现的关键任务。
研发创新性节能制造工艺流程：
美国能源部将利用现有资金与未来预算资金（初步总计1.2亿美元），开发创新性制造工艺流程与材料，以使企业在使用较少能源的同时，降低制造成本。
AMP的增补步骤将包括：
DARPA将探索可大幅缩短制造业产品设计、生产与试验时间的新方法，以使企业能够满足国防部的需求。
麻省理工学院、卡耐基梅隆大学、乔治亚理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校以及密歇根大学提议建立一个多校合作框架，共享有关先进制造及其创新关联的教育资料和最佳方法。
众高校还将一起深入到工业伙伴与牵头的政府机构中，明确研究机遇，为确定关键技术优先级建立合作路线图。
商务部将在2012财年投入1200万美元，建立一个先进制造技术协会，确立公私合作关系，以突破新产品研发过程中的常见技术瓶颈。
宝洁公司宣布将通过新近成立的中西部建模与仿真协会向中小型制造商提供免费先进软件。
这些软件是非常珍贵的数字设计工具，通常不对小型公司开放使用。
美国国防部将向可解决紧急作业需求的国内制造技术投资（2011财年已投入），如对透明装甲、隐身技术系统的提升。
国防部正在研发一个在线市场，旨在通过将美国制造商与国防部及其他联邦机构的产品需求相联系，提高对于国家安全至关重要的工业制造能力。