美国制造业的“阿波罗计划”
——美国制造创新研究所网络（下）
·数字化制造和设计创新研究所（DMDll）
数字化制造和设计创新研究所成立于2014年，总部位于芝加哥。数字化制造涉及基于计算机的集成系统的使用，包括模拟、三维可视化、分析和协作工具，以实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造。设计创新是指有能力应用这些技术、工具和产品来重新设计端到端的整个制造过程。
数字化制造和设计创新研究所有201名成员，包括来自各个领域的大公司、众多小公司和处于第一梯队的11所大学。美国国防部陆军制造技术项目提供了7000万美元的资金，企业和州政府则提供了2480万美元的配套资金。其使命是利用数字化制造加强供应商之间深层次的联系以降低产品设计成本，改善产品生命周期内端对端的连接以降低生产成本和资本要求，提高迭代速度来缩短上市时间，在数字设计、数字工厂和数字供应链中开发和实施创新，并且开发新产品和改进传统产品。
·未来轻金属（轻质和先进金属）创新研究所（LlFT）
未来轻金属创新研究所成立于2014年，总部位于密歇根州底特律，沿着I-75走廊延伸，在密歇根州、俄亥俄州、印第安纳州、田纳西州和肯塔基州均设有办公室。轻质和先进金属可以大幅改善材料性能，提高能源效率，从而改进国防、能源、运输和一般性工程产品中许多系统的性能。轻质金属可用于风力涡轮机、医疗技术、压力容器和替代能源。
之前为了解决这种问题，人们试图用无磁性的奥氏体不锈钢，但这种钢材的硬度始终无法超过500维式硬度HV。为了提高材料的硬度尝试给这种比较软的钢表面镀上一次坚硬的钻石碳（DLC），但是因为轴尖高应力的剧烈摩擦，这些涂层很容易脱离，掉在机心里面让机心很不稳定。
未来轻金属创新研究所有78名成员，包括金属、航空航天公司和汽车供应商等各种大小型公司，以及17所大学。联邦政府通过海军研究办公室和海军制造技术项目提供了资金，成员们则提供了7000万美元的配套资金。未来轻金属创新研究所的使命是在高性能轻质金属的生产方面进行创新，将获得的新技术推广应用到工业上。该研究所致力于熔化、热机械加工、粉末加工、敏捷的低成本模具、涂层和连接等项目，在汽车、航空航天、造船、铁路、建造和其他领域加以广泛应用。此外，在众多研究所中，该研究所一直是劳动力教育培训方面的领跑者。
·美国电力研究所（Power America）——下一代电力电子研究所
美国电力研究所于2015年成立，旨在开发宽带隙半导体技术。与硅基技术相比，该技术可以通过更小、更快、更高效的半导体材料大幅提高能源效率和电力电子的可靠性。这些材料能够在更高的温度下工作，可以阻断更高的电压，以更快的速度进行切换，功耗更低，同时更为可靠，在系统层级创造更高的收益。这些能力可以帮助大范围的电力应用降低重量、减少体积和节约生命周期成本。它们可以应用到一系列领域，包括工业电机系统、消费电子和数据中心，也能用于可再生能源（太阳能和风能）的转换。如果能将这些技术广泛地加以应用，即使只是应用在工业生产等有限领域中，每年也可以大幅节约电能。随着生产水平的提高，宽带隙技术的成本预计会下降。
美国电力研究所得到了能源部能源效率和可再生能源先进制造业办公室的7000万美元拨款，此外还有7000万美元的配套资金。它的组成成员包括17个产业界合作伙伴、5所大学和3个实验室，总部位于北卡罗来纳州的罗利市。
轻质、高强度和高刚度的复合材料已被确定为可跨行业应用的关键技术，有潜力提高交通运输行业的能源效率、实现高效发电，并加大可再生能源的生产。从汽车到飞机，再到风力叶片，轻质高强度复合材料应用范围广泛。
·先进复合材料制造创新研究所（lACMl）
先进复合材料制造创新研究所成立于2015年，旨在10年内开发和展示创新技术，以将纤维增强高分子复合材料的成本降低50%，能耗降低75%，而且实现95%的材料得到再利用。
Make the series-wound actuator and fiexible aircraft as open loop,the state space model can be written as:
传统的化工制造业依赖于大规模、高能耗的工艺。新研究所将利用各种途径对模块化化工过程进行集约化，包括将混合、反应和分离等多个复杂的工艺组合成单个步骤，从而提高能源生产率和效率，降低运营成本并减少浪费。工艺突破可以大幅减少车间所需设备的占地面积，或通过更有效地使用原材料来消除浪费。例如，通过简化和收缩工艺流程，可以使天然气直接在井口进行精炼，节省乙醇裂化过程中高达一半的能量损失。仅在化工行业里，这些技术每年可以为美国节省超过90亿美元的加工成本。
先进复合材料制造创新研究所的总部位于田纳西州的诺克斯维尔，得到了能源部能源效率和可再生能源先进制造业办公室的7000万美元拨款，此外还有1.8亿美元的配套资金。该研究所的组成成员包括57家公司、15所大学和实验室，以及其他14个实体。
对峙培养结果表明：菌株CEH-ST79对马铃薯干腐病病原菌青9A-4-13和65B-2-6具有较强抑制活性，抑菌带宽度分别为0.28 cm和0.33 cm，对病原真菌青9A-5-2具有强抑制活性，抑菌带宽度为0.19 cm(表1)。
·美国集成光子制造研究所（AlM Photonics）
美国集成光子制造研究所成立于2015年，在纽约州奥尔巴尼和罗切斯特设有总部。其目标是促进通信信号的超高速传输，实现新的高性能计算，以及创造可推动卫生领域进步的传感器和成像技术。
集成光电要求在纳米级的单个基板上集成多个光子和电子器件（例如激光器、探测器、波导仪器和被动结构、调制器、电子控制器和光学互连器）。集成这些组件的益处非常重大，包括简化系统设计、改进系统性能、减少组件空间和功耗，以及改进性能和可靠性，这些都将以更低的成本实现重要的新功能。目前的光子制造行业里有一系列相互关联但基本独立的企业、组织和活动。该行业可以发展成为一个生态系统，但缺乏必要的组织和市场力量来有效地针对制造技术进行创新，以争取集成光子器件经济高效的设计、制造、测试、组装和封装。
美国集成光电制造研究所的重点是建立端到端的光子生态系统，包括国内铸造厂、集成设计工具、生产自动化封装、装配和测试，以及劳动力发展。除联邦政府的拨款外，州政府和产业界还提供了2亿多美元的配套资金进行支持。
·柔性混合电子制造研究所（FHE-Mll）
2016年12月9日，能源效率和可再生能源办公室宣布资助由美国化学工程师学会领导的一个联盟组建的第四家研究所，这是联邦政府力争在2030年实现美国能源生产率翻番目标的关键一步。RAPID研究所将获得高达7000万美元的联邦资金，130多个合作伙伴承诺将提供金额更多的配套资金。该研究所的重点是开发突破性的技术，通过改进石油天然气、纸浆造纸和各种美国国内化工制造商的制造工艺，在5年内将美国国内能源生产率和能源效率提高20%。
美国先进功能性纤维研究所于2016年4月成立，由于刚刚开始启动，成员尚未最终确定。其总部位于马萨诸塞州剑桥市，并计划建立一系列区域办公室。
在那之后，按照计划的进行，将由频繁的登月任务开始搭建起月球上的基础设施——比如说，搜寻到能作为燃料使用的水资源。接着会开始月球的工业化，建造起“支撑月球平稳发展的平台”。iSpace公司有66名员工和位于3个国家的公司总部，在第一轮融资中，获得了大约9 500万美元投资——这差不多比此前的所有太空探索公司的首轮融资都要高。该公司的一个赚钱想法是将顾客的载运物加到公司未来的月球车和着陆器上。
国防部“制造技术”项目提供了7500万美元的拨款，产业界、州政府和地方政府则共同投入了9600万美元。该研究所的组成成员包括来自半导体公司及其供应商、航空航天、生命科学领域的22家公司、17所大学，以及州和地区组织。
·美国先进功能性纤维研究所（AFFOA）
柔性混合电子将保留传统电子电路的全部操作，但采用新颖的柔性结构和形式，可以弯曲、拉伸或折叠。由此，功能强大的电子器件将用在可弯曲的、不规则的和可拉伸的物体上。它们可以给传统的电子封装带来新的形式，创造新一类的商业和国防技术。例如医疗设备和传感器、用于监测建筑或车辆性能的传感器、通过互联网进行交互操作的传感器、用于监测物理位置的传感器集群、可穿戴性能或信息设备、机器人技术、人机交互界面设备，以及轻型便携式电子系统。这些技术还可以用于可穿戴技术、新型信息设备和传感器、医用假肢和传感器，以及无人值守移动传感器等。
“绿色”的与“保护地球、环境及其各种生物的安全和可持续性发展相关”的意义内容在“绿色2”的基础上获得了长足地发展，渐渐突破像“绿色革命”、“绿色和平组织”、“绿色食品”类的固定模式，进入到更为广阔的构词领域。
科学进步使纤维和纺织品具有非凡的性能，包括强度、阻燃性和导电性。它们可以成为电子、传感器和通信设备的部件。这一系列新的纤维和纺织品由特种织物、工业织物、电子纺织品和其他形式的高级纺织品组成。它们可以提供通信、照明、冷却、健康监测、电能存储和许多此前与纺织品无法产生联系的新功能。这些技术纺织品建立在合成、天然纤维混纺和多种材料纤维的基础之上，在商业和国防领域中有着广泛的应用，远远超出传统的可穿戴织物。
美国先进功能性纤维研究所总部位于马萨诸塞州的剑桥市，获得了7500万美元的美国国防部“制造技术”项目基金，以及约2.4亿美元产业界和州政府的配套支持。它旨在通过公私合作的方式，服务于美国革命性纤维和纺织品制造端到端的创新生态系统，而且利用国内制造设施来开发制造工艺并加以规模化。美国先进功能性纤维研究所计划利用强大的设计和仿真工具、试生产设施，以及与供应商的协作基础架构来提供快速实现产品的机会、劳动力发展的机会。该研究所希望结合IT技术进步，将智能设备与纤维整合在一起，给纤维和纺织品带来革命。
一是从总体战略上考虑，不能单打独斗，要走联合发展的路子。他在信中指出当时江西的问题是“赣西、赣北、赣南、赣东，各个孤立，不相联属”，很大一部分区域的群众没有发动起来，为此前委召开扩大会议，决定在军阀混战中红军的政策和行动，“就是使各地，特别是红军有一个工作的总目标，使孤立的各地互相联属起来。”[2]P181
·智能制造创新研究所
2016年12月16日，商务部部长彭妮·普利茨克宣布将拨款7000万美元成立新的国家生物制药制造创新研究所。这是第一个根据行业建议确定重点领域并由商务部提供资金的研究所。商务部制定了“开放课题”方法，新研究所可以选择现有研究所未曾覆盖的任何领域。美国国家标准与技术研究院发起了一项“研究所行业建议竞赛”，采取由下而上的方式来选择研究所的课题，让行业领导的联盟提出地区制造商认为至关重要的技术领域，由此就有了国家生物制药制造创新研究所。
可是他们已经来到了万花谷，总有一天，大家会重新相聚在一起，不是吗？吴耕你在聋哑村好好练功夫，我们得空会去看望你的！
智能制造的特点是信息通信技术与制造工艺的融合，从而对工厂和企业的能源、生产率和成本进行实时控制。AMP2.0报告中将其确定为需要联邦政府投资的、优先级高的制造技术领域。智能制造将先进的传感器、控制、信息技术流程和平台，以及先进的能源和生产管理系统连接在一起，有望在大量工业企业内提高能源效率和制造能力。
智能制造创新研究所的预算为1.4亿美元，其中联邦政府已经通过能源部的先进制造业办公室在5年内拨款7000万美元，其余的为配套资金。智能制造创新研究所将重点关注如何通过可降低能耗的智能传感器等设备将信息技术整合到制造过程中。例如，该研究所计划与美国能源部高级复合材料制造创新研究所合作，在碳纤维生产中对先进传感器进行测试。智能制造创新研究所与200余家公司、大学、国家实验室和非营利组织合作。微软公司、美国铝业公司、康宁公司、埃克森美孚公司、谷歌、国家可再生能源实验室和一系列小型公司都属于合作伙伴之列。该研究所计划在全美建立5个中心，由加利福尼亚州（加州大学洛杉矶分校）、得克萨斯州（得克萨斯农工大学）、北卡罗来纳州（北卡罗来纳州立大学）和纽约州（伦斯勒理工学院）和华盛顿州（美国太平洋西北国家实验室）的大学和实验室来负责管理，重点进行技术开发和转让，以及劳动力培训。
·过程强化利用快速推进研究所（RAPlD）
柔性混合电子制造研究所成立于2015年，中心设在加利福尼亚州圣何塞市（硅谷内）。其目标是在可伸缩的柔性基板上制造可定制的设备，通过打印工艺将薄薄的CMOS（互补金属氧化物半导体）与增加的新零部件组合在一起。不同于当前的硅处理器，这种技术可满足电路、通信、传感和电源等的柔性和混合要求。
实现这一目标的挑战包括成本高、生产速度慢（循环周期长）、复合材料的生产能耗高、缺乏可回收性，以及必须改进设计、模具和检验工具并符合法规要求。从构成材料生产到最终复合结构制造，要满足生产成本和性能目标，就必须加速技术开发和制造研究。
·国家生物制药制造创新研究所（NllMBL）
2016年6月份，贝拉克·奥巴马总统宣布了新智能制造创新研究所的胜出。该研究所随机启动，其总部设在洛杉矶。
这样，通过一个动画的播放，就可以让学生主动地投入到学习中，这样不仅解决了他们学习上的疑惑，同时也将这节课的重难点很好地突破了，学生也在这一过程中，真正做了一回主人。
国家生物制药制造创新研究所将致力于改变生物制药产品的生产过程。总的来说，它将力争提高美国在生物制药行业的领先地位，改善医药治疗，并通过开发符合特定生物制药技能需求的新培训计划来建设合格的员工队伍。特拉华大学将与商务部的美国国家标准与技术研究院合作，在研究所的合作伙伴之间进行协调。除了联邦政府的资金之外，研究所还将得到1.29亿美元的配套资金。这是一笔初始私人投资，投资方包括全美150家公司、教育机构、研究中心、协调机构、非营利组织和美国制造业扩展伙伴关系项目。
·先进再生制造研究所（ARMl）
2016年12月21日，国防部宣布将拨款成立先进再生制造研究所。该研究所成为国防部领导的第七家研究所。新罕布什尔州计划在5年内拨款8000万美元。该研究所总部设在曼彻斯特米利亚德，由德卡研发公司、新罕布什尔大学和达特茅斯-希区柯克医疗卫生系统牵头，负责利用生物技术开发和制造可移植到患者身上的组织和器官。德卡研发公司创始人迪恩·卡门负责该研究所的领导工作。它将开创用于修复和更换细胞与组织的下一代制造技术，如果取得成功，可以实现新皮肤或救命器官的制造，帮助许多滞留在移植等待名单上的美国人。此外，该研究所还将着重解决阻碍人工合成组织和器官生产的跨领域制造挑战，例如提高可用性、可再生性、可访问性，以及制造材料、技术和工艺的标准化。该研究所希望能进行跨学科的合作，包括3D生物打印、细胞科学与工艺设计、自动化药物筛选方法，以及快速生产和运输这些救命材料所需的供应链专业知识等。
·减少材料制造的能源和降低排放研究所（REMADE）
减少材料制造的能源和降低排放研究所由美国能源部创建，于2017年1月4日入选美“国家制造创新研究所网络”名单，该所总部位于纽约州罗切斯特，并由可持续制造创新联盟负责领导。该研究所将得到高达7000万美元的联邦政府拨款，以及100余家合作伙伴承诺的7000万美元的配套资金，将重点降低金属、纤维、聚合物和电子废弃物等材料再使用、循环利用和再制造所需技术的成本，并且到2027年时实现整体能效提高50%。美国能源部表示，通过创新型新制造技术，可以节省数十亿美元的能源成本并提高美国的经济竞争力。
该研究所旨在通过再利用和循环利用来减少人造材料在整个生命周期内的能源使用量。美国制造业每年要消耗全国近三分之一的能源，其中大部分能源都被蕴藏在制造业的实物产品中。新技术可以更好地重新利用这些材料，从而为美国每年节省高达1600万亿BTU（英国热量单位）的能源，相当于2.8亿桶石油，或者是美国一个月的石油进口量。
·先进机器人制造研究所（ARM）
美国国防部提出成立的该新制造研究所，致力于打造美国在智能协作机器人领域的领先地位。先进的机器人可以同人类进行无缝、安全和直观的协作，完成装配线上的繁重工作以及需要精确处理、复杂或危险的任务。美国国防部认为，如果人类和协助他们的机器人一起合作，有可能改变从国防和太空到汽车和卫生领域的众多制造部门，从而实现高质量定制产品的可靠而高效的生产。
先进机器人制造研究所于2017年1月13日成立，是奥巴马政府宣布的第14个美国制造研究所，也是最后一个美国制造研究所。总部设在匹兹堡，卡内基梅隆大学负责召集筹建小组。该研究所将集合一支庞大的团队，包括31个州的84个行业合作伙伴、35所大学和40支其他团体。联邦政府拨款加上产业界和州政府的投入总额约为2.5亿美元。其中，联邦政府承诺投入资金8000万美元。克莱姆森大学劳动力发展中心将负责该新研究所的劳动力培训计划。
美国国防部在公告声明中介绍了成立该新研究所的原因： 制造业早已经开始使用机器人，但如今的机器人通常成本高昂、作用单一、难以重新编程，而且为了安全起见需要与人隔离。要达到国防和其他工业制造所需的精度水平，机器人的使用必不可少，但资本成本和使用的复杂性往往限制了中小型制造商使用这项技术。因此，先进机器人制造研究所的使命就是整合各种各样的行业实践和研究所多学科的知识，包括传感器技术、末端执行器开发、软件和人工智能、材料科学、人机行为建模和质量保证，创造并利用机器人技术，建立强大的制造创新生态系统。在先进机器人制造研究所内，时机已经成熟，是时候去力争实现一些技术的重大发展，其中包括但不限于协同机器人技术、机器人控制（学习、适应和重新定义目标）、敏捷操控、自动导航和移动、感知和传感，以及测试、校核和验证。
住院医师规范化培训是指医学专业毕业生完成院校教育后，在经认定的培训医院接受以提高临床技能为主的培训，目的是按照统一规范的培训标准培训合格的住院医师，是医学生毕业后教育的重要组成部分。欧美发达国家及我国香港、台湾地区均已建立了政府主导的、较为成熟的住院医师规范化培训制度。根据卫生部要求，上海市从2010年起在全市范围内实施住院医师规范化培训，北京市也随后实施住院医师规范化培训。
美国国防部认为，当前美国在制造机器人技术方面的能力是“分散的”，有必要进行更好的组织和协作，让美国在该领域的全球竞争中拥有更大的优势。
（全文续完）
(汤蕴懿 编译)