2022美國數(shù)字制造技術(shù)戰(zhàn)略概述

美國數(shù)字制造2022年技術(shù)戰(zhàn)略概述摘要美國制造業(yè)至關(guān)重要，現(xiàn)處于發(fā)展的十字路口。麥肯錫指出，“’制造美業(yè)’推動了美國35%的生產(chǎn)力增長，60%的出口，70%的私營部門研發(fā)支出。制造業(yè)是全美500個郡縣的主要產(chǎn)業(yè)，吸引著外國直接投資。最重要的是，制造業(yè)反映了美國的創(chuàng)新、智慧和技術(shù)實力?！痹谌ツ甑摹稇?zhàn)略投資計劃》中，MxD（原美國“數(shù)字制造與設(shè)計創(chuàng)新研究所”）強調(diào)了德勤的預(yù)測，即美國制造業(yè)將超越中國和其他所有國家，成為世界上最具競爭力的國家。預(yù)測的依據(jù)，是國際上數(shù)百位制造業(yè)高管的評估。他們指出，在預(yù)測分析、物聯(lián)網(wǎng)、智能產(chǎn)品、智能工廠、信息技術(shù)集成、先進材料、學術(shù)生態(tài)系統(tǒng)、公私合作、風險投資活動和世界頂級信息技術(shù)企業(yè)的創(chuàng)新等方面，美國的優(yōu)勢不斷擴大。第四次工業(yè)革命使美國可以通過數(shù)字技術(shù)的智能應(yīng)用，抓住經(jīng)濟發(fā)展的機遇。

供應(yīng)管理協(xié)會的報告稱，美國制造業(yè)增長迅速，增長速度達到2004年以來的最快速度，令人振奮。美國勞工統(tǒng)計局稱，2018年10月之前的12個月內(nèi)，美國制造業(yè)增加了29.6萬個就業(yè)崗位，是1995年以來增長最多的一年。Software等公司幫助服裝制造業(yè)等瀕臨滅亡的行業(yè)重返美國本土，從而使供應(yīng)鏈更靈活、利潤更高。企業(yè)和消費者開始參與“轉(zhuǎn)型經(jīng)濟”，形成了對大規(guī)模定制的需求——對離顧客需求近的制造業(yè)大有裨益。但是目前存在很多問題和威脅。白宮2018年發(fā)布的《美國先進制造領(lǐng)導(dǎo)戰(zhàn)略》指出，對美國具有重大戰(zhàn)略意義的通信設(shè)備和計算設(shè)備產(chǎn)量急劇下降。例如美國國防部指出，現(xiàn)在90%的印刷電路板是由亞洲制造的，其中一半產(chǎn)自中國。美國工業(yè)基礎(chǔ)過度依賴于非盟國，限制了美國的經(jīng)濟繁榮、國家安全和在沖突中獲勝的能力。白宮的報告還認識到，盡管最近幾個季度制造業(yè)的就業(yè)增長迅速，但是就業(yè)總量仍低于2006年的水平，比2000年低70%。麥肯錫還發(fā)現(xiàn)，全球87%的高管對于本單位將會出現(xiàn)的技術(shù)人才缺口準備不充分。制造業(yè)研究所和德勤估計，到2025年，經(jīng)過適當技術(shù)培訓(xùn)和接受科學、技術(shù)、工程和數(shù)學教育的勞動力匱乏，將導(dǎo)致技術(shù)工人出現(xiàn)200萬的缺口。人才缺口巨大，會損害美國經(jīng)濟的發(fā)展。MxD采訪的大多數(shù)人表示，自己的公司沒有明確的數(shù)字化轉(zhuǎn)型愿景和計劃。而且，制造業(yè)的網(wǎng)絡(luò)間諜，比其他任何行業(yè)都要多，并且越來越多地針對中小型企業(yè)。2017年，一半以上的中小企業(yè)遭受過網(wǎng)絡(luò)攻擊。2018年，由MxD和國際信息系統(tǒng)審計協(xié)會委托的一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，39%的制造企業(yè)認為，董事會和管理團隊沒有充分重視網(wǎng)絡(luò)安全問題。數(shù)字化轉(zhuǎn)型帶來了巨大的機遇，但是缺乏遠見、可行計劃、商業(yè)案例、資源、技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全保障及其他因素，則會妨礙其實現(xiàn)美好愿景。挑戰(zhàn)迫在眉睫。美國制造業(yè)要抓住機遇，明智地進行技術(shù)投資，不被各種技術(shù)潮流而分散注意力。去年，MxD將這次機遇的一些因素和趨勢總結(jié)為美國制造業(yè)簡單有力的愿景，即處處進步。

這仍然是我們關(guān)注的焦點。我們定義的研究主題和針對性項目，使持續(xù)的數(shù)字化改進更接近現(xiàn)實。2019年，MxD通過1級和2級制造企業(yè)成員和國防部利益相關(guān)者提供的特定運營案例，設(shè)計并啟動了綜合多項技術(shù)的項目，構(gòu)建體現(xiàn)MxD愿景的體系，展示對商業(yè)的影響，并克服現(xiàn)實世界的障礙。MxD使命的完善2018年，MxD讓執(zhí)行委員會、技術(shù)顧問委員會和美國國防部的利益相關(guān)者完善其使命和重點。人們一致認為，作為國家的數(shù)字制造和設(shè)計研究所，MxD的重點應(yīng)當是整合多種技術(shù)和系統(tǒng)，協(xié)同提高系統(tǒng)性的生產(chǎn)效率。研究所的核心活動是工廠的運營，把人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實、模擬和建模、信息技術(shù)集成等數(shù)字技術(shù)，用于在產(chǎn)品整個生命周期上帶來整體效益。MxD從事設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)、系統(tǒng)工程、供應(yīng)鏈和可持續(xù)性方面的工作，范圍在一定程度上與數(shù)字主線（超越時間和空間的單一權(quán)威信息源，將企業(yè)特定產(chǎn)品的情況和認識聯(lián)系在一起）相互作用。MxD的使命顯然是面向?qū)ο到y(tǒng)和商業(yè)的影響，重申可運營的試驗工廠作為成員單位協(xié)作、消除風險、發(fā)現(xiàn)、演示和傳播學習成果的安全場所的價值，強調(diào)實現(xiàn)真正的7級技術(shù)成熟度需要加大工作力度。7級技術(shù)成熟度，要求在運營環(huán)境中演示系統(tǒng)原型，需要MxD的行業(yè)合作伙伴或國防部合作伙伴非常具體的運營案例、信息技術(shù)環(huán)境和運營技術(shù)環(huán)境，為項目應(yīng)對現(xiàn)實世界的限制打好基礎(chǔ)。戰(zhàn)勝各種實際挑戰(zhàn)，例如異構(gòu)信息技術(shù)系統(tǒng)、勞動力無準備或落伍、網(wǎng)絡(luò)安全問題、生產(chǎn)速度等，是研究所的核心價值。因此，MxD發(fā)展了自己的戰(zhàn)略，確保所有新的合作項目至少有一個1級或2級制造企業(yè)成員或國防部運營實體作為研究對象。這將有助于確保MxD項目必要的獨特性，對具體問題產(chǎn)生可以付諸實施的實際結(jié)果。從某種意義上說，研究所的研究范圍很廣，橫跨產(chǎn)品生命周期的所有階段，涉及很多數(shù)字技術(shù)和制造過程。但是MxD知道，把重點放在提高數(shù)字主線和數(shù)字孿生的應(yīng)用上，既是必要的，也是正確的。數(shù)字主線集成的數(shù)據(jù)流，通過數(shù)字孿生的實時應(yīng)用，實現(xiàn)了連續(xù)自動學習。同時，研究所的倡議涉及產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計、供應(yīng)鏈、運營和可持續(xù)性保障，有助于實現(xiàn)數(shù)字主線，能夠利用數(shù)據(jù)，在整個產(chǎn)品生命周期內(nèi)以數(shù)字孿生的形式形成持續(xù)改進的良性循環(huán)。

MxD戰(zhàn)略投資計劃的影響MxD2019年的投資戰(zhàn)略，在一定程度上是以白宮2018年發(fā)布的《美國先進制造業(yè)領(lǐng)導(dǎo)戰(zhàn)略》為指導(dǎo)，該戰(zhàn)略的三大目標為：開發(fā)和應(yīng)用新的制造技術(shù)；教育和培訓(xùn)制造業(yè)的勞動力，形成勞動力隊伍；提升國內(nèi)制造業(yè)供應(yīng)鏈的能力。除了這三大目標之外，國防部領(lǐng)導(dǎo)的一個機構(gòu)間特別工作組，也要求提高對制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全和較低層次工業(yè)基地投資的關(guān)注。有鑒于此，MxD根據(jù)與執(zhí)行委員會和技術(shù)顧問委員會委員的對話，以及敏捷技術(shù)組的會議、研討和構(gòu)思會議，提出了2019年的四大投資主題：實施工廠數(shù)字孿生，推動提高零散加工行業(yè)的實時生產(chǎn)力擴大勞動力發(fā)展計劃，評估行業(yè)需求，幫助企業(yè)正確組織和培訓(xùn)未來勞動者與先進制造機器人研究所合作，形成新型制造能力，使財富生產(chǎn)達到新水平，加強對操作人員的支持運營國家制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全中心，通過加強培訓(xùn)、運用財務(wù)模型和使用易用工具，建立更具彈性的工業(yè)基礎(chǔ)這些主題的重點是美國制造業(yè)最優(yōu)先的任務(wù)：在現(xiàn)有流程和新流程中構(gòu)建實時自適應(yīng)工廠的能力，保護美國數(shù)字優(yōu)勢的日益擴大，投資實現(xiàn)這些目標需要的人員和系統(tǒng)。它們是MxD現(xiàn)有60多個已完成、正在進行或正待發(fā)布的項目的補充。MxD去年已經(jīng)研究或啟動了利用產(chǎn)品設(shè)計和供應(yīng)鏈運營數(shù)字主線的項目。研究所2019年重新將重點放在工廠上。在工廠運營中，數(shù)字主線的影響是以數(shù)字孿生的形式，使用權(quán)威數(shù)據(jù)實時把改進反饋回流程中。MxD還將與先進制造機器人研究所合作，開發(fā)新型自適應(yīng)制造系統(tǒng)。MxD在2018年第4季度收到了100萬美元的種子資金，因而研究所能夠啟動初始項目，給予網(wǎng)絡(luò)安全特別關(guān)注。今年，勞動力發(fā)展成為2019年戰(zhàn)略投資計劃的固定組成部分。因為我們越來越堅信，第四次工業(yè)革命的進展，需要用綜合性方法將技術(shù)、人員和系統(tǒng)結(jié)合起來。確定項目優(yōu)先順序的過程作為多階段計劃的一部分，在與我們的1級和2級制造企業(yè)成員及國防部合作征求共同利益領(lǐng)域和承諾的過程中，項目的基本要素可能會修改、合并、刪除或啟動。本文的部分目的，是了解2019年考慮

的早期項目概念，激發(fā)MxD社區(qū)之間的討論和自主選擇。MxD通過多個論壇促進這種團隊合作。技術(shù)顧問委員會和執(zhí)行委員會的會議，審批總體戰(zhàn)略計劃和投資主題，指導(dǎo)MxD人員啟動項目指南。各種論壇用于促進項目構(gòu)思、范圍界定和團隊合作。各種規(guī)模的制造企業(yè)、解決方案提供商、初創(chuàng)企業(yè)、學術(shù)機構(gòu)和美國國防部，都積極參與這個過程。這些論壇包括技術(shù)顧問委員會會議、敏捷技術(shù)組電話會議、專門廣泛征求未來項目觀點的研討會，以及MxD人員與頂級制造企業(yè)成員之間的重點會議。全年的時間安排，可能會根據(jù)成員和國防部對特定項目的承諾水平、資源可用性、項目具體范圍界定的成熟度、執(zhí)行團隊的準備情況以及其他因素發(fā)生變化。2019年投資主題A.工廠數(shù)字孿生盡管“數(shù)字孿生”只是眾多與第四次工業(yè)革命有關(guān)的術(shù)語之一，但是2019年，MxD認識到正確掌握數(shù)字孿生，對于實現(xiàn)工業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型的前景至關(guān)重要，因而提高了它的地位。在2018年的未來工廠研討會上，MxD的成員簡單有效地定義了數(shù)字孿生：“與物理系統(tǒng)通信，實現(xiàn)該系統(tǒng)好處的模型?！睌?shù)字孿生，是在數(shù)字領(lǐng)域中對物理系統(tǒng)的關(guān)鍵功能進行建模。物聯(lián)網(wǎng)傳感器測量影響人工智能算法的物理系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)。人工智能算法分析收集的數(shù)據(jù)，通過物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行器，推動實現(xiàn)物理領(lǐng)域的改進。數(shù)字孿生是支持MxD“處處進步”愿景的主要系統(tǒng)概念。數(shù)字技術(shù)正是在形成“信息-物理”的循環(huán)中，實現(xiàn)了最高目標和最大投資回報。美國最先進的制造企業(yè)將在自己的業(yè)務(wù)中實施數(shù)字孿生的概念作為數(shù)字制造的重點。因此，MxD策劃了一系列由成員推動的相關(guān)項目，并作為2019年戰(zhàn)略投資計劃的一個關(guān)鍵主題加以推廣。零散試驗臺、流程試驗臺和數(shù)字孿生MxD準備支持零散制造企業(yè)和流程制造企業(yè)，為每個制造企業(yè)量身定制項目和試驗臺。這些試驗臺將作為平臺，通過創(chuàng)建共享的實驗和演示工作空間，支持未年，MxD完成了能夠每日運行的零散制造試驗臺的初步開發(fā)。這是一個適應(yīng)性生產(chǎn)平臺，讓MxD可以籌劃戰(zhàn)略投資計劃中的項目所定義的

技術(shù)并消除風險。零散試驗臺生成帶有研究所愿景的MxD標志牌。這個過程和產(chǎn)品的目的，是讓研究所在正常工作時間內(nèi)，能夠幾乎連續(xù)運行試驗臺。試驗臺除了有自動進行加工后處理的機械臂外，還有一臺自動進料的數(shù)控機床。標志牌加工完成后，由機器人送到清洗干燥站進行清潔，到計量站進行測量，到序列標記站打標。這些標志牌會作為紀念品發(fā)給訪客和會員，切實體現(xiàn)“處處進步”。在本項目的初始階段，零散生產(chǎn)線是生產(chǎn)數(shù)據(jù)的寶貴來源。生產(chǎn)線的每一步，都會收集傳感器數(shù)據(jù)，幫助構(gòu)建零件和過程的數(shù)字足跡。提取機器控制器的信息，聚合到提取其他機器數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)的傳感器套件。后加工站上會安裝其他低成本傳感器套件，收集數(shù)據(jù)并提供特別適合中小制造企業(yè)和國防部相關(guān)工業(yè)基地的低成本技術(shù)范例。所有數(shù)據(jù)匯總到一個分析套件中，提供給實時參數(shù)面板，用實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行闡釋。我們努力用關(guān)鍵性能指標（例如設(shè)備總體效率、產(chǎn)量等）繪制較為綜合的圖表，同時也跟蹤零部件層次的數(shù)據(jù)，使特定標志牌的唯一數(shù)據(jù)也能可視化呈現(xiàn)。團隊把項目期間的最佳實踐和經(jīng)驗教訓(xùn)記錄下來，編成可參考執(zhí)行的操作手冊，幫助成員把儀器、自動化和實時數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用，經(jīng)濟節(jié)約地復(fù)制到自己的環(huán)境中。試驗臺要成為逼真的實驗室，支持下列項目元素涉及的多個實驗。將解決方案集成到1級或2級制造企業(yè)的環(huán)境中之前，可以先在MxD試驗臺上集成與工廠數(shù)字孿生相關(guān)的項目元素，研究傳感器、預(yù)測分析、人工智能、模擬和反饋循環(huán)的復(fù)雜集成，降低項目風險。試驗臺將在受控環(huán)境中用于收集經(jīng)驗、找出局限性，以便將來在任何工廠實施時，都可以借鑒可靠的經(jīng)驗基礎(chǔ)。由于數(shù)字主線不是限于工廠內(nèi)啟停，而是延伸到產(chǎn)品的整個生命周期上，因此這些試驗臺還將為實施其他重點領(lǐng)域的項目設(shè)計、供應(yīng)鏈、運營和可持續(xù)性解決方案提供接口。2018年第4季度，MxD開始設(shè)計和規(guī)劃專門的流程試驗臺。流程試驗臺面積預(yù)計約為1000平方英尺，可支持多個試驗?zāi)K或滑道。試驗?zāi)K或滑道可以各自獨立，也可以根據(jù)項目要求相互連接。模塊化滑道將作為項目技術(shù)試驗和演示的靈活平臺。一個真實的或模擬的水處理循環(huán)，可能是試驗臺中的第一個過程。水處理循環(huán)既可以實現(xiàn)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)的連續(xù)生產(chǎn)，也可以實現(xiàn)獨立循環(huán)，盡量減少資源消

耗，降低生態(tài)影響。MxD的未來工廠團隊，正在準備電氣、管道、安全、控制和通信基礎(chǔ)設(shè)施等試驗臺空間，支持下列項目和案例。下列項目要素通常涉及到在工廠環(huán)境中推進數(shù)字孿生的科學和實踐，目的是使生產(chǎn)的每個零部件或每個單位都進步，從而提高生產(chǎn)力。工廠數(shù)字孿生|項目1.開發(fā)使單個離散零部件或產(chǎn)品被標記的系統(tǒng)，為實現(xiàn)數(shù)字主線和數(shù)字孿生的作用奠定基礎(chǔ)。2.人工智能在計算機視覺和過程元數(shù)據(jù)中的應(yīng)用開發(fā)一種數(shù)據(jù)科學體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，能夠進行原位計量、全數(shù)字主線模式識別和實時反饋控制，以確保質(zhì)量。3.集成的數(shù)控機床數(shù)字孿生將MxD現(xiàn)有的研究能力和商業(yè)能力與基于實物的新模型相結(jié)合，開發(fā)多功能數(shù)控機床的數(shù)字孿生。4.預(yù)見性維護面向預(yù)測性維護解決方案的設(shè)計與實施，制定綜合性操作手冊。5.人工工作流數(shù)字孿生開發(fā)實時系統(tǒng)，用于精確測量、建模、調(diào)度和優(yōu)化制造系統(tǒng)的人機交互。6.面向高混合、小批量應(yīng)用的數(shù)字化過程優(yōu)化為流程工業(yè)開發(fā)數(shù)字系統(tǒng)，實現(xiàn)實時分析和自適應(yīng)過程優(yōu)化。7.面向流程數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集制定并執(zhí)行計劃，收集匯總構(gòu)建產(chǎn)品、工藝和輔助設(shè)備數(shù)字孿生所必需的所有傳感器數(shù)據(jù)。B.新型制造能力MxD除了通過數(shù)字孿生和自適應(yīng)反饋回路增強現(xiàn)有制造過程，還與先進制造機器人研究所達成合作，開發(fā)新型制造能力。MxD為這些項目帶來了閉環(huán)系統(tǒng)集成的專業(yè)知識，先進制造機器人研究所則具備專業(yè)的機器人技術(shù)。MxD成員的討論，確定了可以將高精度、低延遲激光跟蹤系統(tǒng)與具備各種末端執(zhí)行器制造能力的機器人相結(jié)合，可能會形成適應(yīng)性強的開放工作空間制造能力，特別適合于以前所未有的精度、低資本投入和周期構(gòu)建大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)。據(jù)國際機器人聯(lián)合會統(tǒng)計，2017年全球工業(yè)機器人銷量達到38.7萬臺，比2016年增加了31%。工業(yè)正推動自動化水平的提高，尋求將機器人用于新應(yīng)用。機器人通常可重復(fù)操作，動作靈活

又能達到高精度應(yīng)用所需的精度，例如激光切割、銑削、鉆孔、鉚接和精密助劑焊接。工業(yè)界目前正在探索更靈活的解決方案，例如，幾何比例各異的大批量零件，特別需要提高靈活性，降低成本和提高自適應(yīng)加工能力。當下的機器人可以高效執(zhí)行精度低的任務(wù)，重復(fù)性強。相反，數(shù)控機床則精度高，誤差極小。但是由于價格昂貴，專用工具和夾具的成本也高，數(shù)控機床通常不用于低精度產(chǎn)品。數(shù)控機床的運動自由度、最大工作空間和幾何形狀復(fù)雜的零件的加工能力都有限。到目前為止，工業(yè)界還未能填補低成本可重復(fù)機器人和高成本、高精度數(shù)控機床之間的空白。該項目的核心工作是將增強的6自由度激光跟蹤/計量系統(tǒng)與機器人控制器相結(jié)合，實現(xiàn)機器人末端執(zhí)行器的實時計量反饋和自適應(yīng)控制。6自由度激光跟蹤器通過在機器人與被操作零件之間建立笛卡爾坐標系，連續(xù)跟蹤并實時提供機器人末端執(zhí)行器的6自由度信息，實現(xiàn)零件的精確自適應(yīng)加工。該系統(tǒng)包括一個便攜式三維激光跟蹤器和一個安裝在機器人末端執(zhí)行器上的緊湊型主動靶。這種創(chuàng)新技術(shù)消除了運動、動態(tài)、熱和力引起的誤差所產(chǎn)生的變化，確保機器人的末端執(zhí)行器精確沿著需要的理想軌跡進行加工操作。一流激光計量性能使這種方法實現(xiàn)+/-50微米的定位精度的成本，可以低于數(shù)控機床的成本。這種方法不僅降低了成本，還可以實現(xiàn)減法銑削、鉆孔、鉚接、助劑焊接、原位計量等一整套全新的大規(guī)模高精度制造能力。由于激光跟蹤能力的成熟，市場上低成本、限制少的精密制造能力還有差距，所以MxD和先進制造機器人研究所解決這一難題正當其時。目標是形成一個軟硬件集成平臺，將機器人控制與精確定位功能結(jié)合起來。該系統(tǒng)是數(shù)字主線和數(shù)字孿生的突破性應(yīng)用。|項目1.開發(fā)結(jié)合激光跟蹤器實時跟蹤和機器人控制的系統(tǒng)，能夠在涉及大型和/或復(fù)雜組件的開放式工作空間中驅(qū)動高精度的制造操作。2.人工智能焊接的商業(yè)化實現(xiàn)自適應(yīng)閉環(huán)焊接能力的技術(shù)轉(zhuǎn)化。3.機器人G代碼自動生成直接從CAD文件中精簡信息進行機器人編程，實現(xiàn)復(fù)雜、精密的增、減材機器人制造。

C．國家制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全中心充滿活力的工業(yè)基礎(chǔ)，可以在和平與戰(zhàn)爭時期滿足國家關(guān)鍵需求，這是國家安全的頭等大事。2017年，美國制造企業(yè)的總產(chǎn)值為6.0萬億美元，占經(jīng)濟總量的31%。由于制造企業(yè)投資數(shù)字制造技術(shù)，助力實現(xiàn)美國制造業(yè)全球稱霸的目標，所以必須以強有力的網(wǎng)絡(luò)安全措施保護這些投資。美國制造業(yè)受到的網(wǎng)絡(luò)間諜攻擊占總量的35%，是受攻擊最大的領(lǐng)域。由于制造業(yè)會成為構(gòu)建經(jīng)濟競爭優(yōu)勢差異化的關(guān)鍵因素，所以數(shù)字制造技術(shù)的應(yīng)用，會擴大美國制造業(yè)遭受攻擊的范圍，同時對攻擊的吸引力也會提高。因此2018年第4季度，國防部向MxD發(fā)放種子資金，用于成立國家制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全中心。該中心要解決的最關(guān)鍵的領(lǐng)域，是加強中小制造企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全。中小制造企業(yè)占美國制造業(yè)國內(nèi)生產(chǎn)總值的90%以上，但是保護自身運營的資源極為有限。美國制造業(yè)極為零碎，98%的制造企業(yè)，其員工數(shù)量不多于500人，73%的制造企業(yè)，其員工數(shù)量不多于20人，很多制造企業(yè)缺乏具備必要技術(shù)技能的資源。國防部、商務(wù)部、能源部、國土安全部有許多政府活動，網(wǎng)絡(luò)安全問題研究之外的政府活動也很多?？捎玫纳虡I(yè)工具不計其數(shù)，主要是用于信息技術(shù)領(lǐng)域。但是制造企業(yè)，特別是占工業(yè)基礎(chǔ)絕大多數(shù)的中小型制造企業(yè)，動力不足，無法獲得按需定制的工具和培訓(xùn)。而大型制造企業(yè)和美國國防部，同樣需要提高自身業(yè)務(wù)和供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的彈性。動力不足，是因為不作為對商業(yè)的影響不明顯，而網(wǎng)絡(luò)威脅比對網(wǎng)絡(luò)威脅的認識增長速度更快。此外，以運營技術(shù)空間為目標的工具和培訓(xùn)稀缺。這類工具仍然需要采用消費類的簡單用戶體驗?zāi)Ｊ剑员阒圃旃S里不是網(wǎng)絡(luò)專家的大多數(shù)最終用戶能夠獲取和使用。最后，缺乏協(xié)調(diào)一致的國家體系來滿足這些需求，意味著美國利用網(wǎng)絡(luò)安全經(jīng)驗的速度趕不上威脅增長的速度。美國迫切需要一個國家制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全中心，連接和建設(shè)更有彈性的工業(yè)基礎(chǔ)。該中心將通過調(diào)整最佳網(wǎng)絡(luò)工具和培訓(xùn)，將各種規(guī)模的制造企業(yè)的獨特需求聯(lián)系起來。通過在制造企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中建立反饋回路，從而構(gòu)建持續(xù)改進的工業(yè)基礎(chǔ)，使從一處學到的經(jīng)驗不斷用于整個網(wǎng)絡(luò)。專注于這兩個關(guān)鍵優(yōu)先事項的中心，將使制造企業(yè)能夠真正改善制造的每個零部件——不僅提高生產(chǎn)力，也提高安全性。最終目標是以持續(xù)、可測量的方式減少行業(yè)漏洞和美國財富的危險比例。

國家制造業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全中心2019年計劃MxD在制造業(yè)國家網(wǎng)絡(luò)安全中心的初始階段，將成立一個咨詢委員會，引進關(guān)鍵資源，制定MxD的網(wǎng)絡(luò)安全路線圖，將優(yōu)先級高的案例整合到“未來工廠”中，形成現(xiàn)場培訓(xùn)和遠程培訓(xùn)體驗。年，MxD將重點啟動一個多階段試點項目，調(diào)整多種網(wǎng)絡(luò)安全工具，滿足制造企業(yè)的需求，然后將這些工具聯(lián)系起來，構(gòu)建一個低成本、易用的商用解決方案系統(tǒng)，共同持續(xù)改進中小制造企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全實踐。一個關(guān)鍵的優(yōu)先事項，是在解決方案集中建立財務(wù)和競爭激勵機制，激勵制造企業(yè)參與。通過該解決方案系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)，會使MxD能夠持續(xù)了解制造企業(yè)面臨的具體網(wǎng)絡(luò)安全挑戰(zhàn)，并策劃有針對性的操作手冊、培訓(xùn)計劃和解決方案，直接滿足這些需求。連續(xù)的反饋循環(huán)，將使MxD的設(shè)計非常重要，并且面向行動。對整個工業(yè)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)安全實踐來說，這是必不可少的。網(wǎng)絡(luò)安全工具試點項目MxD將與解決方案提供商合作完成一個多階段試點項目，調(diào)整現(xiàn)有解決方案，滿足制造企業(yè)的特定需求。除了與國家標準與技術(shù)研究所制造擴展伙伴關(guān)系網(wǎng)絡(luò)進行試點外，還將至少與MxD的1個頂級行業(yè)成員和6-9個不同規(guī)模的供應(yīng)商合作。這項工作的第一階段，將著重于形成對制造企業(yè)面臨的網(wǎng)絡(luò)安全風險的認識，然后為他們付諸行動創(chuàng)造內(nèi)在動力。提高制造企業(yè)的認識，將會通過部署云滲透測試工具，向制造企業(yè)展示漏洞，但是最初只是強調(diào)最關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)，以免制造企業(yè)知難而退，從而能夠?qū)崿F(xiàn)使其改進保護網(wǎng)絡(luò)安全做法的持續(xù)過程。與可以估計制造企業(yè)“風險價值”的工具聯(lián)系起來，通過一系列簡單直接的制造企業(yè)運營問題（例如收入、員工人數(shù)、行業(yè)和制造設(shè)備類型），估計公司在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)安全攻擊時的經(jīng)濟風險。隨著制造企業(yè)了解怎樣實施各種網(wǎng)絡(luò)安全做法會減少經(jīng)濟風險，并為投資于風險緩解工作找到必要的財務(wù)依據(jù)，風險價值指標將激勵制造企業(yè)采取行動。制造企業(yè)將能看到自己采取的行動降低了風險價值——給出進步的定量指標并使他們產(chǎn)生進一步改進的欲望。項目的第二階段，將在參與的制造企業(yè)防火墻后試點網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，進一步評估每家企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢，并確定有待改進的領(lǐng)域。同時，MxD將致力于改進并擴展“網(wǎng)絡(luò)安全面板”的功能?！熬W(wǎng)絡(luò)安全面板”是MxD項目15-01-02開發(fā)的

商用自評估工具。重點將是形成用戶體驗，簡化網(wǎng)絡(luò)專家以外的人進行自評估的過程。經(jīng)驗性測試工具和自評估面板中，將建立一個政策模板和最佳實踐的資源庫，幫助制造企業(yè)完成特定的風險緩解工作。資源庫的建設(shè)，將利用來自國家標準與技術(shù)研究所及其他機構(gòu)的現(xiàn)有知識，以后還會制作操作指南和視頻操作指導(dǎo)，根據(jù)需求程度給制造企業(yè)排列優(yōu)先順序，并提供其他支持。試點的最后一個階段，將把通過云滲透測試、設(shè)備和風險價值工具獲取的經(jīng)驗數(shù)據(jù)鏈接到自評估面板上。把這些工具連接在一起大有好處。例如，把云滲透工具和設(shè)備的經(jīng)驗數(shù)據(jù)鏈接起來，可以根據(jù)觀測經(jīng)驗自動完成很多自評估問題。這不僅大大縮短了完成自評估的時間，也提高了響應(yīng)的準確性——因為這個過程基于真實數(shù)據(jù)，并會通過自動更新反映網(wǎng)絡(luò)安全做法的變化。此外，用制造企業(yè)的特定網(wǎng)絡(luò)安全做法自動完善模型，會使風險價值的計算更加精確。通過這一試點，網(wǎng)絡(luò)安全中心將生成參與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全實踐的寶貴數(shù)據(jù)，并且能夠用多個指標來顯示其網(wǎng)絡(luò)安全實踐的量化改進，例如總體風險價值降低的比例和國家標準與技術(shù)研究所800-171特定控制的合規(guī)性提高的比例等。在試點的每個階段，MxD會成為試點企業(yè)和解決方案提供商之間的橋梁，確保理解并解決中小制造企業(yè)面臨的真正限制，鼓勵應(yīng)用。計劃的解決方案集將收集反饋信息，幫助在試點之后打造成不斷改進的商用工具系統(tǒng)。這項工作可以開發(fā)出一個框架，日后用于認證和評估制造企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案。MxD想借助于國家標準與技術(shù)研究所的制造擴展伙伴關(guān)系網(wǎng)絡(luò)和MxD的原始設(shè)備制造商成員網(wǎng)絡(luò)，進入中小制造企業(yè)市場。隨著工具應(yīng)用的增多，網(wǎng)絡(luò)安全中心將把數(shù)據(jù)用于為中小制造企業(yè)界提供寶貴的基準。對于國家標準與技術(shù)研究所800-171的每項控制，制造企業(yè)將能夠看到自己的做法與同行的異同。當網(wǎng)絡(luò)安全成為競爭優(yōu)勢的來源時，對網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)注會提高，進而不斷改善整個工業(yè)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢，這對美國的國家安全和保護美國日益擴大的數(shù)字經(jīng)濟優(yōu)勢至關(guān)重要。|1.網(wǎng)絡(luò)安全工具試點項目MxD將與解決方案提供商合作，完成多階段試點項目，調(diào)整現(xiàn)有解決方案，滿足制造企業(yè)的特定需求。除了與國家標準與技術(shù)研究所的制造擴展伙伴關(guān)系網(wǎng)

絡(luò)進行試點外，還將至少與MxD的1個頂級行業(yè)成員和6-9個不同規(guī)模的供應(yīng)商合作。2.網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)構(gòu)建并測試安全架構(gòu)，滿足工業(yè)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)安全需求，包括既生產(chǎn)秘密零部件也生產(chǎn)非密零部件的制造企業(yè)。D．勞動力發(fā)展計劃增強的制造過程只有在與之相匹配的勞動力支持下才能發(fā)揮更大益處。技術(shù)型勞動力能夠設(shè)計和實施數(shù)字制造的技術(shù)進步，對于制造商利用新興工藝改進制造能力至關(guān)重要。2019年，MxD勞動力發(fā)展計劃的重點，將是確定未來制造業(yè)必需的工作崗位、工人上崗所需的培訓(xùn)、工人適應(yīng)崗位所需的工具。戴爾未來研