美国国防部制造技术项目战略计划

美国国防部制造技术项目战略计划



[据船舶601所综合报道] 2009年4月，美国国防部公布 美国国防部制造技术项目战略计划。这份战略计划是基于2008财年国防授权法案第238条的附加10 U.S.C 2521（e）项目要求，制定的制造技术项目5年战略计划，每2年更新一次。 这份计划在2009财年生效。

负责先进系统和概念的国防部副部长办公室与联合国防制造技术委员会紧密合作，与来自于各军种(陆军、空军、海军)的制造项目领导部门和相关的国防局（国防后勤局、导弹防御局）一起，共同起草这份战略计划。

美国国防部制造技术项目战略计划——内容提要——评估项目效能的

评估项目效能的机构：

在三种层面上评估项目效能的机构并不相同。
1. 在项目执行层面上，由各军种部门和所参与的国防部各局承担。每年对制造技术项目进行一次评估，以保证：
· 每个项目都具有具体的成本、进度、性能和技术转化目标计划。
· 每个项目都的里程碑审查由政府项目经理执行，以评估项目进度。
· 每个项目经理制定并坚持技术转移方案，包括具体的制造需求、临时和最终的用户、转移进度和转移度量。
· 每个项目都能够使制造技术项目小组与主要的技术转移目标（后勤中心、船厂、公司活工业部门）间开展有效的合作。

2. 在业务协调层面上，由JDMTP和其下属委员会承担。
每年10月，JDMTP下属的委员会向JDMTP提交项目审查总结，每个项目用1-5级标准评估如下5个方面：用户需要和受益程度、技术度量、项目进程、技术转移、资源杠杆和共享。

3. 在政策和监督层面上，由OSD承担
OSD有责任向国会递交报告，反应制造技术性能和执行情况，以及递交两年一度的战略计划更新。

美国国防部制造技术项目战略计划——内容提要——制造技术的地位

制造技术的地位：
制造技术的目的是提高向国防部提供高质量的物资和服务、生产能力、技术、商业实践和人力资源。制造技术项目是连接技术创新和工业应用的纽带，并有效降低国防部采办经费。最近一份向国会提交的报告中指出，2003到2005财年间，超过100项受资助的项目，成功得使预算避免了超过63亿美元的浪费。

国防部办公室（OSD）制造技术主管和联合国防制造技术委员会（JDMTP）制定了四项政策制定和资源配置原则。
1. 在宽限期内确定国防制造最重要的需求，并做出改变
2. 把制造研发过程转移到生产应用中去
3. 解决普遍存在的制造问题，并针对整个工业部门寻找解决方案
4. 在工业面临普遍的风险之前确定制造技术需求

这些原则应用于国防部制造技术投资中，投资金额如下表所示：

项目 2009财年（已证实） 2009财年总统预算（百万美元）
2010 2011 2012 2013
国防部制造科学与技术 18.4 14.9 19.9 19.9 24.8
陆军制造技术 91.1 69.6 70.2 71.7 73.4
海军制造技术 61.9 58.6 56.5 60.0 60.6
空军制造技术 56.5 40.5 40.8 41.6 42.5
国防后勤局制造技术 55.3 20.8 21.3 21.7 22.0
导弹防御局制造技术 33.3 38.6 47.6 44.8 45.5
总计（不包括MDA
制造和生产预算） 283.2 204.4 208.7 214.9 223.3

其中2010到2013财年的预算为总统预算，一般来说国会会适当增加这部分的预算。如下图所示的1992-2013财年制造技术项目投资概况中，红色部分为投资基线，即总统预算。黄色部分为国会追加预算。




美国国防部制造技术项目战略计划——内容提要——战略推动和使能

战略推动和使能目标：

制造技术计划为未来5年确定了战略方向，并平衡了传统意义上强调加工和装配技术解决方案与现在主动为国防制造需求提供保障之间的关系。下面列举了4项战略推动以及其使能目标。

战略推动1 ：有效的管理并提供加工和装配技术解决方案
使能目标1.1：协调投资进程，有效管理制造技术的发展和转化。
使能目标1.2：及时有效地提供国防所需的加工和装配技术解决方案

战略推动2 ：主动为高度合作的国防制造企业提供保障
使能目标2.1：通过技术创新促进合作与成果共享
使能目标2.2：通过国防工业基础传播制造技术项目成果

战略推动3：主动为制造能力和制造过程成熟度提供保障
使能目标3.1：制定有效的政策和惯例来评估并提高制造准备等级
使能目标3.2：把制造能力设计集成到国防采办周期中
使能目标3.3：与项目执行办公室和工业部门一起对制造技术所强调的成本降低目标进行结构化分析。

战略推动4：主动为健康有效的国防制造基础设施和人力资源提供保障
使能目标4.1：主动推进制造基础设施和管理系统的投资和创新
使能目标4.2：为能力强、受过良好教育和培训的从业人员提供保障

美国国防部制造技术项目战略计划——内容提要——评估项目效能的

评估项目效能的机构：

在三种层面上评估项目效能的机构并不相同。
1. 在项目执行层面上，由各军种部门和所参与的国防部各局承担。每年对制造技术项目进行一次评估，以保证：
· 每个项目都具有具体的成本、进度、性能和技术转化目标计划。
· 每个项目都的里程碑审查由政府项目经理执行，以评估项目进度。
· 每个项目经理制定并坚持技术转移方案，包括具体的制造需求、临时和最终的用户、转移进度和转移度量。
· 每个项目都能够使制造技术项目小组与主要的技术转移目标（后勤中心、船厂、公司活工业部门）间开展有效的合作。

2. 在业务协调层面上，由JDMTP和其下属委员会承担。
每年10月，JDMTP下属的委员会向JDMTP提交项目审查总结，每个项目用1-5级标准评估如下5个方面：用户需要和受益程度、技术度量、项目进程、技术转移、资源杠杆和共享。

3. 在政策和监督层面上，由OSD承担
OSD有责任向国会递交报告，反应制造技术性能和执行情况，以及递交两年一度的战略计划更新。

美国国防部制造技术项目战略计划——总结

总结：

国防部的制造技术项目在过去长期的实践中已经证实了其价值，在面临21世纪制造环境的变化时，制造技术项目已经改变其战略和目标，不仅保持了对工厂车间先进加工和装配技术的重视，同时还在企业和供应链层面，在设计和制造成熟度评估和制造人力资源方面，提供了积极的保障。制造技术项目战略的愿景是“实现一个反应迅速的、世界级的制造能力，在整个国防系统寿命周期内，迅速满足战争需要并具有经济可承受性”。（船舶工业综合技术经济研究院 子山木）


美国国防部制造技术项目战略计划——附录——投资领域和研究方向

目前制造技术投资领域和研究方向：

以下是目前制造技术项目所感兴趣的领域，这些技术领域包括目前和未来的项目投资，也包括暂未获得资助但满足未来作战能力需要的领域。这些技术领域目前被分成三个─电子、复合材料和金属材料，在每个领域下又进行分类。

电子投资领域

· 射频器件：
─ 有源相控阵天线所用的射频器件/模块，包括移相器、SiC/GaN器件和单片式微波集成电路。
─ 经济可承受的数据链所需的射频组件
─ 具有一定产量、可靠性和经济可承受性的宽禁带材料（基底）质量改良制造
─ 射频模块所需的热管理材料、器件和流程
─ 混合半导体/真空电子器件微波功率模块

· 电力和能源
─ 高功率、高能量密度的锂离子电池，为平台机动性和无声观测平台性能提供保障
─ 舰载电源和电力飞行器所用的SiC高功率开关器件的装配和高温封装
─ 高功率模块所需的热管理材料、器件和流程
─ 便携、机动和车载燃料电池
─ 应用在C4ISR系统中的高能一次性电池
─ 应用在武器系统中的蓄电池

· 红外/光电子
─ 士兵系统所需的下一代非制冷红外探测器
─ 第三代红外制冷器制造技术
─ 高功率SiC PiN二极管制造
─ 高分辨率微型显示器件
─ 反红外直接探测所需的多波段中红外激光器
─ 下一代通信系统（例如从软件角度定义的下一代通信系统，或者光通信系统）
─ 增加大面元长波红外传感器的产量
─ 长波红外战术和战略应用的替代探测材料（例如 应变层超晶格材料）

· 微机电系统
─ 低成本、高加速度、高精度的基于MEMS的惯性测量组件和引信技术所需的MEMS安全系统
─ 低成本、高可靠性射频MEMS器件

· 纳米技术
─ 应用于高功率电源和备用电源的碳纳米管增强型超电容器
─ 基于碳纳米管的三维太阳能电池

· 传感器
─ 应用于可灵活装卸士兵系统的可弯曲显示器
─ 可植入复合材料的传感器和网络
─ 应用于可植入系统监测所需的低成本、高可靠性、三维电子印刷传感器
─ 低温、低功率LCD显示器

· 封装
─ 延缓部件功能退化所需的先进微电路仿真
─ 高功率、高密度互联技术
─ 高温无源组件
─ 高温电源封装（280摄氏度）
─ 具有高G值的基层MEMS封装
─ 无铅封装：探索新材料解决方案，公布标准，维修/改装流程，控制供应链
─ 无焊剂组件和组装
─ 具有高热导率的低成本轻质电子防护外壳

美国国防部制造技术项目战略计划——附录——投资领域和研究方向


复合材料投资领域

· 透明/低可见
─ 提高飞行器玻璃窗质量，延长飞行器座舱盖的寿命周期，降低生产周期和成本
─ 飞机用低可见度涂层，降低低可见度材料的应用和维护时间和成本

· 装甲
─ 透明尖晶石装甲，提高生产大型的装甲能力，增强弹道防护能力
─ 采用经济可承受的新型材料和设计，提高头盔的防护性能

· 结构
─ 复合结构中的可植入传感器，目的是为研发和验证新型的把传感器网络集成到复合航空结构组件中的制造技术
─ 扩大在基础结构设计中的经济可承受性结构技术
─ 直升机结构和传动链的复合材料结构，以降低重量
─ 电子战系统、地面移动目标指示器、全方位态势感知系统的孔径集成/植入

· 海洋复合材料
─ 舰船和潜艇所用的大型海洋复合材料，其面积大、厚度薄。
─ 复合材料和金属材料的焊接性能

· 高温
─ 研发陶瓷基复合材料，目的是增强推进系统的经济可承受性，降低发动机重量，提高发动机性能并为发动机的发展提供更大的空间
─ 二级结构所用的高温（高于500华氏摄氏度）有机物基复合材料

美国国防部制造技术项目战略计划——附录——投资领域和研究方向

金属投资领域

· 先进材料
─ 金属合金等效材料：用新的具有丰富供应链资源的金属合金，取代过时的和已停产的合金材料，这要求完善技术手册中统计充分的数据。
─ REACH（关于化学品注册、评估、授权与限制制度）所需的替代材料：符合全球关于有害材料的政策要求，特别在防腐材料方面。

· 先进/智能加工
─ 智能加工网络模型和标准
─ 先进精确和薄壁加工
─ 精确三维结构机扑钻孔
─ 能够思考的智能机床，保证从设计到生产结束整个过程准确无误

· 焊接
─ 金属和陶瓷装甲材料的焊接，增强焊接效率和强度
─ 流动摩擦焊接
─ 船厂的焊接精度：在造船过程中增加焊接的精度和配合程度
─ 备用填充材料钛焊/钎焊
─ 钢铁加工所需的高效气体金属弧焊接/合成流程
─ 造船平台和结构的畸变控制
─ 轻型地面车辆制造
─ 轻质合金的先进铸造流程，也就是烧蚀流程、连续纤维加固、颗粒增强等。
─ 经济可承受的结构和附加式装甲，轻型装甲和地面车辆所需的钛合金，为未来战斗系统车辆提供经济可承受性的装甲制造，满足未来强化装甲大规模应用的需要
─ 装甲和防护材料所需的下一代金属基复合材料

· 铸造和锻造
─ 持续明显地减少铸造工业的固有铸造周期时间限制，进行经济可承受的铸造创新
─ 锻造工业数据库：利用锻造供应链数据库降低成本
─基于性能的非破坏性检测标准
─ 制造和性能评价所需的铸造设计
─ 铸造生产和性能建模
─ 提高对重量敏感的合金性能
─ 免工具制造
─ 后处理，例如用于高强度钢铸造的热均压技术

美国国防部制造技术项目战略计划——附录——各领域投资比例

各个军种和国防部下属相关部门制造技术领域投资比例概况，图中绿色、蓝色、灰色和黄色部分分别代表：复合材料、电子、金属、其他领域的投资

1. 国防部制造科学与技术投资（08-09财年平均投资比例）
2. 陆军制造技术投资（07-09财年平均投资比利）
3. 海军制造技术投资 （07-09财年平均投资比例）
4. 空军制造技术投资（08-09财年平均投资比例）
5. 国防后勤局制造技术投资（07-09财年平均投资比例）