一、大限度军援突显好意思国防制造业产量不及和生态系统脆弱
好意思国国防部在2022年发布的《国防工业基础里面的竞争情状》答复指出，好意思国国防承包商大限度统一，数目由51家缩减至5家，要害国防时刻可能只好一个主要出产商，好意思国防制造生态系统脆弱，照旧要挟到主要火器系统的供应。Defense news 2024年2月著述称，俄乌干戈和巴以突破等对好意思军事装备的需求给好意思国防制造业带来了一定压力，且每每出现供不应求的情状。大欧好意思理事会著述称，一朝与中国开战，好意思国可能靠近弹药短少。好意思国防制造业存在的空腹化趋势彰着、供应商数目束缚缩减、东谈主才短少和全体产量不及等问题突显，让好意思国政府深切意志到增强国防制造才智的进犯性。
伸开剩余91%2024年1月，好意思国国防部发布历史上首份《国防工业战术》草案，明确提议要加强国防供应链韧性和国防制造东谈主才培养，并在国防工业原料和要害零部件供应链上剥离中国。但是，仅依靠好意思国传统制造业难以在短期内已毕这一盘算。搞定好意思国防制造业产量和相识性问题的一个紧要技能是自便鼓吹先进制造时刻的研发和落地，尤其是和会制造。
二、和会制造具备多项时刻上风，受好意思国两党自便扶植
和会制造是集成增材制造（3D打印）、减材制造、变质/变形制造、热处理和检测系统等多个先进制造时刻的智能制造系统，该时刻强调各模块之间的纠合与协同使命，通过数字制造线程将各系统纠合，以培植出产速率。相较于传统制造工艺，该时刻具备以下特色：
自界说进度高，加快国防装备研发和原型设想。和会制造主要依赖增材制造时刻已毕，该时刻因自主性强和制酿资本低被普通应用于原型设想中。在国防装备研发和快速迭代的过程中，不需要制造相应的模具或窜改加工工艺，大幅减少了在研发和原型设想阶段的时分损耗。
多工艺协同操作，提高国防装备制造效果。传统制造业需要通过单独的规矩处理法子进行拼装、整理和包装，无法窜改规矩或同步进行。此外，各经由由不同的东谈主员或组织郑重，不同经由之间的运载与顶住过程也会存在迥殊的时分损耗。和会制造可已毕多工序协同操作，如在增材制造的过程中同步进行对部件结构毁伤的检测，一朝发现问题可立即修改或住手进行后续经由，造谣时分损耗。
小批量出产资本低，扶植中小企业发展。传统制造业出产需要波及高额的开模用度，这笔用度将分担到每个居品的资本中。出产数目越少，每件居品的资本也就越高，进而导致其销售价钱过高，造谣中小企业相应居品的市集竞争力。而和会制造依赖增材制造加工居品，幸免了传统制造业的开模过程，有助于中小企业的发展。
一体化出产时刻，褪色零部件供应问题。好意思国国防制造供应链严重依赖国外零部件，零部件供应链容易受到过问。好意思国防部2022年2月发布的《确保国防要害供应链的安全》答复泄露，好意思国防制造业需要从国外尤其是是从中国大宗入口铸件，用于火器系统和关系机床的制造。国防部称，逾越800架F-35搏斗机使用了一种好意思法则律和国防部条例明令圮绝的中国出产的合金材料。和会制造时刻可已毕从原材猜想最终制品的一体化出产，褪色了好意思国国内相应零部件出产线短少导致的国防装备产量受限的问题。
出动性强，已毕要害部件的现场制造。和会制造时刻使用原材料主要为金属丝、金属粉末和团员物，规格长入且便于运载。此外，和会制造系统尺寸小，可出动性强。举例，澳大利亚企业SPEE3D出产的远征制造单位将所有这个词这个词和会制造系统集成在两个集装箱内，已毕了舟师作战环境下的要害零部件的现场制造。
全经由数控，造谣操作主谈主员时刻和数目要求。和会制造时刻通过使用数控线程将多种开拓长入，已毕多工序集成、全数控操作，操作主谈主员不需要掌执每个工艺的具体技能。相较于传统多线程制造业，该时刻大幅造谣了对操作主谈主员技能和数目的要求。
为搪塞好意思国防制造业产量不及的问题，特朗普政府和拜登政府均出台了关系政策饱读舞发展先进制造产业，如增材制造、数控机床、复合材料出产和AI等，为和会制造的出现与赶快发展树立了基础。
2018年10月，特朗普政府发布《先进制造业洽商力战术》，强化中袖珍制造商在先进制造业中的作用、饱读舞制造业立异的生态系统、加强国防制造业基础。《先进制造业洽商力战术》提议优先发展智能与数字制造，已毕从设想到零部件的一体化出产，温煦各制造模块和平台之间的集成，强调了发展先进工业机器东谈主和增材制造时刻。
2022年10月，拜登政府发布《先进制造业国度战术》将增材制造时刻、恶劣环境条目下的制造时刻、提高制造协同才智和已毕智能制造无缝整合列为开发先进制造时刻的具体盘算。2024年的《先进制造国度战术》又强调了将增材制造与智能制造平台相衔尾，通过狡计和数据驱动提高材料设想和加工才智。应用场景进一步明确为天际制造零部件，并衔尾机器东谈主时刻增强深空探索才智。
现在，正在进行和会制造关系商讨机构包括但不限于好意思国国度航空航天局（NASA）、好意思国陆军坦克汽车与装备司令部（TACOM）、好意思国空军商讨执行室（AFRL）、好意思国国度圭臬与时刻商讨院（NIST）、好意思国能源部橡树岭国度执行室（ORNL）和面向改日轻量化立异中心（LIFT）。
三、和会制造在好意思国防制造业的典型应用
好意思国防制造关系商讨机构和企业照旧开发出和会制造时刻，部分居品照旧干预使用。
（一）好意思舟师与澳大利亚企业融合，通过和会制造已毕要害零部件现场制造
好意思国舟师与澳大利亚金属3D打印机制造商SPEE3D融合缜密。SPEE3D自2014年以来一直商讨金属增材制造和和会制造时刻，并于2024年6月在好意思国建筑制造中心。该企业与好意思国、欧盟、英国和澳大利亚等国度海、陆、空军事国防部门存在密切关系，并于2023年11月向乌克兰军方提供3台WarpSPEE3D打印机，使乌克兰戎行好像在数小时内快速制造军事装备的要害部件。
2024年11月，SPEE3D推出新式和会制造开拓，称为远征制造单位（EMU）。EMU将XSPEE3D高速金属3D打印机与SPEE3Dcell后处理单位衔尾在两个尺寸为6.2米×2.6米×2.6米的集装箱，分量折柳为12500千克和8000千克，可通过卡车、汽船或飞机部署。此外，SPEE3Dcell还为3D打印机配备了双热处理炉、数控铣床和测试器具，确保无缝现场加工和质料放手。该系统好像出产40千克的大型金属部件，使用材料包括镍铝青铜（NAB）、铜和不锈钢，可知足海事应用的耐用性和耐腐蚀性需求。该开拓使好意思国舟师和国防工业好像在偏远和恶劣环境中出产紧要金属部件，简化供应链从而减少对漫长物流的依赖并镌汰交货时分。
SPEE3D远征制造单位
（二）好意思陆军的兵工场正在向和会制造转型，将和会制造视为改日15年的盘算
好意思国陆军也自便促进增材制造时刻与其他开拓和会。此前好意思国陆军一直使用增材制造时刻进行原型设想，领有一定的商讨教养。位于先进和和会制造中心性带底特律的好意思国陆军兵工场正在开发和会制造新法子，以更好地出产作战所需的零件和系统，并使用工业放手网罗和时刻在出产过评估部件的质料，以便在制造过程的早期识别和摈斥残障。
在该工场中，传统制造（笔据制造法子和材料在单独的出产链中启动）向和会制造（将凭空制造、制造经由、过程监控和放手以及异质材料衔尾在一个平台上以出产功能开拓和组件）的演变正在进行中。和会制造不错提高零件数目和库存及现场可用性的纯真性，并改善零件本性，使其在恶劣情况下可用、耐用且性能更好。
TACOM达伦·沃纳少将称，在国防工业中，开拓之间的纠合和和会时刻是要点，和会制造是陆军改日15年的主要盘算。TACOM制定了以下两个战术盘算：（1）增强战术扶植界限的供应链反应才智，出产工业基地使用的零部件；（2）增强改日陆军的先进制造才智，在战役和战术需求点的环境下出产零部件，减少后勤保险，同期提高战备水平。
（三）NASA的和会制造集成了东谈主工智能和数字孪生，辛劳于培植原位资源应用和深空探索才智
NASA的天际高速公路在轨管事、拼装和制造（OSAM）战术中也强调了和会制造时刻，商讨东谈主员和会东谈主工智能、机器东谈主、增材制造和数字孪生等时刻拟进行航天器在轨维修、安装和制造，并于2022年3月通过了要害性设想审查，展示了使用机器东谈主为卫星补充燃料的才智过火装备制造时刻。2024年6月，NASA资助6家波及3D打印时刻袖珍企业团队，包括3D打印碳化硅空间光学器件、在轨3D打印及时监测、空间大型桁架3D打印时刻等。这些资助将有助于提高原位资源应用才智，从长途毕在天际现场制造复杂且可靠的组件。
NASA天际机器东谈主
（四）ORNL开发和会制造平台，有助于加强好意思国脉土制造业基础
ORNL的出产示范设施（MDF）在增材制造、智能制造、复合材料出产、机械加工与机床和和会制造平台方面领有大宗的商讨教养和关系时刻东谈主员。2024年9月，MDF开发出新式和会制造平台Future Foundrie，将电弧增材制造、热处理、检测和加工系统等多个先进制造系统集成到一个平台中，且具有的模块化、纯真性、可膨胀性、经济性、可移植性和定制才智。各个系统通过智能制造线纠合起来，并已毕各个系统之间的通讯。该和会制造平台为操作员提供愈加系统的数据，镌汰了出产时分，增强了材料性能，并简化了从原型设想到本色部署的过渡，为改日的工艺修订提供了紧要参考。该开拓可已毕风力涡轮机齿轮的维修和使用锻造材料出产部件等应用。Future Foundries提供了一种补充好意思国现存锻造设施的法子，尤其有助于袖珍企业进行居品制造，以及提高要害能源部件等原土制造。同期，这项时刻将有助于加强好意思国制造业基础并扶植国度安全。
ORNL和会制造平台Future Foundries
四、改日发展趋势
总体来看，好意思国和会制造时刻有以下发展趋势：
智能化。和会制造将引入AI和数字孪生时刻，已毕对制造的全经由动态可视化监测，并通过AI大数据模子融合优化各工序旅途，培植全体制造效果。好意思国2024年《先进制造业国度战术》强调了先进的传感、放手时刻在制造业的应用，推动数字孪生时刻的发展，进而通过AI大模子分析数字孪生模子数据，优化制造工艺从而培植好意思国防制造产量。改日和会制造全过程的数字化和智能化水平将提高。
袖珍化。好意思国开发先进制造时刻的要害盘算之一是已毕要害零部件的现场制造，以此开脱作战环境下关于传统供应链的依赖，同期已毕天际制造替换部件和天际基础设施，重迭使用、回收、再制造要害部件。这两点需求均需确保和会制造开拓的袖珍化和可出动性。改日，和会制造系统尺寸将持续削弱，可出动性增强，以已毕“战壕工场”和“天际制造”等理念。
多材料和会。现存和会制造开拓使用均为单一材料，如镍铝青铜、铜、不锈钢和纤维复合材料，仅可完成单一材料部件的出产。而本色结构如天际基础设施往往是铝合金和纤维复合材料等多种材料的组合，改日的和会制造或将专注于不同材料之间的纠合。
五、启示
面前，好意思国国防制造业发展的底层逻辑从以资本为中心的公共化方法，更动为追求供应链和产业链安全，争相发展原土制造业。和会制造时刻褪色了好意思国在发展国防制造业时低水平基础部件出产线和劳能源不及的短板，有助于其已毕国防装备全经由原土化。改日，好意思国政府将加大AI在和会制造中的应用，改善各工艺和经由之间的融合情状，进一步提高出产效果。我国在AI的应用界限领有一定基础，但AI与先进制造时刻之间的和会还有不及之处，好意思和会制造时刻对我有紧要参考价值。
参考文件
[1] Convergent Manufacturing: A Future of Additive, Subtractive, and Transformative Manufacturing [M]，Proceedings of a Workshop （2022） ISBNs: Paperback: 978-0-309-68588-7 Ebook: 978-0-309-68618-1 DOI: https://doi.org/10.17226/26524
[2] NASA. NASA’s Robotic OSAM-1 Mission Completes its Critical Design Review [EB/OL]. （2024-12-9）
https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/goddard/nasas-robotic-osam-1-mission-completes-its-critical-design-review/
[3] ORNL. ORNL debuts convergent manufacturing platform at IMTS 2024 [EB/OL].（2024-12-9）
https://www.ornl.gov/news/ornl-debuts-convergent-manufacturing-platform-imts-2024
[4] 严瑾怡.透视面前好意思国军工企业产能不及的局面及成因[EB/OL].（2024-12-9）
https://ciss.tsinghua.edu.cn/info/wzjx_mggc/6411
[5] Adam Kozloski. In a war against China, the US could quickly exhaust its weapons. A new Indo-Pacific defense initiative might be the answer. [EB/OL]. （2024-12-9）
https://www.atlanticcouncil.org/blogs/new-atlanticist/in-a-war-against-china-the-us-could-quickly-exhaust-its-weapons-a-new-indo-pacific-defense-initiative-might-be-the-answer/
[6] Gregory C. Allen and Doug Berenson. Why Is the U.S. Defense Industrial Base So Isolated from the U.S. Economy? [EB/OL]. （2024-12-9）
https://www.csis.org/analysis/why-us-defense-industrial-base-so-isolated-us-economy
[7] DoD, Securing Defense-Critical Supply Chains [EB/OL]. （2024-12-10）
https://media.defense.gov/2022/Feb/24/2002944158/-1/-1/1/DOD-EO-14017-REPORT-SECURING-DEFENSE-CRITICAL-SUPPLY-CHAINS.PDF.
[8] Anthony Capaccio,“ F-35s All Contain Banned China-Made Alloy Pentagon Says,” Bloomberg, [EB/OL]. （2024-12-10）
https://www.bloomberg.com/news/articles/2022-09-09/f-35s-all-contain-china-made-alloy-banned-by-law-pentagon-says.
[9] Vanesa Listek. 2024 NASA Grants Feature Top 3D Printing Tech [EB/OL]. （2024-12-10）
https://3dprint.com/310617/2024-nasa-grants-feature-top-3d-printing-tech/
作家简介
王浩然国务院发展商讨中心国际时刻经济商讨所商讨五室
商讨观点：新材料和先进制造界限前沿时刻追踪、政策商讨
裁剪丨郑实
商讨所简介🦄开云彩票(中国)官方网站
发布于：北京市