美國國防部製造技術項目戰略計劃

美國國防部製造技術項目戰略計劃



[據船舶601所綜合報道] 2009年4月，美國國防部公布 美國國防部製造技術項目戰略計劃。這份戰略計劃是基於2008財年國防授權法案第238條的附加10 U.S.C 2521（e）項目要求，製定的製造技術項目5年戰略計劃，每2年更新一次。 這份計劃在2009財年生效。

負責先進係統和概念的國防部副部長辦公室與聯合國防製造技術委員會緊密合作，與來自於各軍種(陸軍、空軍、海軍)的製造項目領導部門和相關的國防局（國防後勤局、導彈防禦局）一起，共同起草這份戰略計劃。

美國國防部製造技術項目戰略計劃——內容提要——評估項目效能的

評估項目效能的機構：

在三種層麵上評估項目效能的機構並不相同。
1. 在項目執行層麵上，由各軍種部門和所參與的國防部各局承擔。每年對製造技術項目進行一次評估，以保證：
· 每個項目都具有具體的成本、進度、性能和技術轉化目標計劃。
· 每個項目都的裏程碑審查由政府項目經理執行，以評估項目進度。
· 每個項目經理製定並堅持技術轉移方案，包括具體的製造需求、臨時和最終的用戶、轉移進度和轉移度量。
· 每個項目都能夠使製造技術項目小組與主要的技術轉移目標（後勤中心、船廠、公司活工業部門）間開展有效的合作。

2. 在業務協調層麵上，由JDMTP和其下屬委員會承擔。
每年10月，JDMTP下屬的委員會向JDMTP提交項目審查總結，每個項目用1-5級標準評估如下5個方麵：用戶需要和受益程度、技術度量、項目進程、技術轉移、資源杠杆和共享。

3. 在政策和監督層麵上，由OSD承擔
OSD有責任向國會遞交報告，反應製造技術性能和執行情況，以及遞交兩年一度的戰略計劃更新。

美國國防部製造技術項目戰略計劃——內容提要——製造技術的地位

製造技術的地位：
製造技術的目的是提高向國防部提供高質量的物資和服務、生產能力、技術、商業實踐和人力資源。製造技術項目是連接技術創新和工業應用的紐帶，並有效降低國防部采辦經費。最近一份向國會提交的報告中指出，2003到2005財年間，超過100項受資助的項目，成功得使預算避免了超過63億美元的浪費。

國防部辦公室（OSD）製造技術主管和聯合國防製造技術委員會（JDMTP）製定了四項政策製定和資源配置原則。
1. 在寬限期內確定國防製造最重要的需求，並做出改變
2. 把製造研發過程轉移到生產應用中去
3. 解決普遍存在的製造問題，並針對整個工業部門尋找解決方案
4. 在工業麵臨普遍的風險之前確定製造技術需求

這些原則應用於國防部製造技術投資中，投資金額如下表所示：

項目 2009財年（已證實） 2009財年總統預算（百萬美元）
2010 2011 2012 2013
國防部製造科學與技術 18.4 14.9 19.9 19.9 24.8
陸軍製造技術 91.1 69.6 70.2 71.7 73.4
海軍製造技術 61.9 58.6 56.5 60.0 60.6
空軍製造技術 56.5 40.5 40.8 41.6 42.5
國防後勤局製造技術 55.3 20.8 21.3 21.7 22.0
導彈防禦局製造技術 33.3 38.6 47.6 44.8 45.5
總計（不包括MDA
製造和生產預算） 283.2 204.4 208.7 214.9 223.3

其中2010到2013財年的預算為總統預算，一般來說國會會適當增加這部分的預算。如下圖所示的1992-2013財年製造技術項目投資概況中，紅色部分為投資基線，即總統預算。黃色部分為國會追加預算。




美國國防部製造技術項目戰略計劃——內容提要——戰略推動和使能

戰略推動和使能目標：

製造技術計劃為未來5年確定了戰略方向，並平衡了傳統意義上強調加工和裝配技術解決方案與現在主動為國防製造需求提供保障之間的關係。下麵列舉了4項戰略推動以及其使能目標。

戰略推動1 ：有效的管理並提供加工和裝配技術解決方案
使能目標1.1：協調投資進程，有效管理製造技術的發展和轉化。
使能目標1.2：及時有效地提供國防所需的加工和裝配技術解決方案

戰略推動2 ：主動為高度合作的國防製造企業提供保障
使能目標2.1：通過技術創新促進合作與成果共享
使能目標2.2：通過國防工業基礎傳播製造技術項目成果

戰略推動3：主動為製造能力和製造過程成熟度提供保障
使能目標3.1：製定有效的政策和慣例來評估並提高製造準備等級
使能目標3.2：把製造能力設計集成到國防采辦周期中
使能目標3.3：與項目執行辦公室和工業部門一起對製造技術所強調的成本降低目標進行結構化分析。

戰略推動4：主動為健康有效的國防製造基礎設施和人力資源提供保障
使能目標4.1：主動推進製造基礎設施和管理係統的投資和創新
使能目標4.2：為能力強、受過良好教育和培訓的從業人員提供保障

美國國防部製造技術項目戰略計劃——內容提要——評估項目效能的

評估項目效能的機構：

在三種層麵上評估項目效能的機構並不相同。
1. 在項目執行層麵上，由各軍種部門和所參與的國防部各局承擔。每年對製造技術項目進行一次評估，以保證：
· 每個項目都具有具體的成本、進度、性能和技術轉化目標計劃。
· 每個項目都的裏程碑審查由政府項目經理執行，以評估項目進度。
· 每個項目經理製定並堅持技術轉移方案，包括具體的製造需求、臨時和最終的用戶、轉移進度和轉移度量。
· 每個項目都能夠使製造技術項目小組與主要的技術轉移目標（後勤中心、船廠、公司活工業部門）間開展有效的合作。

2. 在業務協調層麵上，由JDMTP和其下屬委員會承擔。
每年10月，JDMTP下屬的委員會向JDMTP提交項目審查總結，每個項目用1-5級標準評估如下5個方麵：用戶需要和受益程度、技術度量、項目進程、技術轉移、資源杠杆和共享。

3. 在政策和監督層麵上，由OSD承擔
OSD有責任向國會遞交報告，反應製造技術性能和執行情況，以及遞交兩年一度的戰略計劃更新。

美國國防部製造技術項目戰略計劃——總結

總結：

國防部的製造技術項目在過去長期的實踐中已經證實了其價值，在麵臨21世紀製造環境的變化時，製造技術項目已經改變其戰略和目標，不僅保持了對工廠車間先進加工和裝配技術的重視，同時還在企業和供應鏈層麵，在設計和製造成熟度評估和製造人力資源方麵，提供了積極的保障。製造技術項目戰略的願景是“實現一個反應迅速的、世界級的製造能力，在整個國防係統壽命周期內，迅速滿足戰爭需要並具有經濟可承受性”。（船舶工業綜合技術經濟研究院 子山木）


美國國防部製造技術項目戰略計劃——附錄——投資領域和研究方向

目前製造技術投資領域和研究方向：

以下是目前製造技術項目所感興趣的領域，這些技術領域包括目前和未來的項目投資，也包括暫未獲得資助但滿足未來作戰能力需要的領域。這些技術領域目前被分成三個─電子、複合材料和金屬材料，在每個領域下又進行分類。

電子投資領域

· 射頻器件：
─ 有源相控陣天線所用的射頻器件/模塊，包括移相器、SiC/GaN器件和單片式微波集成電路。
─ 經濟可承受的數據鏈所需的射頻組件
─ 具有一定產量、可靠性和經濟可承受性的寬禁帶材料（基底）質量改良製造
─ 射頻模塊所需的熱管理材料、器件和流程
─ 混合半導體/真空電子器件微波功率模塊

· 電力和能源
─ 高功率、高能量密度的鋰離子電池，為平台機動性和無聲觀測平台性能提供保障
─ 艦載電源和電力飛行器所用的SiC高功率開關器件的裝配和高溫封裝
─ 高功率模塊所需的熱管理材料、器件和流程
─ 便攜、機動和車載燃料電池
─ 應用在C4ISR係統中的高能一次性電池
─ 應用在武器係統中的蓄電池

· 紅外/光電子
─ 士兵係統所需的下一代非製冷紅外探測器
─ 第三代紅外製冷器製造技術
─ 高功率SiC PiN二極管製造
─ 高分辨率微型顯示器件
─ 反紅外直接探測所需的多波段中紅外激光器
─ 下一代通信係統（例如從軟件角度定義的下一代通信係統，或者光通信係統）
─ 增加大麵元長波紅外傳感器的產量
─ 長波紅外戰術和戰略應用的替代探測材料（例如 應變層超晶格材料）

· 微機電係統
─ 低成本、高加速度、高精度的基於MEMS的慣性測量組件和引信技術所需的MEMS安全係統
─ 低成本、高可靠性射頻MEMS器件

· 納米技術
─ 應用於高功率電源和備用電源的碳納米管增強型超電容器
─ 基於碳納米管的三維太陽能電池

· 傳感器
─ 應用於可靈活裝卸士兵係統的可彎曲顯示器
─ 可植入複合材料的傳感器和網絡
─ 應用於可植入係統監測所需的低成本、高可靠性、三維電子印刷傳感器
─ 低溫、低功率LCD顯示器

· 封裝
─ 延緩部件功能退化所需的先進微電路仿真
─ 高功率、高密度互聯技術
─ 高溫無源組件
─ 高溫電源封裝（280攝氏度）
─ 具有高G值的基層MEMS封裝
─ 無鉛封裝：探索新材料解決方案，公布標準，維修/改裝流程，控製供應鏈
─ 無焊劑組件和組裝
─ 具有高熱導率的低成本輕質電子防護外殼

美國國防部製造技術項目戰略計劃——附錄——投資領域和研究方向


複合材料投資領域

· 透明/低可見
─ 提高飛行器玻璃窗質量，延長飛行器座艙蓋的壽命周期，降低生產周期和成本
─ 飛機用低可見度塗層，降低低可見度材料的應用和維護時間和成本

· 裝甲
─ 透明尖晶石裝甲，提高生產大型的裝甲能力，增強彈道防護能力
─ 采用經濟可承受的新型材料和設計，提高頭盔的防護性能

· 結構
─ 複合結構中的可植入傳感器，目的是為研發和驗證新型的把傳感器網絡集成到複合航空結構組件中的製造技術
─ 擴大在基礎結構設計中的經濟可承受性結構技術
─ 直升機結構和傳動鏈的複合材料結構，以降低重量
─ 電子戰係統、地麵移動目標指示器、全方位態勢感知係統的孔徑集成/植入

· 海洋複合材料
─ 艦船和潛艇所用的大型海洋複合材料，其麵積大、厚度薄。
─ 複合材料和金屬材料的焊接性能

· 高溫
─ 研發陶瓷基複合材料，目的是增強推進係統的經濟可承受性，降低發動機重量，提高發動機性能並為發動機的發展提供更大的空間
─ 二級結構所用的高溫（高於500華氏攝氏度）有機物基複合材料

美國國防部製造技術項目戰略計劃——附錄——投資領域和研究方向

金屬投資領域

· 先進材料
─ 金屬合金等效材料：用新的具有豐富供應鏈資源的金屬合金，取代過時的和已停產的合金材料，這要求完善技術手冊中統計充分的數據。
─ REACH（關於化學品注冊、評估、授權與限製製度）所需的替代材料：符合全球關於有害材料的政策要求，特別在防腐材料方麵。

· 先進/智能加工
─ 智能加工網絡模型和標準
─ 先進精確和薄壁加工
─ 精確三維結構機撲鑽孔
─ 能夠思考的智能機床，保證從設計到生產結束整個過程準確無誤

· 焊接
─ 金屬和陶瓷裝甲材料的焊接，增強焊接效率和強度
─ 流動摩擦焊接
─ 船廠的焊接精度：在造船過程中增加焊接的精度和配合程度
─ 備用填充材料鈦焊/釺焊
─ 鋼鐵加工所需的高效氣體金屬弧焊接/合成流程
─ 造船平台和結構的畸變控製
─ 輕型地麵車輛製造
─ 輕質合金的先進鑄造流程，也就是燒蝕流程、連續纖維加固、顆粒增強等。
─ 經濟可承受的結構和附加式裝甲，輕型裝甲和地麵車輛所需的鈦合金，為未來戰鬥係統車輛提供經濟可承受性的裝甲製造，滿足未來強化裝甲大規模應用的需要
─ 裝甲和防護材料所需的下一代金屬基複合材料

· 鑄造和鍛造
─ 持續明顯地減少鑄造工業的固有鑄造周期時間限製，進行經濟可承受的鑄造創新
─ 鍛造工業數據庫：利用鍛造供應鏈數據庫降低成本
─基於性能的非破壞性檢測標準
─ 製造和性能評價所需的鑄造設計
─ 鑄造生產和性能建模
─ 提高對重量敏感的合金性能
─ 免工具製造
─ 後處理，例如用於高強度鋼鑄造的熱均壓技術

美國國防部製造技術項目戰略計劃——附錄——各領域投資比例

各個軍種和國防部下屬相關部門製造技術領域投資比例概況，圖中綠色、藍色、灰色和黃色部分分別代表：複合材料、電子、金屬、其他領域的投資

1. 國防部製造科學與技術投資（08-09財年平均投資比例）
2. 陸軍製造技術投資（07-09財年平均投資比利）
3. 海軍製造技術投資 （07-09財年平均投資比例）
4. 空軍製造技術投資（08-09財年平均投資比例）
5. 國防後勤局製造技術投資（07-09財年平均投資比例）