先进复合材料制造创新研究所总部位于田纳西州诺克斯维尔市40，在能源部联合举办的一场竞赛中被选中。其目标是在10年内开发和验证创新技术，将先进的纤维增强高分子复合材料的成本降低50%，能耗降低75%，实现至少95%的材料得到再利用和回收利用。

明确而独特的研究所重点

包括先进复合材料制造创新研究所在内的多家研究所旨在通过明确、独特的研究重点来解决产业的某个核心需求。先进复合材料制造创新研究所试图开发轻质复合材料，与当前材料相比，后者能够大幅提高能源效率，提高可再生能源的发电量。为此，研究所必须利用先进的技术，大幅降低复合材料的生产成本，加快生产速度，减少能源使用量，并且确保材料可以轻松进行回收利用。虽然存在许多技术和制度障碍，但该领域无疑可以为美国工业提供重要的机会。

联盟方式

先进复合材料制造创新研究所与其他研究所一样，建立在由产业界、高校和政府组成的联盟之上。该联盟包括陶氏化学、福特、通用电气、杜邦和波音等大公司，也有一些小型企业，最初总共有57家公司，涉及化工、汽车、风能和航空航天等领域。联盟中共有15所大学、实验室和学院，其中的大学包括田纳西大学、宾夕法尼亚州立大学、伊利诺伊大学和普渡大学。联盟中还有州政府和一些经济发展实体。先进复合材料制造创新研究所现在约有108个参与者，覆盖各个行业。联邦政府通过能源部能源效率和可再生能源办公室及其先进制造业办公室拨款7 000万美元，参与各州州政府配套了相近这个数字的总资金，再加上产业界提供的资金，非联邦政府的资金总额达到了近1.8亿美元。

核心理念

该研究所旨在提供产业界和高校的伙伴关系，分享重要资源，开发低成本、高速度和高效的制造和回收利用工艺技术，推动先进的纤维增强高分子复合材料的广泛应用。该研究所致力于在领先的工业制造商、材料供应商、软件开发商以及政府和学术专家之间牵线搭桥。其研究重点是大幅降低先进复合材料的整体制造成本，减少材料生产所需的能源，并且确保这些材料可回收利用。

产业价值主张

先进复合材料制造创新研究所正在努力提供四项基本服务，为产业界合作伙伴提供支持：

●共享研发资源：可使用从实验室级到批量生产级的设备，对技术进行验证和测试，降低产业界投资风险。

●应用型研发：利用政府的研发和学术投资，外加产业界的配套资金，针对成员所提出的挑战找到创新解决方案。

●复合材料虚拟工厂：复合材料设计人员和制造商可以通过一个网络平台使用端对端的商业建模和仿真软件。

●劳动力培训：提供专业培训，为先进复合材料的最新制造方法和技术培养当前和未来的劳动力队伍。

实现目标和解决挑战

该研究所制定了五年和十年的技术目标：将碳纤维增强复合材料的（CFRP）成本先降低25%，此后降低50%；将碳纤维增强复合材料的内含能源需求先减少50%，此后减少75%；将复合材料的回收再利用率提高到80%，后达到95%。在一系列目标逐渐实现之后，该研究所将能提高能源生产率，减少材料在生命周期内的能源消耗，加强国内生产能力，增加就业机会，并推动经济发展。

路线图和战略投资计划

先进复合材料制造创新研究所采取了一系列方法来开展项目。在研究所提交给能源部的建议书中已经确定了最初的项目，其中包括改善材料制造加工与建模仿真的基础设施能力，以及加强战略领域的劳动力发展。这些项目能使国内的产业广泛受益，其中包括汽车、风力和压缩天然气储存行业。

第二阶段涉及制订技术路线图。这项工作由先进复合材料制造创新研究所首席技术官和一个产业与技术顾问委员会来推动。路线图旨在明确在高强度先进复合材料的批量制造中存在哪些障碍，并对材料和制造供应链中的机遇按照轻重缓急进行排序。

第三个领域是制定战略投资计划。这项工作由先进复合材料制造创新研究所董事会和技术咨询委员会负责推动。该项工作旨在改变创新周期，让先进复合材料制造能快速得到采用和规模化。研究所目前在征集同战略投资计划和技术路线图方向一致的技术开发项目，重点放在短期能创造较大影响的项目上。

提高从发现到应用再到生产的速度(www.daowen.com)

这是一个总体目标，而且同其他研究所一样，先进复合材料制造创新研究所将力争：

●大规模进入在先进制造业研究领域“缺失的中间环节”（TRL4-7）。

●创建一个工业共享空间，为未来的制造中心提供支持，并确保利益相关者积极合作。

●强调和支持产业界的长期投资。

●将研发与劳动力发展和培训相结合。

其总体目标将是为美国打造新的复合材料先进制造能力，创新一个全新的行业面貌。

资源共享

先进复合材料制造创新研究所首席执行官克雷格·布卢是橡树岭国家实验室（Oakridge National Lab）制造论证设施项目的资深人士41，成功利用论证设施内的先进技术和设备推动行业合作，也一直致力于充分发挥其在这方面的成功经验。先进复合材料制造创新研究所建立了一系列共享资源设施，并认为这些设施必须靠近产业界用户。其目标不是复制行业已有的东西，而是提供工业部门生态系统中先进复合材料相关的新型基础设施，特别是在汽车、航空航天、风力和化工领域。研究所目前正投资1亿多美元来创建这类设施。它希望充分利用原始设备制造商的区域性有利条件，同时让供应链也参与其中。

一系列先进复合材料技术的共用设施现在分布在六个州，密歇根州的密歇根州立大学专注于汽车技术（密歇根州是最主要的汽车生产州），俄亥俄州的戴顿大学（University of Dayton）研究所致力于压缩天然气的储存，科罗拉多州的国家可再生能源实验室（NREL）研究风力涡轮机叶片，田纳西州的橡树岭国家实验室和田纳西大学以及邻近的肯塔基大学（University of Kentucky）都着重于研究所有复合材料和加工技术，而印第安纳州（全美第三大汽车制造州）的普渡大学拥有一个设计、预测建模和仿真设施，可以为各行各业服务。这些设施所服务的州或者其汽车产量占到全美汽车产量的70%，或者其承担了全美70%的汽车研发工作，或者是全美最大的风力叶片生产地区，或者是汇聚了全美60%的压缩天然气汽车制造商。先进复合材料制造创新研究所致力于实现国家使命，开发先进的复合材料，不过其设施位于主要的复合材料行业聚集区。这种做法是效仿弗劳恩霍夫研究所的模式，争取为地区核心产业提供深度的基础设施、实验室和生产支持设施。

应用型研发

先进复合材料制造创新研究所正在其董事会和咨询委员会的领导下制订复合材料路线图，识别关键的技术空缺和需求。这份路线图反过来能形成成熟度位于4-7区域的技术开发日程表。这些开发项目将具有相关领域专业知识的研究团队与整个行业联系起来，共同协作。这项工作的开展主要是使用美国能源部提供的7 000万美元，同时也利用了产业界和州政府的配套资金。除了这些重点研究工作之外，先进复合材料制造创新研究所还在寻找其路线图之外的研究课题，将路线图视为是其研发工作的推动者，而非限制条件。如果有公司觉得自己需要进行特定领域的早期科学工作（TRL2-3），先进复合材料制造创新研究所也可以来协调这方面的研发工作。

复合材料虚拟工厂

普渡大学建立了一个新的设计、仿真和建模设施，产业界参与者可使用该设施测试复合材料的生产方式。它接收来自不同生产部门的各种共享设施的输入，以进行建模和仿真。反过来，那些使用特定地区性设施的公司也能够访问该虚拟工厂。所以在地区性设施所在地和虚拟工厂之间存在双向的信息通道。它是美国唯一的开放式复合材料仿真设施，也是全世界仅有的两个之一。

劳动力培训

总体而言，先进复合材料制造创新研究所估计，在2015年，该研究所所处的六个核心州的复合材料领域可以创造超过38万个就业岗位，用人需求和新增工人数之间的比例差为3:1。42在该研究所所在地区，2014年约有128 000人获得培训证书和学历证明。先进复合材料制造创新研究所的培训计划与美国复合材料制造协会（ACMA）所开展的工作密切联系在一起。到目前为止，教育工作主要在三个层面上进行。在工程师层面，有15名工程和科学本科和研究生在先进复合材料制造创新研究所实习，在共享设施内有100名实习生。在技术员层面，研究所在田纳西州和科罗拉多州举办了两期大型劳动力培训课程，每期课程中来自美国各州参与者数量都超过100人。除此之外，先进复合材料制造创新研究所与未来轻金属创新研究所就STEM和地区制造商运动的教育工作进行合作。地区制造商运动是利用研究所网络帮助特定项目发展的好例子。先进复合材料制造创新研究所正在筹备在线和“混合”学习培训材料以扩大影响范围，支持混合学习方法的研讨会，并通过在线辅助材料加强“做中学”的课程。

总体而言，先进复合材料制造创新研究所的首席执行官特别注重速度。这套复杂的系统中有100余位参与者，还有一组区域性共享设施，研究所是否能够整合该系统，实现新技术的快速转让和实施？他告诉研究所的参与公司：“我们的成功与否取决于你们是否能取得成功。”衡量成功的最佳标准就是参与的公司取得成功。他认为只有研究所在技术开发和实施上快速取得进展，行业才会继续响应和参与。

先进复合材料制造创新研究所一直在努力加强自己与两个核心赞助者之间的关系，即小型制造商和州政府。它将供应链参与者的整合当作其共享设施工作中首要考虑的问题。这些参与者包括小型公司，其中许多来自复合材料行业。它正在努力与美国国家标准与技术研究院支持的美国制造业扩展伙伴关系项目建立密切的联系。后者主要是为小型制造商提供技术和支持服务。例如，它有一个项目是让美国制造业扩展伙伴关系项目的成员进入先进复合材料制造创新研究所，共同开展劳动力培训工作。参与州的政府派遣州经济管理官员加入了研究所的董事会。研究所会定期与州政府碰头开会，并且建立了向州政府汇报的体系。与印第安纳州的合作非常成功。尽管该州的政府在最初兴趣有限，而且只提供了1 500万美元的资金，但它大力支持普渡大学的新复合材料共享设施，并考虑投资再建设一家共享设施。其总投资可能接近1.15亿美元。印第安纳州最近委任一位经验丰富的技术政策专家担任该州经济发展公司43的“首席创新官”，这表示该州正在采用新方法。虽然成立时间不长，但对于先进复合材料制造创新研究所以及其他研究所而言，可持续性仍是一个迫在眉睫的问题。研究所正在努力促进其国家和私营部门资助的项目，并认为他们必须努力不懈地提高其快速行动的能力，确保可持续性。

先进复合材料制造创新研究所可以帮助我们很好地审视许多新制造研究所采用的架构和树立的目标。但研究所模式是灵活的，具体取决于其所服务的部门，彼此之间可以存在差别。