NC State Partner Institutes tukee Yhdysvaltain valmistusteollisuutta
Julkaisupäivä:Vahva valmistusteollisuus Yhdysvalloissa johtaa pysyviin työpaikkoihin, bruttokansantuotteen kasvuun, terveisiin toimitusketjuihin ja turvalliseen armeijaan. Kongressi tunnusti Yhdysvaltojen tarpeen kilpailla globaaleilla valmistusmarkkinoilla ja perusti vuonna 2014 National Network for Manufacturing Innovation -verkoston. Valmistus USA, tämä verkosto kokoaa yhteen akateemiset, teollisuuden ja valtion kumppanit rakentamaan valmistusteknologiaa eri aloilla.
NC State University, tutkimuksen ja innovaatioiden voimanpesä, on USA:n tärkein kumppani Manufacturingissa. Olemme olleet osa seitsemää tuotantolaitosta – vain yksi muu akateeminen laitos on työskennellyt niin monen kanssa.
Meillä on laaja tietämyspohja, jonka osoittavat toimialamme laajuus: sähkönjakelu, tekstiilit, biovalmistus ja valmistustekniikka. Laaja tutkimusinfrastruktuurimme vahvistaa osaamistamme; NC osavaltiossa Centennial Campus on huippuluokan laboratorioiden, keskusten ja ydinlaitosten koti. Näillä resursseilla NC State on avainasemassa Yhdysvaltojen tuotantokapasiteetin vahvistamisessa.
Näin rakennamme amerikkalaista valmistusta sektoreittain.
Sähkönjakelu
PowerAmerica käynnistää tehokkaan sähköistyksen seuraavan sukupolven 82 jäsenensä kanssa nopeuttaakseen tehopuolijohdesirujen ja niiden mahdollistaman elektroniikan kaupallistamista. Se on ainoa Manufacturing USA -instituutti, jota johtaa akateeminen kumppani: NC State.
Puolijohdesiruja käytetään monilla tavoilla, mukaan lukien ajoneuvot, datakeskukset, kulutuselektroniikka, laitteet ja sotilaalliset puolustusjärjestelmät. PowerAmerica keskittyy tehokkaisiin laajakaistaisiin puolijohdesiruihin, jotka tukevat korkeampia jännitteitä, taajuuksia ja lämpötiloja kuin perinteiset puolijohdemateriaalit. Edistääkseen Yhdysvaltain puolijohteiden tutkimusta ja kehitystä SIPU- ja tiedelaki allekirjoitettiin vuonna 2022.
PowerAmerica on jo edistynyt puolijohdeteknologiassa. NC State antaa PowerAmerican johtavana instituutiona kehittää tutkimusprojekteja, hallinnoida ehdotuksia ja puolustaa kymmeniä jäseniään.
"PowerAmerica on kansallinen keskus, joka palvelee maata", sanoi Victor Veliadis, PowerAmerican toiminnanjohtaja ja NC Staten sähkötekniikan professori. "Työ, jota teemme hakkeen valmistamisessa, on ollut menestyksellistä – se ei poistu rannoiltamme, eikä niitä tarvitse uudesti rantauttaa."
Tarjoamme PowerAmericaa tukevia resursseja. Tulevaisuuden uusiutuvan sähköenergian toimituksen ja hallinnan (FREEDM) järjestelmätekniikan tutkimuskeskus, joka perustuu Centennial Campukseen, johtaa muita kansallisia yliopistoja sähköverkkojen turvallisuuden ja kestävyyden parantamisessa. Ja NC Staten hallinnollisen johdon alaisuudessa PowerAmerica on omavarainen tuotantolaitos, jota rahoittavat ja ajavat jäseniään.
"Kun ajat suurta ohjelmaa ja pärjäät hyvin, se kertoo hallitukselle: "Tulet NC Stateen, tulet menestymään", Veliadis sanoi.
Biovalmistus
Biovalmistusteollisuus käyttää elävien organismien soluja sellaisten tuotteiden valmistukseen, joita muut prosessit eivät pysty, tai korvaamaan kestämättömiä prosesseja. Se on elintärkeä toimiala erityisesti Pohjois-Carolinassa – kymmenet biovalmistusyritykset ovat rakentaneet toimipaikkoja Research Triangle -alueelle. Pohjois-Carolinan lippulaivana STEM-yliopistona NC State on avainasemassa seuraavan sukupolven biovalmistusjohtajien rakentamisessa.
Meillä on infrastruktuuri tehokkaan biovalmistusteollisuuden kasvattamiseen valtion ja kansallisella tasolla. The Golden LEAF Biomanufacturing Training and Education Center (BTEC)Centennial Campuksella sijaitseva , tarjoaa koulutusmahdollisuuksia ja kehittää osaavia ammattilaisia alan työvoimalle. Bioteknologiaohjelma (BIT) tutkii biotekniikan molekyylipuolta ja Geenitekniikan ja yhteiskuntakeskus (GES) tutkii biovalmistuksessa käytetyn geenitekniikan yhteiskunnallisia vaikutuksia. Yhdessä nämä yksiköt tarjoavat dynaamisen, monitieteisen lähestymistavan biovalmistuslaitostemme tukemiseen.
The National Institute for Innovation in Manufacturing Biopharmaceuticals (NIIMBL), käyttää biovalmistusteknologiaa lääkkeiden ja rokotteiden luomiseen. Sen tavoitteena on löytää ja ottaa käyttöön uusia teknologioita, jotka tekevät lääkkeistä turvallisempia, saatavuutta maailmanlaajuisesti ja tehokkaampia tuotantoa. Kumppanina NC State on työskennellyt projekteissa mRNA-rokotteiden, adeno-assosioituneiden virusvektoreiden, isäntäsoluproteiinien ja muiden kanssa. NIIMBL myös kehittää ja toteuttaa työvoiman koulutusmahdollisuuksia.
"Kuluttajalta toivomme, että nämä biologiset lääkkeet, jotka ovat tällä hetkellä erittäin kalliita ja vaikeita ylläpitää, ovat helpommin saatavilla maailmanlaajuisesti", sanoi Ruben Carbonell, NIIMBL:n vanhempi teknologiastrategi ja Frank Hawkins Kenan kemian ja biomolekyylitekniikan ansioitunut professori. "Tämä tutkimus toivottavasti tekee myös yhdysvaltalaisista yrityksistä kannattavampia ja kilpailukykyisempiä."
Instituutti BioMADE pyrkii kasvattamaan teollista biovalmistusta rakentamalla uusia teknologioita, vahvistamalla valmistautunutta työvoimaa ja luomalla taloudellisia mahdollisuuksia. BioMADE-kumppanina NC State kehittää kattavaa verkkokurssia niin opiskelijoille kuin ammattilaisillekin. Kurssilla käydään läpi biovalmistusprosessien perusteet ja tarkastellaan bioteollisuuden nykyistä ja tulevaa tilaa.
"Toivon, että BioMADE voi auttaa lisäämään tietoisuutta teollisesta biovalmistuksesta", sanoi Gary Gilleskie, BTEC:n toiminnanjohtaja. "Se on kasvava ala, tarjoaa monia etuja verrattuna kemiallisen synteesin tuotantoon, ja se on erittäin tärkeä toimiala maantieteelliselle alueellemme."
Kolmas yhteistyökumppanimme on Advanced Regenerative Manufacturing Institute, joka käyttää bioteknologiaa ihmisten ja eläinten kudosten luomiseen. NC Statessa tutkijat tutkivat, miten kudosten laatua voidaan arvioida valmistusprosessin aikana. He loivat ohjelmistorajapinnan ja bioreaktorin kudosten viljelemiseen ja niiden seurantaan niiden kypsyessä.
Projekti päättyi vuonna 2021, mutta tutkimuksellamme on tärkeä rooli koko biovalmistusprosessissa.
"Tämä osoittaa tuotannon monimuotoisuuden", sanoi Rohan Shirwaiker, professori ja yliopistotutkija NC Staten teollisuus- ja järjestelmätekniikan laitoksella. "Yleensä ajatellaan fyysisiä tuotteita ja prosesseja, mutta laadunvalvonta on tuotannon ytimessä."
Tekstiilitekniikka
Tekstiileihin liittyy yhä enemmän teknologiaa, olipa kyse sitten asevelvollisten suojelemisesta tai sykkeen seurannasta harjoituksen aikana. Jäsenenä Advanced Functional Fabrics of America (AFFOA), NC State yhdistää tutkimuksen työvoiman kehittämiseen edistääkseen tätä edistystä.
Wilson College of Textiles on jo johtava amerikkalainen tekstiilien tutkimus ja valmistus. Maailman johtavana tekstiilialan koulutuksen, tutkimuksen ja innovaation keskuksena korkeakoulu on tehnyt jälkensä alalla sekä valmistamalla alalle valmistuneita että tekemällä huippututkimusta ja innovaatioita.
"Tekstiiliteollisuus luottaa meihin ja tietää, että voimme toimittaa", sanoi Xiangwu Zhang, korkeakoulun tutkimuksen apulaisdekaani.
Opiston laajennusyksikkö Zeis Textiles Extension for Economic Development tukee alaa kouluttamalla tekstiilialan työntekijöitä ja valmistamalla tekstiilipohjaisia prototyyppejä. Se menee askeleen pidemmälle yhteistyö AFFOA:n kanssa edistääkseen Yhdysvaltain tekstiiliteollisuuden kykyä sisällyttää edistyksellisiä kankaita ja älylaitteita tuotteisiin innovatiivisten koulutusohjelmien ja tutkimuksen avulla. Wilson College of Textiles -yliopiston tiedekunta tekee myös yhteistyötä AFFOA:n kanssa kehittääkseen seuraavan sukupolven toiminnallisia tekstiilejä ja tekstiilipohjaisia järjestelmiä.
Kehittyneisiin kankaisiin on kaksi pääsijoittajaa, Zhang sanoi: armeija ja harjoituksia ymmärtävät kuluttajat. NC Statessa tutkijat työskentelevät parantaakseen monia materiaalien ominaisuuksia parantaakseen niiden suorituskykyä ja toimivuutta, kuten vartaloliivien kosteudenhallintaa. Suojavarusteet eivät päästä helposti kosteutta ulos, mikä on epämukavaa niitä käyttäville asevoimille. Tutkijat tutkivat myös, kuinka integroida ja testata toiminnallisia kuituja ja lankoja laajassa mittakaavassa eri sovelluksiin.
"Ymmärrämme kankaat nurinpäin", Zhang sanoi.
Valmistus prosessi
Edistyksellinen valmistus on kietoutunut Pohjois-Carolinan historiaan; osavaltio on johtanut tuotantoon perustuvia aloja, kuten tekstiili-, huonekalu- ja elektroniikkateollisuutta. Smart Manufacturing käyttää teknologioita, kuten robotiikkaa, kehittyneitä anturijärjestelmiä ja big dataa tuotannon optimointiin. Tämä edistyksellinen valmistustapa ei ainoastaan paranna tehokkuutta, vaan myös mahdollistaa toiminnan reagoinnin muuttuviin olosuhteisiin.
NC State on kumppani kahdessa toisiinsa liittyvässä instituutissa. The Clean Energy Smart Manufacturing Innovation Institute (CESMII) kehittää teknologiaa, kuten älykkäitä antureita, jotka voivat vähentää energiakustannuksia edistyneessä valmistuksessa. Rapid Advancement in Process Intensification Deployment (RAPID) parantaa tehokkuutta prosessiteollisuudessa kehittämällä modulaarista kemiallisten prosessien tehostamisteknologiaa, joka sisältää erilaisia lähestymistapoja, kuten erilaisten valmistusvaiheiden yhdistämistä tai vain niin paljon kuin tarvitaan, paikkakohtaisia prosesseja sen sijaan, että lähetettäisiin suuria määriä materiaaleja etäältä, suuremman mittakaavan kasvi.
Yliopistolla on kokemusta, infrastruktuuria ja asiantuntemusta älykkäiden valmistustekniikoiden rakentamiseen Pohjois-Carolinassa.
"NC Staten henkiset vahvuudet ovat tärkeä osa osallistumistamme", sanoi Phil Westmoreland, professori kemian ja biomolekyylitekniikan laitoksella. ”Meillä on vahva tuotantotausta täällä Pohjois-Carolinassa, jota tukee nyt yliopisto-osaamisemme polymeereista, lääkkeistä ja biopolttoaineista. NC Statella on myös perinteitä teollisuusvalmiiden valmistuneiden tuottamisesta, erityisesti insinööriosastoltamme.
CESMII- ja RAPID-kumppanina NC State yhdistää taitojaan akateemisessa tutkimuksessa ja valmistusosaamisessa. Nonwovens Institute, Additive Manufacturing and Logistics -keskus ja Paper Science and Engineering -koulutusohjelma integroivat jo akateemisen ja valmistuksen eri toimialoilla.
"NC Statella on ollut pitkään teollisuuden yhteystoimintaa", Westmoreland sanoi. "NC Staten maatalous- ja teollisuuslaajennukset ovat olleet keskeinen osa yliopiston DNA:ta."
Alkuperäinen artikkelin lähde: NC State News