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GCRI · Indústria avançada e robótica

Materiais e fabricação

New materials and manufacturing methods, from advanced alloys and composites to additive manufacturing and precision processes, change what can be made and where. They also bring new quality, safety and supply questions. This page sets out how materials and manufacturing innovation reaches production, how quality and capacity are measured, and what evidence serves the manufacturers, standards bodies and agencies involved.

01Registrar

Materials and manufacturing on the record.

02A pergunta

Materials and manufacturing: how the risk develops.

Advanced materials, additive processes and circularity. The dossier below sets out how the risk develops, what is measured, where the data come from, how it is modelled and who decides.

Mecanismo

Qualification takes longer than invention

A new material or process must be qualified for each application, with testing and certification by customers and regulators. This often takes years.

Mecanismo

Additive manufacturing changes supply

3D printing allows local, on-demand production of complex parts, but quality varies with machine, material and process settings.

Mecanismo

Quality depends on process control

Variability in raw materials and processes leads to defects. Statistical process control and inspection keep quality within limits.

Mecanismo

Inputs can be scarce

Speciality materials, powders and alloys may come from few suppliers, exposing manufacturers to shortages and price swings.

03Geografia

Exposição de infraestruturas na Alemanha.

Luzes noturnas, densidade populacional e águas de inundação sobre a Alemanha, a partir do NASA GIBS. Cada camada traz sua própria data.

O mapa interativo requer JavaScript. A lista de camadas e as fontes estão abaixo.

Camadas 3

Exposição das infraestruturas, para esta página

Sobre esta camada
Evidências
Observado
Fonte
VIIRS Black Marble (VNP46A2) (NASA LAADS DAAC)
Fornecedor
NASA LAADS DAAC
Licença
Dados abertos da NASA
Ano de referência
diário; radiância de satélite, corrigida para luar e atmosfera
Mais recentes na compilação
2026-10-12
Resolução
grade de cerca de 500 m
Incerteza
Radiância noturna por satélite na data indicada; as luzes são um indicador indireto do uso de eletricidade e de interrupções, não uma medição de fornecimento ou acesso.
Acessado por meio de
gibs.earthdata.nasa.gov, somente depois que você permitir o mapa ao vivo
Sobre esta camada
Evidências
Estimado
Fonte
Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Universidade Columbia))
Fornecedor
NASA SEDAC (CIESIN, Universidade Columbia)
Licença
CC BY 4.0
Ano de referência
null; estimativa baseada em censo, estática (2020)
Resolução
grade de cerca de 1 km
Incerteza
Estimativa baseada em censos de pessoas por quilômetro quadrado em 2020, exibida como contexto de exposição; não é uma contagem de pessoas afetadas por qualquer ameaça.
Acessado por meio de
gibs.earthdata.nasa.gov, somente depois que você permitir o mapa ao vivo
Sobre esta camada
Evidências
Observado (as nuvens deixam lacunas)
Fonte
Produto VIIRS de inundações globais (NASA LANCE)
Fornecedor
NASA LANCE
Licença
Dados abertos da NASA
Ano de referência
diário; detecção por satélite; as nuvens deixam lacunas
Mais recentes na compilação
2026-10-14
Resolução
grade de cerca de 250 m
Incerteza
Detecção por satélite; as nuvens deixam lacunas. Raster de satélite ou de modelo como o provedor o publica. Nuvens, lacunas de faixa e erro de recuperação deixam lacunas e ruído; os valores são indicadores, não medições em um local.
Acessado por meio de
gibs.earthdata.nasa.gov, somente depois que você permitir o mapa ao vivo
Sobre esta camada
Evidências
Observado
Fonte
VIIRS NOAA-20, refletância corrigida (NASA LANCE)
Fornecedor
NASA LANCE
Licença
Dados abertos da NASA
Ano de referência
diário; imagem de satélite
Mais recentes na compilação
2026-10-14
Resolução
grade de cerca de 250 m
Incerteza
Imagem de satélite. Raster de satélite ou de modelo como o provedor o publica. Nuvens, lacunas de faixa e erro de recuperação deixam lacunas e ruído; os valores são indicadores, não medições em um local.
Acessado por meio de
gibs.earthdata.nasa.gov, somente depois que você permitir o mapa ao vivo
Sobre esta camada
Evidências
Modelado (último ano publicado pelo GIBS)
Fonte
MODIS Terra e Aqua, cobertura do solo (MCD12Q1) (NASA LP DAAC)
Fornecedor
NASA LP DAAC
Licença
Dados abertos da NASA
Ano de referência
anual; classificação por satélite; último ano publicado pelo GIBS
Mais recentes na compilação
2024-01-01
Resolução
grade de cerca de 500 m
Incerteza
Classes de cobertura do solo por satélite para o ano indicado, incluindo terras cultivadas; uma classificação com erros conhecidos, não um cadastro de propriedades agrícolas.
Acessado por meio de
gibs.earthdata.nasa.gov, somente depois que você permitir o mapa ao vivo
Sobre esta camada
Evidências
Observado (as nuvens deixam lacunas)
Fonte
MODIS Terra EVI (NASA LANCE)
Fornecedor
NASA LANCE
Licença
Dados abertos da NASA
Ano de referência
diário; índice de satélite; as nuvens deixam lacunas
Mais recentes na compilação
2026-10-13
Resolução
grade de cerca de 250 m
Incerteza
Índice de vegetação por satélite nos 8 dias até a data indicada, um indicador da condição dos habitats; não é uma medida de espécies nem de biodiversidade.
Acessado por meio de
gibs.earthdata.nasa.gov, somente depois que você permitir o mapa ao vivo

Mais recente disponível

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © colaboradores do OpenStreetMap (ODbL) · Natural Earth

Carregando as imagens mais recentes da NASA.

Arraste para mover. Use Ctrl ou ⌘ e role, o gesto de pinça ou os botões para ampliar. Passe o cursor para ver os valores sob o ponteiro. Redefinir volta à região.

Exposição da infraestrutura, enquadrada na Alemanha.Produtos de satélite e de modelos como a NASA os publica, cada um com sua própria data. São indicadores, não avaliações de nenhum lugar.

Dados: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © colaboradores do OpenStreetMap · Natural Earth · NASA EONET · U.S. Geological Survey · NASA JPL OPERA DIST-ALERTFontes e licenças

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Dados abertos da NASA
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Dados abertos da NASA
  • Luzes noturnas VIIRS Black Marble, NASA Goddard Space Flight Center; distribuídas pelo NASA Level-1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS DAAC); imagens através da NASA GIBS. Cores redesenhadas a partir do mapa de cores publicado; valores agregados em células hexagonais onde apresentados (modificado). Dados abertos da NASA
  • Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). Com licença CC BY 4.0. Cores redesenhadas a partir da paleta publicada; valores com média em células hexagonais quando mostrados (modificado). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
  • Produtos VIIRS em tempo quase real (cheias, temperatura da superfície terrestre, cobertura de neve, refletância corrigida), NASA LANCE; imagens através da NASA GIBS. Cores redesenhadas a partir do mapa de cores publicado; valores agregados em células hexagonais onde apresentados (modificado). Dados abertos da NASA
  • Produtos terrestres MODIS (índices de vegetação, produção primária bruta, ocupação do solo), NASA LP DAAC e LANCE; imagens através da NASA GIBS. Cores redesenhadas a partir do mapa de cores publicado; valores agregados em células hexagonais onde apresentados (modificado). Dados abertos da NASA
  • O ASTER GDEM é um produto do METI e da NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); imagens através da NASA GIBS. Cores redesenhadas a partir do mapa de cores publicado; valores agregados em células hexagonais onde apresentados (modificado). Citar como: NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Dados abertos da NASA
  • Feito com Natural Earth. Dados cartográficos vetoriais e matriciais gratuitos em naturalearthdata.com. Domínio público
  • © Colaboradores do OpenStreetMap (ODbL), via NASA GIBS (costas, limites, estradas e nomes de locais). Cores redesenhadas a partir do mapa de cores publicado; valores com média em células hexagonais onde apresentados (modificado). ODbL
  • Blue Marble, NASA Earth Observatory; imagens através da NASA GIBS. Cores redesenhadas a partir do mapa de cores publicado; valores agregados em células hexagonais onde apresentados (modificado). Dados abertos da NASA
  • Contexto no globo e no mapa plano: litorais, fronteiras, estradas e nomes de lugares das camadas de referência da NASA GIBS (dados do OpenStreetMap, ODbL, © colaboradores do OpenStreetMap). Imagens Blue Marble como base opcional. Terreno 3D e leitura de elevação a partir do índice de cores de elevação do ASTER GDEM (classes de 5 m a 200 m, exageradas para facilitar a leitura). As fronteiras são desenhadas como publicadas e não implicam posição sobre nenhum território.
  • Eventos ao vivo: NASA Earth Observatory Natural Event Tracker (EONET). Os eventos são indicativos e mantêm os links para suas fontes originais.
  • Ao vivo: NASA EONET. Os eventos são indicativos, não alertas de autoridades.
  • Ao vivo: U.S. Geological Survey. Os eventos são indicativos, não alertas de autoridades.
  • Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • Previsão de vazão fluvial, 30 dias com intervalo (GloFAS via Open-Meteo): contém informações modificadas do Copernicus Emergency Management Service 2026. Não é um alerta de inundação.
  • Dados meteorológicos por Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), licenciados sob CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
  • As camadas opcionais (12 fontes na lista de camadas: ao vivo, previsão, observadas e contexto) mostram o crédito do fornecedor no mapa e aqui quando ativadas; as previsões são saídas de modelos e os índices derivados são estimativas.

Camadas e datas

  • Luzes noturnas, diárias: VIIRS Black Marble (VNP46A2), NASA LAADS DAAC · 12 out. 2026
  • Densidade populacional, 2020: População: CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · estático
  • Água de inundação, composto de 3 dias: VIIRS Global Flood Product, NASA LANCE · 14 out. 2026
  • Cor verdadeira: reflectância corrigida VIIRS NOAA-20, NASA LANCE · 13 out. 2026
  • Tipo de cobertura do solo (IGBP), anual: MODIS Terra e Aqua cobertura do solo (MCD12Q1), NASA LP DAAC · 2024
  • Índice de vegetação melhorado, móvel de 8 dias: MODIS Terra EVI, NASA LANCE · 13 out. 2026

04Em todos os domínios

New materials and methods change supply and safety across domains.

05Simulador

Um choque através de uma economia de insumo-produto.

Uma perda de produção num setor propaga-se através dos coeficientes técnicos aos seus fornecedores e clientes, e recupera ao ritmo que definir; os coeficientes são valores didáticos, não contas nacionais. Modelo didático com valores ilustrativos declarados, não uma previsão. O mapa desta página mostra a Alemanha; o modelo em si não está ligado a um lugar.

Controles

Setor atingido primeiro (posição na lista)
0
Dimensão do choque
30% da sua produção
Duração do choque
30 days
Taxa de recuperação
0.08 por dia
Dias simulados
180 days

Leituras

Produção perdida ao longo do período
0.65% of a year’s output
Total sobre direto (multiplicador)
1.80 times
Outro setor mais afetado
Serviços
O seu pico de inoperabilidade
4.2%
Números, métodos e fontes
SetorInoperabilidade máxima (%)Peso da produção (%)
Agricultura30.2013.1
Energia2.8025.4
Manufatura0.4711.2
Transportes e portos0.3720.1
Comércio3.9018.4
Serviços4.1711.8

Métodos

  1. Análise de insumo-produto Leontief (1936); Miller and Blair (2009), Input-Output Analysis, Cambridge University Press
  2. Modelo de insumo-produto de inoperabilidade Haimes and Jiang (2001), Journal of Infrastructure Systems 7
  3. Inoperabilidade dinâmica e recuperação Lian and Haimes (2006), Systems Engineering 9
  4. Leque de incerteza (Monte Carlo de parâmetros) Spiegelhalter, Pearson e Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
  5. Sensibilidade de um fator de cada vez (tornado) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley

Dados

The model runs on the teaching values set by the controls. To calibrate it for a place, read it against these admitted layers and series, which this page’s map can draw:

  • Portos marítimos Natural Earth
  • Pontos de estrangulamento marítimos Nexus (estreitos e canais nomeados nas suas coordenadas publicadas)
  • Ferrovias Natural Earth
  • Rodovias principais Natural Earth
Um choque por uma economia insumo-produto. Modelo didático ilustrativo: funciona com os valores definidos pelos controles, não com dados medidos. Métodos: análise insumo-produto (Leontief (1936); Miller e Blair (2009), Input-Output Analysis, Cambridge University Press); modelo insumo-produto de inoperabilidade (Haimes e Jiang (2001), Journal of Infrastructure Systems 7); inoperabilidade dinâmica e recuperação (Lian e Haimes (2006), Systems Engineering 9).
06Indicadores

O que é medido e com que qualidade.

Cada indicador leva sua unidade, sua periodicidade, o tipo de fonte por trás dele e a etiqueta de evidência que um valor levaria. Nenhum valor é mostrado: um programa os fornece sob sua própria autoridade.

IndicadorUnidadeCadênciaTipo de fonteRótulo
Manufacturing value addedshare of gross domestic productanualContas nacionaisEstatísticas publicadas
Additive manufacturing adoptionpercent of firmsper surveyBusiness surveysREPORTADO
Defect rateparts per millionmensalQuality recordsOBSERVADO
Process capabilitycapability indexper processStatistical process controlOBSERVADO
Materials R&D expenditurecurrency unitsanualR&D statisticsEstatísticas publicadas
Product recalls for manufacturing defectscontagemanualRegulator recall databasesEstatísticas publicadas
07Simulador de gêmeo e cascata

Model materials and manufacturing as a system. Run the cascade.

Assembled from the Nexus Standards area profile Indústria e manufatura: the hazards it names, the sistemas and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full Construtor de sistemas.

Ameaças

  • Natech event
  • Rompimento de barragem
  • Inundação fluvial (desencadeado a jusante)
  • Flash flood (set off downstream)
  • Deslocamento em massa (desencadeado a jusante)
  • Chemical spill or leak (set off downstream)
  • Emergency-response overload (set off downstream)
  • Apagão generalizado (desencadeado a jusante)
  • Déficit de abastecimento de água (desencadeado a jusante)
  • Toxic gas release (set off downstream)
  • Industrial fire (set off downstream)

Controles

  • NS-0 Constituição e princípios
  • NS-9 UNIs contextuais (implantações, instâncias, instâncias de programa)
  • NS-11 Verificação e monitoramento (evidências, atestações, observação da conformidade de confiança zero)
  • NS-12 Artefatos de software, modelos e IA/ML (cadeia de suprimentos, fichas de modelo, fichas de conjuntos de dados)
  • NRS-H60 Família de ameaças: perturbação de cadeias de abastecimento e fluxos (NHS-1 sys.supply-chain)
  • NRS-H50 Família de ameaças: acidentes industriais e de processos (NHS-1 infra.industrial)
  • NRS-H109 Família de perigos: falhas de tecnologias da transição energética (NHS-1 tech.energy-transition)
  • NRS-X10 Segurança química, industrial, nuclear e radiológica
  • NRS-H54 Família de ameaças: interrupção de sinais e plataformas (NHS-1 cyber.platform)
  • NRS-K14 Perfil do pacote de domínio: indústria transformadora (DOMAIN-014)

Observação

  • eMARS Major Accident Reporting System (listed for reference)
  • World Development Indicators (listed for reference)
  • ILOSTAT (listed for reference)
  • Manufacturing value added as a proportion of GDP and per capita
  • CO2 emission per unit of value added
  • Manufacturing, value added (% of GDP)
  • Direct economic loss to all other damaged or destroyed productive assets attributed to disasters

Geografia de exemplo

  • The Strait of Malacca: 227 hexagonal cells
  • Luzes noturnas desta noite, apagões (VIIRS Day/Night Band), NASA GIBS
  • Água superficial através das nuvens, 30 m (radar OPERA DSWx-S1), NASA GIBS
  • Taxa de chuva, última meia hora (IMERG), NASA GIBS
  • Umidade superficial do solo (SMAP), NASA GIBS
08Fontes

De onde vêm as evidências.

Conjuntos de dados públicos nomeados e registros institucionais, cada um com sua classe de licença. As fontes obtidas por acordo só são usadas nos seus termos e nunca são republicadas.

FonteO que ofereceClasse de licença
UNIDO industrial statisticsManufacturing value added and production by sectorPublic, UNIDO terms
OECD Main Science and Technology IndicatorsR&D spending by sectorPublic, OECD terms
NIST additive manufacturing resourcesMeasurement science and standards for additive processesPublic domain, US government
ISO/ASTM 52900 seriesTerminology and standards for additive manufacturingLicensed standards, purchase required
Regulator recall databasesRecalls by product and causeRegistros públicos, termos de cada regulador
09Métodos e evidência

How materials and manufacturing is modelled, measured and tested.

O modelo, os seus pressupostos, os seus dados e a sua incerteza, na forma que um cientista ou engenheiro verificaria. As estruturas seguem métodos publicados. Os valores representados são ilustrativos, não conclusões.

Modelo de sistema

The couplings between the systems in materials and manufacturing: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.

++−++IndústriaTrabalhoComércioComunidadesEconomiaR de reforçoB equilíbrio
Causal loop diagram from the page’s systems; signs show the direction of influence. Illustrative structure for a system dynamics or network model, not estimated couplings.
Princípios orientadores FAIR · GO FAIR e FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumOrientação sobre o tratamento consistente das incertezas · IPCCCEOS Analysis Ready Data · Committee on Earth Observation Satellites
10Decisões

Quem decide, e a que servem as evidências.

Advanced Industry and Robotics prepares evidence. The decisions below are taken by the authorities named, under their own rules, and never by the platform.

Quem decideA perguntaEvidências a que esta página serve
ManufacturersWhich materials and processes to adopt and how to qualify themQualification reviews; quality data
Standards bodies and regulatorsWhat testing and certification to requireQuality and recall evidence
Industry ministriesWhere to support manufacturing capabilityValue added and R&D evidence

Produtos que este tema gera

  • Qualification pathway reviews for new materials and processes
  • Quality and recall trend analyses
  • Speciality input supply assessments
  • Evidence notes for manufacturing policy
11Questões centrais

O que os especialistas perguntam.

  1. 01

    How do new materials behave over time?

    Fatigue, ageing, fire behaviour and failure modes that differ from familiar materials.

  2. 02

    Is additive manufacturing reliable?

    How defects arise in printed parts and how quality is assured.

  3. 03

    What hazards do new materials pose?

    Exposure to fine particles, reactive substances and fumes during production and recycling.

  4. 04

    Where do materials come from and go?

    Supply of critical inputs and recovery at end of life.

12Mecanismos

What drives the risk.

Advanced materials often outperform traditional ones in strength, weight or conductivity, but their long-term behaviour is less well documented. Composites can fail without visible warning; some battery chemistries carry thermal runaway risk.

Additive manufacturing enables complex parts and distributed production. Its quality depends on process parameters, powder quality and post-processing, and internal defects may be hard to detect without specialised inspection.

Many advanced materials depend on concentrated supplies of critical minerals, exposing manufacturers to geopolitical and trade disruption.

Circularity is harder for complex materials. Composites, multi-material products and nanomaterials are difficult to separate and recycle, so design for recovery matters from the outset.

Digital production adds a further layer. Additive manufacturing relies on design files and process parameters that can be copied, altered or corrupted, so the integrity of digital inputs becomes part of product quality.

13Métodos e limites

Como as evidências são reunidas e onde param.

Método ou dadosO que mostraSeu limite
Materials testingMechanical and fire performanceLaboratory conditions differ from service
Non-destructive inspectionInternal defects in partsDetection limits vary by method
Life-cycle assessmentEnvironmental burdens across stagesSensitive to boundaries and data
Supply-chain mappingSources of critical inputsOpaque beyond first-tier suppliers
15Where this page’s references

Where this page’s references lead.

Os organismos e documentos à luz dos quais esta página é lida. O estado e as edições mudam; cada ligação leva ao organismo emissor.

16Perguntas

Perguntas e respostas.

What is additive manufacturing?
Building parts layer by layer from digital designs, often called 3D printing, using polymers, metals or other materials.
Why does qualifying new materials take so long?
Because each use must show the material performs reliably under its conditions, through testing and certification by customers and regulators.
What is statistical process control?
Monitoring a production process with statistical methods to detect unusual variation before it causes defects in products.
Are printed parts as strong as conventional ones?
They can be, when process and inspection are well controlled. Performance depends heavily on parameters and post-processing.
Does the platform qualify materials?
No. It publishes research. Qualification is the work of manufacturers, standards bodies and regulators.
Why link materials with circularity?
Because design decisions about materials largely decide whether a product can be repaired, reused or recycled.
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Relatórios is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

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