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重大科研仪器研发的现状与困境——中国科技现状审视与反省

在党和国家把创新驱动发展战略定为国策的当下,整个社会的发展引擎已经开始转向以科技知识为表征的创新驱动(推与拉的混合型,即push and pull),任何创新都是基于知识的创新,没有知识的高效产出就没有创新涌现的可能,这已成世界范围内的共识。而知识的产出是严格受条件约束的行为,大体可以把知识生产链条分解为:(经费+人才+环境)*工具(仪器等)=科技知识。在其他变量等同的情况下,有什么样的工具水平,就有什么样的知识产出水平。最近10年国家在科研经费(R&D)的投入,引进人才以及科研环境的营造上已经投入大量精力,取得了举世瞩目的显著成就。但是,原创性高端科研成果的产出仍然严重不足,发展瓶颈已经从隐性向显性转化,那就是加速知识生产的工具环节已成制约我国科技发展的瓶颈因素,因此,解决重大关键科研仪器问题就是推动科技与创新进入新台阶的一个关键举措。而且对于重大科研仪器的研发,不仅仅可以解决当下知识生产中面临的工具性问题,而且仪器研发本身就是一种具有高度创新性的行为,并且蕴含巨大商机。长期来看,重大仪器研发可以带来三方面的进步:首先,降低知识生产的成本,加快知识生产与更新的脚步;其次,通过仪器研发带动相关产业、技术的发展;第三,通过仪器研发可以培育相关领域的人才。基于这种现实考量,我国在1998年起相关部门就开始有计划地加大重大科研仪器的研发,时至今日,已经运行近20年的时间,期间取得不少成绩,但是存在的问题也愈发凸显,导致项目实际运行效果并不理想。基于此,本文力图梳理两个问题:其一,近20年重大科研仪器研发的现状与存在的问题;其二,现有项目组织架构下重大仪器研发中存在的困境与解决策略。

一、我国重大科研仪器研发的现状与存在的问题

我国自1997年起相关部委就科技发展的现状,开始有计划地考虑设立重大科研仪器研发项目,以其改变科技发展面临的短板问题,并于1998年正式启动,至今已经20年。这里所谓的重大仪器设备是指:“在重大民生需求、社会经济发展以及科技创新方面有重要作用,需要投入更多研发方法、研发技术以及部件,投资成本较大,具有较高经济价值的科学仪器设备。在研发过程中主要具有以下特征:首先,对集成创新比较重视;其次,软硬件的共同开发。”

【1】这也意味着重大科研仪器的研发涉及多学科的协同攻关,并且通过软硬件的建设与开发为未来的市场化提供准备。对于这些要求,我们的准备普遍不足。

根据最新一期C&EN杂志(2016年4月)公布的 2015年度全球仪器公司排名前25名的分布中,可以清晰看到,美国占有10席,其中前四名全部是美国公司,日本有6席,居全球第二位,紧随其后的德国,占有3席,其次,瑞士3席,英国2席,荷兰1席。排名第一的赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific)2014年的销售额高达42.4亿美元,排名第二的丹纳赫(Danaher)的销售收入约为24亿美元。据学者研究:“2012年赛默飞世尔亚太区收入占公司总收入17%,中国区收入逾7亿美元,中国首次跃居为赛默飞世尔全球第二大市场。同样,沃特世(Waters)的中国区域也在2012年跃升为全球第二大市场。由此,可以看出中国仪器和应用市场发展的强劲情况。”

【2】从这组数据中,我们大体上可以看到中国现在是世界科技仪器生产商的主要销售对象和进口国,虽然目前无法查到我国每年用于科研仪器采购的准确数据,但一个相关的信息可以佐证这种情况:“国家科技基础条件平台中心副主任吕先志说,近年来我国每年购买国外科研仪器设备的投入至少在400亿元以上,由于缺乏信息沟通,有些设备重复购置,有的利用率很低,而资源共享是解决这一问题的捷径。”

【3】学者王大洲等人通过实证研究指出:“(1991-2010年)购置和研制比例有一定变化。“八五”、“九五”期间,仪器研制比例分别为3.0%和2.7%,但“十五”期间研制比例下降到2.3%,这与自2004 年来大型科学仪器设备购置的快速增加有关。“十一五”期间研制比例出现微弱提高,较“十五”上升了0.1 %。”

【4】换言之,十一五期间在重大仪器来源中,有95.9%是采购的,仅有2.4%是研制的,这种情况已经很能说明我们在重大科研仪器的研制方面所面临的紧迫形势。客观地说,我国在高端科研仪器研发方面起步较晚,虽然这些年的大力推进取得一些进步,但总体落后的局面并没有得到根本性的改变。如果我们把影响重大仪器开发的原因分为内外两部分,那么来自外部的原因主要有以下几条:“根据我们进行的问卷调查,最关键的三个制约因素是‘国内加工能力无法支持仪器创新’、‘绩效评价机制不鼓励仪器的创新研制’、‘缺乏实现创新的高水平的技术人才’,被调查者认为其重要和最重要的应答率分别为68.9%、56.5%、45.8%。”

【5】其中第二条的绩效评估机制所带来的制约因素,可以看作是影响研发的组织内部因素。因此,重大仪器研发效果不理想,除了研究基础比较薄弱外,最主要的内部因素就是项目设置的组织架构模式存在严重缺陷,“牵头人+合作单位”模式仍是小科学时代的组织模式,无法适应大科学时代的高度集成式创新的要求,正是这些内外制约因素的互动,最终导致研发的预期目标出现严重打折现象。我们在本文主要关注来自组织内部的因素对研发的影响。在讨论重大仪器研发项目的运行困境之前,我们需要对过去近20年的投入情况做一个简单的回顾,由此,可以直观地反映出重大仪器研发中所呈现出的“投入——产出”、“质量——进度——成本”诸多目标之间存在的问题。


2018年11月22日

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