国防基础研究管理模式探索与实践

黄育秋，康磊晶，唐 琼，姚 娟

（1. 中国运载火箭技术研究院，北京，100076；2. 中国航天系统科学与工程研究院，北京，100048）

0 引 言

国防基础研究属于应用基础研究，是运用基础科学理论，进行的探索新思想、新概念、新原理、新方法、新材料与新工艺等的科学研究活动，为解决国防领域预研、研制、生产、使用、维护等全寿命周期过程中产生的共性问题提供理论依据和基本知识。国防基础研究是国家基础研究的重要组成部分，随着世界国防科技竞争进一步向原始创新前移，基础研究在国防领域原始创新中的地位日益重要，加强国防基础研究，提升原始创新能力，是新时期赢得国防技术领先优势，支撑航天产品跨越发展的重要途径[1]。

在世界科技军事革命发展的推动下，科研管理模式发生了新变化，跨学科跨组织协同攻关，非线性交互创新，全要素、全过程、全数据精益管理等科研管理模式不断涌现，大幅提升了科研和创新效能。本文调研分析了美国国防基础研究科研管理模式，阐述了某国防基础研究项目科研管理特点，总结了在该项目组织实施过程中的经验和做法，以期为国防科技管理机制创新提供有益借鉴。

1 美国国防基础研究管理模式

美国将基础研究视为国防技术储备的源泉和国防科技创新发展的重要组成部分，国防基础研究经费投入每年超过25亿美元，在研究的广度（涉及学科领域范围广泛）和深度上（单一学科取得成果为国际领先水平）保持世界第一。经过多年长期稳定支持与发展，美国形成了成熟有效的国防基础研究科研管理模式，成为各国学术界和工业界的重点研究对象[2]。

1.1 高度重视战略规划制定

美国国防部早在1996年就制定了首个基础研究计划（Basic Research Plan，BRP），将其纳入美国国防部顶层战略——国防科学技术战略，BRP旨在发展与战争有关领域的新知识；避免技术突袭；给对手造成技术突袭；维持一批利用新知识寻求新作战能力的科学家与工程师队伍；培养在国家安全至关重要领域工作的下一代科学家与工程师[3]。BRP从战略层面明确了美国国防基础研究的重点领域、项目和任务，每两年更新一次，已延续至今，主要由国防研究科学（Defense Research Sciences，DRS）、内部实验室独立研究（In-house Laboratory Independent Research，ILIR）和大学研究创新（University Research Initiative，URI）等3类计划组成，并将竞争择优作为获取高水平研究成果的重要手段[4]。

1.2 积极资助大学开展国防基础研究

大学是美国国防基础研究的中坚力量，美国国防部约60%的基础研究项目和55%的基础研究经费用于资助大学开展国防基础研究，全美超过200所研究型大学与美国防部有合同关系，占研究型大学的半数以上。为加强对国防基础研究工作的指导，提高大学从事基础研究的积极性，美国防部针对URI计划，还细化出台了一系列子计划，包括多学科大学研究倡议（Multidisciplinary University Research Initiative，MURI）等计划[5]，从项目资助、计划经费、科研设施、人才培养、奖励激励等多个层面，全方位保障大学开展基础研究工作，有力提升了国防基础研究质量，促进了高校内部跨学科以及高校间的项目研究与合作，培养了国防重要学科领域的年轻科学家和工程师，为国防基础研究储备了丰富的人才资源。

1.3 充分发挥国家实验室基础研究力量

美国国防部和能源部拥有一大批世界知名的国家实验室。美国军方将这些国家实验室作为国防基础研究的战略力量和重要基地。国家实验室在ILIR等计划支持下，承担全美约10%的国防基础研究任务，涌现出众多世界级的科技成果与顶尖人才。如美国能源部下辖的橡树岭等15个国家实验室，主要从事核物理、高能物理、加速器科学等核领域基础研究工作。

国家实验室以创新中心、研究类分包合同、合作研究开发协议（Cooperative Research and Development Agreements，CRADAs）、战略伙伴关系项目（Strategic Partnership Projects，SPPs）以及技术商业化协议（Agreement for Commercializing Technology，ACT）等多种合作机制，与大学、企业以及其他国家实验室合作，开展协同研究[6]。在科研管理上，注重多学科交叉融合，联合开展大科学研究项目，取得重大原创成果；注重汇聚相关领域的最新学术思想，提倡研究项目和概念的多样化，促进实验室长远发展；注重建立完备的基础研究评估体系和专家评审机制，设立科学指导委员会，共商科研发展方向，保证研究质量；注重技术转让，通过专利许可、签订CRADAs、构建联合体等方式，开展基础研究成果转化[7]。

1.4 军工企业自身发展需求促进基础研究

美军工企业重视对军事需求做出超前预判，前瞻部署并且长期支持相关领域的基础研究，储备装备发展必需的知识和理论，带动技术突破，以保持军事技术领先地位和装备竞争优势。美国军方支持军工企业开展独立研究活动，认为独立研究活动能够更好地结合装备未来发展和企业自身技术发展需求，更具时效性，同时制定了先期投入补偿办法，军工企业可以通过日后获得国防合同收回前期投入成本[3]。

美国军工企业的基础研究有明确的应用导向，重点填补高校和国家实验室承担的基础研究与装备技术开发之间的知识空白，这类研究属于典型的应用基础研究或者早期应用研究[8]。美国军工企业开展基础研究主要有两种途径：一是与国防部、能源部等联邦政府部门签订合同，承担以DRS计划、国防企业科学计划（Defense Enterprise Science Initiative，DESI）等为代表的科研项目；二是根据自身需求，先期开展独立基础研究项目。美国大型军工企业在总部层面均设有庞大的研究中心或者研究院，如洛克希德·马丁公司拥有创新中心、臭鼬工厂、先进技术中心等多个研发机构，汇聚了众多高端研究人才，负责基础研究、核心技术攻关和高难度拳头产品设计，从事的研究工作具有长期性、先进性和战略性。美国军工企业还与高校、国家实验室、相关研究机构建立了分工合作、优势互补、面向不同研究领域、研究任务的各类协同研发平台，有效提升了基础研究、关键技术和装备系统的研发能力[8,9]。

1.5 积极推行群智创新组织管理模式

近年来，美国国防部还在积极探索实践新的科技创新组织管理模式，提出了跨越组织边界、多学科交叉融合、基于互联网形式的开放、共享、竞争、协同的群智创新模式，通过在国防部、研究型大学和高科技企业间建立全新联盟，实现强强联合与成果转化，加速解决国家安全重大问题，获得最佳解决方案。

2016年，美国国防部设立国家安全技术加速器（National Security Technology Accelerator，NSTXL， MD5）项目，是群智创新模式的典型代表。MD5开发了网络化平台工具，打破了美国国防部内部需求与外部创新资源之间的壁垒，促进国防部与研究型大学、高科技企业之间建立合作伙伴关系。2019年，美国国防部将MD5更名为国家安全创新网络（National Security Innovation Network，NSIN），通过汇聚创新力量、激发创新思想、促进知识共享，持续推动国防部向交互式、网络化和更加开放的思维模式转变，形成覆盖全美的创新生态系统[10]。

2 基础研究项目群科研管理特点

基础研究项目群（简称项目群），以国防科技战略需求为牵引，围绕航天产品性能提升，致力于攻克航天产品“卡脖子”瓶颈短板背后的基础科学问题，通过理念和技术创新，促进研发模式转变。项目群的科研管理具有以下特点：

a）系统工程与基础研究有机融合。

项目群既不是型号的系统工程，也不是关键技术簇的预研攻关，而是基础研究的系统工程。项目群的研究架构为“项目群-项目-课题-专题”，既层层分解相对独立，又在纵向与横向上有一定的关联性，在管理上不能简单套用总体与分系统强耦合的管理模式，既要加强顶层设计和统筹协调，又要遵循基础研究规律，是系统工程理念在应用基础研究领域的再实践。

b）突出问题导向。

项目群基础研究的逻辑起点是能够找准当前型号“卡脖子”瓶颈短板的真问题，这是基础研究是否具有重要战略意义、能否取得重要成果的前提。通过攻克基础科学问题，解决瓶颈短板，大幅提升航天产品性能水平。

c）注重原始创新。

项目群要注重原始创新、基于科学的创新，努力实现“从0到1”的突破，而不是延长线式的创新，为航天产品发展提供理论和方法，实现基础研究对科技创新的源头供给和引领作用。

d）注重开放融合。

项目群基础研究要充分发挥新型举国体制优势，跨越组织边界，通过产学研用深度融合，实现资源优化配置和创新力量互补，联合开展长周期、跨学科、大协同的应用基础研究，合力解决重要基础科学问题和瓶颈短板技术，努力取得更多更大的原创成果。

e）强化数字驱动。

项目群的基础研究定位和特点，决定了其研究成果以新概念、新方法、新软件、新技术等为主，通过采用数字化手段，实现数据积累和知识储备，推动成果共享、知识复用，提升航天产品研发能力。

3 基础研究项目群管理模式探索与实践

项目群团队运用系统思维，构建了适用于项目群的管理体系，突出问题导向、精心设计指南布局、秉持开放融合理念等，从组织形式、管理机制等方面，积极探索项目群管理新模式，实现了对各类知识创造、创新主体的资源整合和有机协同，为确保项目群总目标实现奠定了坚实基础。

3.1 坚持系统思维构建管理体系

瞄准全要素、全过程、全数据精益管理目标，从基本要素、创新机制、基础保障等3个方面入手，系统构建了科学规范的项目群管理体系（见图1），统筹设计了各项管理要素，关注要素间的协调匹配性，确保要素间按流程前后衔接、左右联动。制定实施了《基础研究项目群管理实施细则》，内容涵盖指南编制、专题立项、计划管理、合同管理、质量管理、检查评估、节点考核、结题验收、成果转化等20余个要素，指导项目群各项工作规范有序开展，有效提升了项目管理的效率效益。

图1 基础研究项目群管理体系 Fig.1 Management System of Basic Research Project Group

3.2 突出问题导向实现原始创新

项目群基础研究的出发点，一方面是为实现航天产品跨越发展而亟待解决的重要基础科学问题，另一方面又要聚焦先进理念方法，构建优化完备的航天产品研发体系，必须始终坚持问题导向，努力实现原始创新：

a）系统辨识基础科学问题。

围绕型号“卡脖子”的真问题，弥补与世界先进航天产品的短板差距，以及支撑航天产品未来跨代发展等3个方面的需求，借鉴故障树分析（Fault Tree Analysis，FTA）方法，从基础机理入手，系统梳理项目群的基础科学问题，召开十余次型号对接会、院士专家座谈会、专家委员会评审会，经过多轮迭代完善，准确辨识、科学凝炼出百余项基础科学问题。

b）聚焦核心基础科学问题。

依据型号需求的紧迫程度、设计理念的先进性、对弥补短板差距的贡献度、实现跨越引领的可能性等 4个评价标准，从百余项基础科学问题中，遴选出20项核心基础科学问题，列为项目群重点攻关对象，确保定位精准、重点突出。

c）积极探索先进理念方法。

密切关注基础前沿突破，开展人工智能、软件工程、新材料等相关领域地平线扫描，同时基于新的科研范式，开展基础科学问题研究，探索并创造更多具有原创特点的新知识、新理论、新方法、新技术和新工具，持续增强知识积累和储备，不断提升基础研究专业能力，支撑国防科技创新发展。

3.3 精心设计指南布局研究任务

项目群指南是引导科研单位申请专题研究项目的指导性文件，为从源头上保证项目群研究任务全面完成、总目标如期实现，加强指南编制方案顶层策划，精心设计各类指南至关重要：

a）锚定目标梯次发布。

根据项目群总目标、核心指标、研究阶段划分、研究进展情况，分批次发布指南，明确各批次指南发布重点，注重各批次指南之间的衔接关系；及时研判形势任务变化和技术发展态势，动态调整研究内容，优化技术指标，从而形成梯次发布、相互衔接、迭代发展的项目群指南体系。

b）坚持创新回归基础。

围绕项目群相关研究领域，广泛调研中国优势高校、中科院等科研机构，对接基础研究院士、专家团队，征集指南选题建议，注重“专精特优”单位发现，积极吸纳新概念、新思想、新理论、新方法和新工具。

c）把握特点分类编制。

项目群指南按定向、有限公开、公开等3种形式编制发布，涉及项目群核心内容的选题，确定为定向类指南，面向承研单位发布；与项目群有一定关联的共性基础内容的选题，确定为有限公开类指南，面向国内优势单位发布；与项目群核心内容无直接关联的共性基础理论、方法的选题，确定为公开类指南，面向全国所有具备研究基础能力的单位发布。

d）纵向贯通横向到边。

项目内各课题的指南在研究目标、研究内容和技术指标上，要关注目标的可达性、内容的关联性、指标的一致性，做到纵向贯通；各项目之间的指南在结构、气动、载荷、环境、数字化、标准规范等共性专业上，要统筹协调，相互支撑，避免重复研究，做到横向到边。

3.4 秉持开放融合理念发挥举国体制优势

高等院校和研究机构在基础研究、前沿探索、交叉融合、科研设施、人才培养等方面拥有雄厚的科研实力和教育资源。项目群涉及大量基础理论研究工作，项目团队秉持“开门搞科研”，充分发挥新型举国体制优势，探索建立开放融合、协同创新的良好机制，构建全国大协作攻关格局。

a）提高指南开放度。

积极调动各方力量，促进开放竞争，针对各批次发布指南，明确有限公开和公开类指南条目数量和经费数额占比本批次发布指南总条目数和总经费比例要求；定向类指南在专题立项后不得签订大额外协合同，将共性基础理论、方法和技术等内容形成有限公开或公开类指南对外发布；不得“回流”，指南拟制的课题承研单位不得参与本课题下有限公开、公开类指南竞争，也不得作为外协单位承研相关任务。

b）组建基础研究联盟。

项目群围绕总体设计、控制技术等研究方向，形成基础研究联盟布局，联合国内相关领域优势高校、科研机构等单位中在基础理论方面有深厚底蕴的研究团队，组建概率设计、控制技术等若干研究联盟，形成高水平的基础研究“国家队”。加强研究联盟运行机制建设，形成项目共研、人才共育、成果共享的协同创新合作模式。联盟成员协同开展基础研究和技术攻关，努力取得更多更大的原创成果。

c）成立创新特区。

项目群聚焦关键基础研究和技术攻关任务，在军工集团的承研单位之间，成立跨法人单位的创新特区，通过实施课题首席主导、揭榜挂帅、协同攻关、人员动态进出、薪酬激励与人才成长等机制，着力打造航天先进研发模式示范区。针对薪酬激励，规定了进驻特区内团队负责人与核心骨干、专职人员、兼职人员等3类人员的绩效工资按比例上浮。通过组建运行创新特区，激发创新活力，培养基础研究人才，营造扎根基础、潜心研究、久久为功的基础研究氛围。

3.5 把握数字驱动特点推动项目群数字化建设

项目群注重基础研究与数字化工作的有机融合，在组织上，设立数字化副技术首席，各项目设立数字化专员，配强数字化队伍；在技术与管理上，以数据和模型为驱动，构建多领域、多专业的跨域协同数字化设计验证平台，实现数据积累、成果固化、知识共享与转化应用，重塑航天产品研发体系。

a）注重统筹发展。

项目群制定数字化总体实施方案、数字化大纲和数字化标准规范体系，开发统一建模语言、仿真引擎和数字化设计验证平台，实现整个项目群协同设计、联合仿真与虚实融合验证。

b）注重成果的数字固化。

从源头抓数字化工作，项目群在指南论证编制过程中，强化研究成果的数字化导向；加强成果的数字化表征，将新理念、新方法、新算法等研究成果固化为模型、软件、平台和数据，构建模型库和数据库，从根本上解决研发手段落后、周期长等问题，实现航天产品数字域的快速迭代研发，持续提升航天产品研发与创新活动的质量和效能。

c）注重成果转化。

加强项目验收的成果管理，将研究报告、标准规范、模型/软件、试验等各类成果统一纳入数字化设计验证平台，按组织、项目、专业、成果类型等多个维度开展数据加工整理，形成高质量的知识资产，实现信息集成、知识共享、成果复用及转化应用。

4 结束语

国防基础研究具有前瞻性、战略性、长期性、创新性等特点，关乎航天产品源头创新能力和性能水平提升，对国防科技发展具有巨大的推动作用。本文阐述了项目群的5个管理特点，并从构建管理体系、梳理科学问题、精心设计指南、加强协同攻关、推进管理数字化等5个方面，总结了项目群管理模式的实践成果，为国防科技管理机制创新提供有益借鉴。