美国DARPA 及相关机构科研管理经验

覆性技术被称为“改变游戏规则”“重塑未来格局”的革命性力量。如何助推颠覆性技术的涌现成为国家科技战略的重中之重。美国国防部高级研究计划局（DARPA）在推动颠覆性技术突破方面构建了独特的创新管理机制并获得卓越成效，各国学习借鉴DARPA经验开展了诸多有益探索。本文系统分析了DARPA在颠覆性技术创新管理模式上的经验，并对比分析其他类DARPA机构的适应性调整，为颠覆性技术创新管理模式的探索提供参考。

DARPA科研项目管理经验

任务导向型科研管理机构典范 DARPA成立于1958年，是美国国防部下属科研管理机构，使命定位是持续推进“改变游戏规则”的高风险、高价值技术研发，以巩固美国在科技和军事上的绝对优势地位。DARPA的经费直接来源于美国国防部的“研究、开发、测试和评估”（RDTamp;E）预算，其中2023年DARPA申请预算41.19亿美元，仅占国防部RDTamp;E预算（1301亿美元）的3.2%。

作为一家科研中枢机构，DARPA并不从事具体研发，但却取得了一系列重大原创性、颠覆性技术成果，包括互联网、全球定位系统、隐形飞机等，其突出特点是“小核心、大网络、高度灵活”的科研生态系统。

小核心——扁平化管理体系，仅“局长-技术办公室主管-项目经理”三层架构，目前约有220名工作人员，包括近100名项目经理，负责管理约250个项目。除了6个相对固定的技术办公室外，还灵活设置了临时项目组，以快速把握新的技术机遇或响应突发需求。

大网络——DARPA长期与国防科学委员会（DSB）、国防咨询小组（JASON）、军方实验室、国防合同承包商、产业界等合作，形成了密切合作的生态，企业承担了其60%以上的科研合同。

高度灵活——DARPA的组织架构随着战略变化灵活调整，DARPA局长可根据战略需要决定各办公室的工作性质和任务，也可以解散或建立新的办公室，持续保持适应高新技术长期发展的活力。

主要可借鉴的管理模式 一是聚焦目标牵引的颠覆性创新，主攻创新链“第2棒”。从项目领域看，DARPA聚焦在生物技术、国防科学、信息技术、微系统技术及航空航天、远程反导等方向。DARPA侧重布局前沿技术与应用性研究，瞄准技术成熟度2～7级之间的前沿技术领域，2024年度预算总计43.88亿美元，其中前沿技术开发占52.1%。这类技术风险大，但孕育着引发变革的颠覆性创新。据非官方统计，DARPA成立66年的历程中，失败的项目占比高达98%。虽然很多项目因种种原因“以失败告终”，但所积累的经验和沉淀的有价值的技术，也成为重要的财富。在研究方向选择上，DARPA拥有一群强大的“外脑”（DSB、JASON小组等机构）提供咨询，使DARPA一直能够把握国防科技创新的正确方向。DARPA通过超前布局赛道，以终为始，从应用端需求出发分解技术攻关路径。确定要达成的目标后，有些项目会根据需求同步启动多条技术路线、由多个科研团队并行开展。

二是建立项目经理为核心的运行模式，贯通创新全链条。项目经理是DARPA模式运转的核心。DARPA强调目标实现，对项目经理充分授权，在三级决策体系中，项目经理负责构建项目选题、制定里程碑、把控项目进度、拨款等。项目经理来自政府、高校、科研机构及企业，具有较强的专业积累。DARPA采用公开招聘、择优筛选、同行推荐、专业公司猎选、挑战赛和竞赛等方式遴选项目经理，项目经理通常对科技非常“痴迷”“向往”，有一定的项目管理经验，同时在美国科技界享有极高的荣誉和地位，并决心在短时间内取得新的重要成就。项目经理不属于政府官员，不受等级森严的决策体制约束，同时他们不对项目申请进行传统意义上的同行评议，从而也不受专业学术圈的羁绊。项目经理通常以短期合约方式聘用，一般为3～5年，每年的更换率约为25%。这种轮换制度有助于保持组织的新鲜血液和创新思维，同时也为项目提供了定期的重新评估和调整的机会。DARPA对项目失败高度宽容，在相对大的范围内，在项目经理有限的任期内给予充分的信任、充分的决策权和充足的资源。

专栏1：

项目经理的主要职责

① 识别方向。了解美国在目前和未来面临哪些军事挑战，识别有助于应对上述挑战的新兴技术。

② 寻找并组建研究团队。DARPA的项目经理全权负责组建和管理科研团队，方式为：一是通过发布项目招标公告，提出技术需求和

遴选标准，招募科研团队进行攻关；二是通过组织挑战赛和竞赛来吸引科研团队和个人参与，发现优秀的科研团队；三是利用科

学计量学工具和数据分析方法，识别发现在特定领域内具有潜力的科研人员；四项目经理直接联系他们认为有能力解决特定问

题的科研人员，并提供资助，而无须经过正式的评审程序。

③ 组织相关用户或测试机构及团队开展验证考核指标研究，并实现对新技术路线的第三方验证。

④ 在项目推进过程中设定里程碑，进行项目间的组织协调、联系协作，跟踪进度实施，根据项目执行情况及时拨付资金、协同外部

资源、快速调整方向、追加资金或视情况终止。

⑤ 达成目标后及时触发项目退出机制，并确保将这些技术的进一步开发任务移交给军方或商业部门，形成项目闭环管理。

三是实施全生命周期项目管理，强化竞争与止血机制。DARPA覆盖项目全生命周期的管理模式与项目经理制深度耦合，强调项目的全周期。项目设置里程碑目标节点，并按约定进行检查审核，项目经理在项目实施和管理中拥有高度的自主权，包括对团队成员的招募、技术细节的管理以及主要决策的制定，并存在类似“止血”或“刹车”机制的做法，使得项目经理能够快速响应项目中出现的问题，并在必要时对项目方向或资源分配进行调整，以避免资源浪费和目标偏离。

项目选题来源多样，通过自上而下需求场景驱动和自下而上技术迭代突破等多种方式启动，尽可能多地获取可以解决问题、满足需求的新技术、新概念、新想法。项目选题一般由DARPA局长与军事部门、国会和政府部门协商，并与各类专家交流后确定重点技术领域。DARPA的广泛机构公告（BAA）明确规定了该机构感兴趣的领域，以及潜在执行者必须努力实现的这些领域的目标。在确定研究领域后，项目经理是选题构想和完善的主要责任人。选题构想确定后，项目经理完善选题。选题构思确定后通常并不立即立项，而是由项目经理深入研究相关技术领域，与学术界、产业界进行深入交流，反复研究确定关键技术问题和相关组织推进机制，进入立项阶段。

对于立项阶段，DARPA有一套严格的审批程序来决定资助哪些项目；机构领导必须同意支持某个项目，然后才会向其投入数百万或数千万美元。在选题通过技术办公室主管和局长的审核后，虽然不采取通用的同行评审模式，但仍需建议书评审流程，评审工作由项目经理、评审员以及技术专家组成的科学评审小组完成，需要参考评审结果确定是否支持立项。

专栏2：

DARPA项目的立项流程

DARPA项目的立项流程包含6个步骤，根据每个项目不同可舍去部分步骤。

① 公开发布计划：在业界峰会、媒体上宣传计划背景、目标等，针对较大的项目群公开发布计划。

② 发布信息征询书：用于征求技术的相关信息，征询书一般提供项目背景、概要、需要提交的信息、提交方式、响应截止日期等内容，

并举办技术征询研讨会。

③ 发布立项公告：正式开始收集项目研究方案，提交研究方案的内容包括项目概述、资金信息、提交人资格、建议书提交要求、方案

评审准则等。

④ 召开项目申请者日：项目申请者抛出项目的整体构想，并回答潜在项目申请者的问题。项目申请者日还可以让项目经理促进潜在

的团队建立合作关系。

⑤ 项目申请方案评审和遴选：采用多轮审查与反馈的方式遴选项目申请方案以提高审查效率及减轻项目申请者成本。只有前一轮

被选择，项目经理人才会要求项目申请者提供更详细的信息，项目申请书评审流程一般包括提交执行摘要、白皮书、完整建议书

三轮评审。评审工作由项目经理、审核员以及技术专家组成的科学审查小组完成，形成详细的审查备忘录，书面文件存档以备抽检。 项目经理参考审核结果确定是否支持相关项目申请方案。

⑥ 确定合作伙伴并签署合同：通知入选的项目申请者进行谈判，如果达成一致，则签订合同，启动项目。

对于项目执行，项目经理会在计划开始时与各执行机构讨论，制定财年计划或阶段性计划，设定项目里程碑。执行过程中，项目经理承担跟进进度、了解进展、促进交流的责任，且高频度监测项目进程（季报、半年报、年报），有权要求执行机构以多种形式汇报项目进展和问题，促使执行者不断追求项目质量，降低颠覆性创新项目的风险。阶段审核时，项目经理有权依据阶段审核结果及时调整。审核通过，则划拨下一阶段经费，若审核未通过分为2种情况重新规划：一是如果项目会产生远超预期的资金需求、与计划产生巨大的偏差甚至遭遇重大的研发事故，项目经理会直接叫停项目（及时“止血刹车”），并将资金分配给其他更可行的项目；二是调整计划或追加投资，使项目计划更具可行性。项目最终要接受监督、审计和评估，以确保项目经理人的责任能够得以履行。

对于项目收尾，DAPRA在立项之初即明确退出机制，重视项目的技术输出。DAPRA研发活动在立项之初就有明确的应用目标以及有能力承受相应成果转化成本的接盘者。在立项阶段所有研究负责人都必须回答DARPA七个方面的问题，其中之一是“它退出DARPA的机制是什么？当你把这项技术发展和转化成一种新的技能或者一种真实的产品时，谁会为之买单？”此外，DARPA的适应性执行办公室（AEO）也会通过机构资源帮助项目经理与未来应用客户建立联系，确保项目步入成果应用或继续获得研发资助。

专栏3：

ALASA计划的终止

DARPA的机载发射辅助空间探访计划（ALASA）旨在大幅降低将小型卫星送入低地轨道的成本，其方法是使用常规飞机将新设计的单级运载火箭升至高空，然后将其释放并完成入轨。该系统比地面运载火箭更便宜，准备时间更短，也不会面临现有发射系统容易受天气情况影响导致的延误。

项目于2014年启动，由波音公司作为主承包商。第一阶段进展非常顺利，第二阶段需要开发一种新的单一推进剂（亚硝基-氧化乙炔单推进剂），如果研发成功将使推进系统比燃料和氧化剂分离的系统更小、更便宜、更可靠。然而测试表明，这种单质推进剂具有危险的挥发性，因此DARPA于2015年底结束了运载火箭的研制工作。此外，商业运载火箭供应商在向低成本轨道飞行迈进，这也促成了项目的终止。

专栏4：

技术转移与退出阶段的主要流程

① 在适应性执行办公室的协助下进行成果转化；

② 项目经理和管理层审查项目的结题文件，并将相关技

术转化信息保存至数据库；

③ DARPA退出项目，其他机构接受技术转移或由

DARPA新开项目深化研究。

专栏5：

退出途径

DARPA退出后，技术的再开发途径大致可以分为3类：

① 在该项目基础上，DARPA启动一个新项目进行进一步

的研究，或启动一个项目聚焦几个相似项目的成果转

化问题；

② 项目中的技术转移至其他国防部门或军工企业，再开

发后以实现后续军用；

③ 项目中的非国防部门的实体执行者或是购买技术的商

业实体进行再开发并最终对技术进行商业化运用。

美国能源部（DOE）的ARPA-E模式

美国能源部于2007年创建美国能源部高级能源研究计划局（ARPA-E），2009年正式启动支持变革性技术的发展计划。自2009年成立至今，ARPA-E已经为超过1300个具有潜力的颠覆性能源技术项目投入了共计30多亿美元。ARPA-E的2023财年预算提高到7亿美元。ARPA-E继承和发扬了DARPA模式，同时高度重视从变革性技术成果到市场应用的转移转化，项目管理全流程突出“技术到市场”导向，相关做法被DARPA借鉴。

设立从基础研究到成果转化的各类专项计划和退出途径 ARPA-E支持的能源技术项目涵盖了从运输燃料和能源存储，到建筑、商业和制造能源，再到电力的存储、分配和发电等广泛的能源技术领域。在项目部署方面，设立的资助覆盖了能源领域前沿技术到应用技术的专项计划，包括重点计划、开放计划、能源相关的应用科学创新发展（IDEAS）计划、探索性课题以及有应用潜力的领先能源技术种子孵化（SCALEUP）计划。

具体来看，ARPA-E主要通过重点计划来加速能源方面的高潜力领域创新；开放计划（寻求能源技术领域全应用范围内最具创新性的新想法）、探索性课题（根据需要资助不符合ARPA-E典型重点计划模式的小型项目）是重点计划的补充。IDEAS计划侧重提供对重点计划的后续支持。而SCALEUP计划侧重应用推广，是以应用为导向的专项计划，在已获取重点计划资助并成功解决概念验证研发挑战的技术中进行挑选，对被选中的技术在能源领域进行全面应用推广，加速创新性能源技术产生现实影响。

组织架构中引入商业化团队推动技术应用 ARPA-E组织架构中设立独立的商业化团队，专职推动ARPA-E技术成果的商业应用。ARPA-E设立了专门的“技术到市场”（T2M）部门，引入T2M专职人员作为顾问。T2M作为独立的商业化推进团队，负责推动已交付的能源创新技术的商业化进展。项目经理同时也参与T2M阶段的管理与指导工作。DARPA也借鉴了这一做法，聘请ARPA-E的技术到市场总监在DARPA承担同样的工作。

日本推行ImPACT和MS计划，探索政府研发管理新机制

日本分别在2014年启动颠覆性技术创新计划（ImPACT）和2019年推出登月型研发计划（MS计划），这两项国家计划借鉴了DARPA模式进行研发管理，目的是希望解决政府管理者面临的“提高研发效率、获取更大经济效益”的难题。

ImPACT计划：适应性调整DARPA模式，实行更广泛领域的资助 ImPACT是一个五年计划，其目标是政府直接推动高投资、高风险、高收益的研发活动，实现对产业和社会具有巨大影响力的颠覆性创新。ImPACT计划借鉴DARPA模式的同时，也结合日本科技体制特点和改革需求，做出了适应性调整，主要体现在两点。

一是更加注重社会经济重大问题。相比美国DARPA主要应用于国防研究、能源和情报研究领域，日本政府则在更大范围和领域内实施，旨在解决面向未来的社会经济重大问题，以及增强国际科技竞争力的前沿颠覆性技术研究。如ImPACT的五个研究主题包括：提升制造能力、建设生态友好和能源节约社会、打造智能社会、应对人口低出生率和老龄化、控制和减轻自然灾害损失等。

二是结合日本实际调整管理制度和组织架构。相比美国DARPA相对扁平化的组织架构，ImPACT计划的管理制度更加强调中央政府的领导作用，管理机构也更为复杂。管理机构的第一层级是领导机构——政府科技创新委员会（首相担任主席、内阁官员作为固定成员、专业议员作为非固定成员），负责审定资助预算、确定重大研究主题、任命计划负责人并确定项目经理。第二层级是组织和实施机构——ImPACT委员会（办公室设在日本科学技术振兴机构），负责管理项目资金、公开招聘遴选项目经理、收集整理研究建议书和进展反馈。第三层级是专业委员会（由来自上面两个层级中的专业委员和外部专家构成），对计划的整体进站和各项目进度进行评估。项目经理由ImPACT委员会严格筛选提名、由政府科技创新委员会正式确认。

MS计划：对ImPACT计划进行升级，并配套调整相应的管理机制 为了将与科技创新相关的更多部门动员起来并采用DARPA模式，日本政府实施了更具雄心的MS计划。MS计划确定的七大目标涉及社会、环境和经济发展三大领域，主要由政府科技创新委员确定研发总目标，其中执行办公室为战略委员会，并由内阁府等相关政府部门以及科学技术振兴机构等共同形成完成总目标的思路。

相比ImPACT计划，MS计划涉及的部门更多，聘用的项目经理更多，其管理制度和组织架构也做了相应的配套变化。对于MS计划的每个大目标，政府都制定一个内阁部门作为资金资助方，资金资助方直接任命该目标下的项目主任。项目主任的基本任期为五年，可以再次被任命。

项目主任的任务是指导和监督项目经理完成预期目标，并向政府资助部门提供是否对项目经理负责的项目进行持续资助的建议：一是继续由政府资助研发，支持年限可以高达十年；二是转由私人企业进一步资助研发；三是直接转入私人企业进行规模化生产。

项目经理则完全采用聘任制，每个大目标下根据需要可聘用多个项目经理。资金资助方组建由外部专家构成的评估小组，开展对项目进展和成果的评估。

随着科技的快速发展和全球竞争的加剧，颠覆性技术创新的重要性愈发凸显。各国和地区将继续探索和优化科研管理模式，以适应不断变化的科技环境和市场需求。通过对DARPA及ARPA-E等类DARPA机构在颠覆性技术创新管理上的分析，可以发现，政府资助的颠覆性技术项目管理基本延续了扁平化组织架构、具有高度自主性的项目经理等DARPA的特色制度，但会应目标定位不同而有所差异，如更加聚焦重点领域科技研发、强调技术转化以及增强与已有计划项目衔接等差异化制度调整。DARPA的扁平化管理、项目经理核心制以及全生命周期项目管理等做法，以及ARPA-E、ImPACT对DARPA模式的借鉴和创新性调整均为我们探索颠覆性创新项目管理模式提供了有益借鉴。随着人工智能、大数据等新兴技术的应用，科研管理也将变得更加智能化和数据驱动，颠覆性技术创新管理将继续演变，以适应未来科技革命和产业变革的特征与需求。