瞭望丨美国防部高级研究项目局,有何创新秘诀?

瞭望 瞭望 2020-08-03

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 美国国防部高级研究项目局(DARPA)被誉为增强美军军事能力的“技术解决方案”提供者,是保持美国军事技术领先地位的“防务技术引擎”

 选拔适合的项目经理是国防部高级研究项目局(DARPA)成功的关键

 如果各军种都不愿接受新产品或新技术,DARPA可借助国防部的权威,强力推行新技术产品进入政府采办程序

 DARPA开展的颠覆性技术研究主要是成果驱动型,即依据预先确定的目标进行创意构想,而不是纯粹的科学研究

原题《美国防部高级研究项目局创新秘诀》

文丨任志宽 谈力

任志宽系广东省科技情报研究所助理研究员

谈力系广东省科技情报研究所副研究员


  颠覆性技术创新容易带来技术逆袭,改变游戏规则,实现弯道超车,因此近些年备受社会各界关注。


  美国作为世界科技创新大国,始终重视国防科技创新的顶层设计和颠覆性技术研究,为此还形成了若干专门研究机构。其中,于1958年设立的美国国防部高级研究项目局(DARPA)最为典型,被誉为增强美军军事能力的“技术解决方案”提供者,是保持美国军事技术领先地位的“防务技术引擎”。


  60多年来,DARPA围绕“避免技术突袭并谋求对敌方的技术突袭”,不断从顶层制定科技规划,支持能“改变游戏规则”的高风险、高回报技术研发,取得了许多重大创新成就。其研究成果不仅包括能够提升军事能力的项目,如隐形技术、精密武器、四足“猎豹”机器人等,还包括全球定位系统(GPS)和互联网这样产生巨大影响的军民两用技术,以及许多现代商业和民用技术,如通过鼠标使用屏幕窗口、自动语音识别和语言翻译、假肢修复等。


  其中,GPS和互联网这两个项目由DARPA发起后,花了将近30年的时间在美国军方内部进行孵化,随后进入20年的商业化阶段,最终给美国经济带来了巨大回报。目前,GPS为美国GDP每年贡献了3000亿美元,互联网则贡献了高达2.1万亿美元。


  为推动我国开展颠覆性技术研究,亦需要对DARPA的做法进行总结研究。


▲ 美国拉斯维加斯国际消费电子展上展出的机器手(1月10日摄) 新华社/法新


小核心与大网络


  DARPA整体上采用“小核心、大网络”的扁平化组织架构。DARPA本身并不从事科研,它主要担当监督者和中间者角色,有效链接不同技术领域的思想、资源和人员。


  “小核心”包括7个技术办公室和5个职能办公室。其中,

  • 技术办公室主要负责遴选适合的项目进行资助并跟踪管理,分别为适应性执行办公室、生物技术办公室、国防科学办公室、信息创新办公室、微系统技术办公室、战略技术办公室和战术技术办公室。

  • 职能办公室包括审计办公室、合同管理办公室、行政管理和小企业管理办公室、安全与情报办公室以及法律顾问办公室。


  “大网络”包括外部专家团队及与项目有关的高校科研机构、军方代表、精英科学家、供应商等,他们共同构成了DARPA强大的外脑网络。外脑网络是DARPA组织架构的重要组成部分,它既是项目的决策者和实际执行者,也是DARPA与美国知名高校科研院所保持联络的重要途径。这些独立组织或团体每年会联合DARPA召开技术会议,讨论国防技术领域未来的研究主题,为DARPA选择资助项目提供参考。


项目经理是关键


  DARPA的管理架构非常扁平化,从上到下只有局长-办公室主管-项目经理3个层级,采用常任专职、常任兼职、聘任专职和聘任兼职的人事制度。其中局长、办公室主管为公务员编制,项目经理为非公务员性质的“借调”人员。

  • 局长为最高管理决策者,主要负责与国防部的对接及宏观统筹。

  • 办公室主管主要负责聘用具备较高专业素质和企业家精神的项目经理。

  • 项目经理负责项目的执行与资源配置。项目经理是项目管理的核心,选拔适合的项目经理是DARPA成功的关键。


  在经费预算及使用上,美国国防部或其他政府部门每年根据DARPA的项目预算要求给予稳定的财政资金支持,使其可以长期支持具有超前性和巨大潜力的项目。在项目立项及执行过程中,DARPA采取项目外包责任制,首先由项目负责人员根据战略需求提出立项申请,在局长和归属办公室主管审核同意后,项目即可进入立项环节。在项目执行过程中,项目负责人员有非常大的自主权去识别和资助本人所负责领域内的相关技术子项目,同时对执行过程中的技术路线及研究方向负责


  与传统的“满足需求”式的被动创新相比,DARPA的主要使命是创造出能够引领未来军事走向的颠覆性军事技术。在创意构建初期,首先由项目经理提出创新设想,然后结合攻防体系的评估、军事需求的定位,提出能够有效应对未来的军事技术


  在需求构想上,DARPA坚持“需求来自第一线”的原则,选择既懂技术又懂管理的项目经理,以保证科研项目投资与管理方向的明确性及项目执行的有效性。


  在技术研究上,DARPA强调“思想的闪光”,重点关注极具前瞻性、高风险、高收益的项目,强调创造新思想、新概念,而不是简单地提出对于现实问题的解决方案。如DARPA自20世纪60年代末开展有关阿帕网(ARPANET)的研究,在初期仅仅是一个很不成熟的项目,后来才不断演变为如今的互联网。


  颠覆性技术具有不可预测的特征,传统的同行评议方式很难保证极具想象力的非共识技术脱颖而出,DARPA大胆采用项目经理制度,极大发挥了个人的效能。在颠覆性技术研发过程中,项目经理是“思维向导”,他们通常是美国政府实验室、大学或产业界最为出色的科学家和工程师,以“借调”的形式到DARPA开展工作,工作时间一般不超过6年。为了在规定时间期限内完成项目,项目经理往往会加快项目进程,大幅提高工作效率,不断突破传统极限,常常能提前完成任务或带来超出预期的研究成果。


结果导向,开放运营


  在技术构想阶段,项目经理会通过多种渠道了解并获得前沿项目选题,比如与军方高级官员联系沟通,获取最符合军事和实际需求的项目选题,或通过咨询国防科学研究委员会等外脑体系获得前瞻性选题。


在项目立项阶段,项目经理会根据创意目标形成实施方案,向DARPA局长和办公室主任提出申请,请求予以立项。

在项目实施阶段,项目经理在全国范围内进行项目公开招标,然后将同一课题领域不同方案的优点集合起来,形成一个初步资助计划,在实施过程中会根据最新研究进展分批次拨付经费。

在成果转化阶段,DARPA主要采取游说军方采购和开拓民用商业市场两种方式。在游说军方的过程中,如果各军种都不愿接受新产品或新技术,DARPA可借助国防部的权威,强力推行新技术产品进入政府采办程序。


  DARPA采取个人责任制、多团队竞争性资助、分阶段资助验收和项目过程开放的项目管理方式。

  • 在项目启动时,将项目最终成果分解为阶段性任务,设置阶段性目标,到关键性时间节点对任务完成情况进行评审,并根据评审结果拨付经费。如果评审通过,阶段任务合格,就划拨下一阶段经费;如果评审未通过,项目就直接取消或进行修正。

  • 在资助额度方面,DARPA坚持“广撒网、深扶持”,前期资助金额不会过高,如果项目前期研发顺利,技术成果明显,发展前景良好,下一阶段就会增加资助额度。例如,DARPA在研的XS-1飞行器项目于2014年6月签订第一阶段合同,项目进行一年多后才根据实施与评审情况进行第二阶段和第三阶段合同的签署,第一阶段合同金额为1400万元,第二阶段和第三阶段经费预计为1.4亿美元。


  DARPA建立了开放的需求凝练和项目识别机制,项目经理在其中起着主导和核心作用。项目经理对尖端科研项目的调查方式有别于网络检索、文献翻阅,他们常常深入基层、深入一线开展调查,与相关人员进行直接的面对面交谈,主要方式包括以下几种:一是会议集中调查。每年7月,DARPA科学研究理事会召开会议,集中凝练研发需求。二是广泛开展需求调研。项目经理频繁来往于学术界、产业界和政府部门之间,进行非正式的访谈和调查,了解美国目前和未来面临的军事挑战,识别有助于应对挑战的新兴技术。


  此外,DARPA还会围绕一个主题以竞赛的形式征集好方案,对比赛获奖者提供奖励金和研发经费,以此激发全社会的研发热情。


以科技成果驱动过程化管理


  DARPA开展的颠覆性技术研究主要是成果驱动型,即依据预先确定的目标进行创意构想,而不是纯粹的科学研究。DARPA的项目全部外包给其他研发机构或企业团队,由项目经理在美国国防承包商、私有企业和大学范围内挑选研究人员,资助他们把新观念转化为成果。成果目标有的是某个观点的技术可行性论证,也可能是执行中的概念验证。DARPA实行项目经理全权负责制,项目经理只需以结果为导向,自主决定子项目的经费分配及子项目的增加或淘汰,项目经理拥有自主支配研究经费的权力,而风险控制和过程监管更多体现在最终成果上,他们以成果来驱动项目过程化管理


  为促进高技术成果转化,DARPA构建了多元化的技术转移路径

  • 一是满足国防需求,面向政府机构、国防部及战场等;

  • 二是满足商业需求,面向联邦政府、商业市场和一些其他机构;

  • 三是满足不确定需求,在项目实施过程中可能产生的新项目或向其他部门转移。

对于部分超前技术的转移应用,DARPA可以求助国防部长强力推行其进入采办程序,也会利用其品牌优势说服成熟企业或初创公司进行投标,完成新培育技术的工程化与推广应用。


颠覆性技术如何领跑


  当前我国颠覆性技术研究相对薄弱,非共识项目管理机制仍未形成,科研项目成果转化率不高且缺乏前瞻性。为此,提出以下几点对策。


  一是探索成立颠覆性技术创新机构。借鉴DARPA的成功经验,以联合共建模式创建颠覆性技术创新机构。同时,政府机构加强与军事类高校的合作,结合军民融合发展机遇,建立高水平科研机构,重点关注高风险、高回报、对促进军民协同发展有重大影响的领域和项目。瞄准量子科学、生物-信息-微技术、材料技术、动力和能源等领域,引进和构建项目经理队伍,创建灵活高效的管理体制。


  二是探索建立项目经理制度。通过市场化手段和现有人才引进计划,引进及培养技术背景深厚、市场经验丰富且素质高的复合型人才,形成项目经理队伍。出台项目经理队伍建设方案,根据职业背景、创意方案、技术水平、管理能力遴选一批项目管理人才,推动项目经理组织一批富有远见的技术人员、顶级科学家与工程师,组成一系列小型研发团队,建立从事具体技术攻关的科研群体。在计划实施初期,可先在科研院所和新型研发机构内部建立项目人管理制度,培育项目经理后备队。


  三是组织实施一批“非共识”科研项目。采用挑战赛、揭榜制、创新会馆等方式,开展一批“非共识”类研究项目。采取“自上而下”和“自下而上”相结合的方式,首先由国防部、中国科学院、大型企业等提出需求和方向,然后在全国范围内征集新创意和新概念,对创意新颖且能满足项目经理要求的项目,给予立项和专项资金支持,对于有潜力但难度大的项目在一定期限内允许大胆试验。采取阶段化考核方式,实施项目经理轮换制度,给予项目经理资金自主使用权和技术路线决定权,确保项目如期实施。


  四是创新项目扶持方式。推动项目管理体制改革,实行阶段化资助方式。在项目实施前,界定项目执行阶段,实行多阶段资助与考核。在项目前期,以小额资助模式为主。在项目实施过程中,及时根据阶段性评价结果和执行效果动态调整资助额度。对技术路线可行性强、方向性合理及具有发展潜力的优质项目进行定向资金追加,实行重点培育、灵活管理的方式,将项目风险和资助风险降至可控范围。


  五是完善科技舆论监测机制。DARPA十分重视对民间新思想、新概念的搜集,并将其转化为具有巨大市场需求的研发方向。据此,我们可以利用互联网平台、微信平台,在全社会公选民众最希望通过科技手段解决的问题,也可以在科技部门主页上设置栏目,常年收集群众心声,从中挖掘有价值的信息。LW


刊于《瞭望》2020年第31期


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