從設(shè)備后續(xù)運(yùn)行情況反思儀器研制類項(xiàng)目的立項(xiàng)和過程管理

張 陽 李宇新 陳義祥 孫珍全

(中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所，北京 100191)

1 研究背景

科學(xué)儀器是科技創(chuàng)新的重要基礎(chǔ)和保障，是進(jìn)行原始創(chuàng)新的關(guān)鍵要素之一，而科學(xué)儀器研制本身也是極為重要的集成創(chuàng)新工作。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，迄今為止有三分之一的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者是由于發(fā)明了新的設(shè)備，或者說由于在實(shí)驗(yàn)方法上有重大創(chuàng)新的科學(xué)家，尤其是在物理、化學(xué)領(lǐng)域。英國著名科學(xué)家H.Pavy曾說：“Nothing begets good science like development of a good instrument”(發(fā)展一種好的儀器對于一門好科學(xué)的貢獻(xiàn)超過了任何其他事情)[1,2]。改革開放40年來，我國制造業(yè)取得了舉世矚目的成就，極大帶動(dòng)了科學(xué)儀器裝備領(lǐng)域的發(fā)展，然而，必須要正視的是，我國絕大多數(shù)的高端科學(xué)儀器仍高度依賴進(jìn)口。根據(jù)2015年科技資源調(diào)查數(shù)據(jù)，中國高等學(xué)校、檢測機(jī)構(gòu)、科研院所以及轉(zhuǎn)制院所等機(jī)構(gòu)共有大型科研儀器61251臺/套，其中，進(jìn)口的大型科研儀器總量占到75%[3]。正是由于科研儀器的極端重要性，國家相關(guān)科技主管部門先后設(shè)立不同的科技計(jì)劃予以支持，如科技部“國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)”(后改為重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)”重點(diǎn)專項(xiàng))，國家自然科學(xué)基金委員會(huì)(以下簡稱“基金委”)“國家重大科研儀器設(shè)備研制項(xiàng)目(包括自由申請和部門推薦兩類)，財(cái)政部“國家重大科研裝備研制項(xiàng)目”等。一些重點(diǎn)科研儀器研制部門更進(jìn)一步基于自身需求設(shè)立了個(gè)性化的儀器研制項(xiàng)目，以期進(jìn)一步提升儀器研制的能力和水平。近年來，很多學(xué)者從宏觀政策、專項(xiàng)管理、微觀視角等方面對專項(xiàng)(項(xiàng)目)的實(shí)施提出了很多有益的經(jīng)驗(yàn)和建議[4-7]，例如，任孝平等以科研院所的視角，自下而上的歸納了項(xiàng)目科學(xué)化、精細(xì)化管理經(jīng)驗(yàn)[4]；白坤朝等梳理了基金委2011-2016年數(shù)理學(xué)部的重大科研儀器研制項(xiàng)目，總結(jié)了“3+3+3”的管理模式[5]；李志蘭等對2011-2017年基金委重大科研儀器設(shè)備研制項(xiàng)目的整體情況及產(chǎn)出進(jìn)行了分析，對其績效評價(jià)的重點(diǎn)提出了建議[7]。從科研儀器研制本身的規(guī)律而言，“用得上”應(yīng)該是科研儀器項(xiàng)目支持后希望能夠?qū)崿F(xiàn)的一個(gè)重要目標(biāo)，但由于儀器項(xiàng)目本身執(zhí)行周期的局限性，對于儀器后期的應(yīng)用、推廣和共享的情況很難有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，類似的研究也鮮有報(bào)道。本文從部分已通過驗(yàn)收的儀器設(shè)備后續(xù)使用情況出發(fā)，對其后續(xù)運(yùn)行情況進(jìn)行了分析，希望以此結(jié)果能夠進(jìn)一步反思項(xiàng)目立項(xiàng)和過程管理中需要引起重視的一些內(nèi)容。

2 調(diào)查的對象及相關(guān)儀器設(shè)備的后續(xù)運(yùn)行情況

本文遴選了17臺(套)已完成驗(yàn)收的科研儀器設(shè)備，對其研制成本、驗(yàn)收后使用機(jī)時(shí)、驗(yàn)收后維護(hù)成本、驗(yàn)收后共享情況進(jìn)行了調(diào)研分析。為了涵蓋更多的儀器設(shè)備類型，調(diào)查的儀器設(shè)備的資助經(jīng)費(fèi)來源包括基金委、科技部、財(cái)政部以及部委自行支持的項(xiàng)目。從類型上分，我們把這些儀器設(shè)備分類為基礎(chǔ)前沿型、戰(zhàn)略需求型和產(chǎn)業(yè)推廣型，這也同項(xiàng)目的資助類型密切相關(guān)。如基金委支持的儀器研制項(xiàng)目主要是面向科學(xué)前沿和國家需求，以科學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，重點(diǎn)資助對促進(jìn)科學(xué)發(fā)展、探索自然規(guī)律和開拓研究領(lǐng)域具有重要作用的原創(chuàng)性科研儀器與核心部件的研制[8]。科技部支持的儀器研制項(xiàng)目主要側(cè)重支持重大科學(xué)儀器設(shè)備的工程化開發(fā)，包括基于新原理、新方法和新技術(shù)的重大科學(xué)儀器設(shè)備的開發(fā)，到重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)階段，基本上已調(diào)整為以關(guān)鍵核心技術(shù)和部件的自主研發(fā)為突破口，聚焦高端通用科學(xué)儀器設(shè)備和專業(yè)重大科學(xué)儀器設(shè)備的儀器開發(fā)、應(yīng)用開發(fā)、工程化開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)[9]。財(cái)政部支持的儀器研制項(xiàng)目主要側(cè)重支持自主創(chuàng)新性儀器、設(shè)備或裝置的研制，包括促進(jìn)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研發(fā)就發(fā)展的項(xiàng)目；解決國家重大共性關(guān)鍵技術(shù)的戰(zhàn)略需求項(xiàng)目以及有推廣應(yīng)用前景，產(chǎn)生明顯經(jīng)濟(jì)效益的項(xiàng)目[10]。

各儀器設(shè)備驗(yàn)收后的使用情況如表1所示。總體上看，這些儀器設(shè)備年均使用機(jī)時(shí)約2000小時(shí)，對外共享機(jī)時(shí)達(dá)到285小時(shí)。按國際通用儀器設(shè)備的使用機(jī)時(shí)來看，已經(jīng)達(dá)到了較好的水平。2019年，科技部、財(cái)政部會(huì)同有關(guān)部門，對我國25個(gè)部門344家單位的50萬以上科研儀器設(shè)備進(jìn)行了評價(jià)考核，根據(jù)《科技部辦公廳 財(cái)政部辦公廳關(guān)于發(fā)布中央級高校和科研院所等單位重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器開放共享評價(jià)考核結(jié)果的通知》[11]，參評的科研儀器年平均有效工作機(jī)時(shí)為1440小時(shí)，平均對外服務(wù)機(jī)時(shí)為240小時(shí)。本文調(diào)研的14臺儀器設(shè)備均超過平均水平，也在一定程度上反映了國家科研儀器研制項(xiàng)目投入的成效。從維護(hù)成本上看，調(diào)研的儀器設(shè)備的使用、維護(hù)成本約為研發(fā)投入成本的2%(不含人員費(fèi))，遠(yuǎn)低于國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施10%以上的運(yùn)行成本。對于小型儀器設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用可從其他各類項(xiàng)目中予以補(bǔ)充，但對于中型儀器設(shè)備，50～100萬左右的運(yùn)行維護(hù)成本也是一筆不小的開支。

表1 部分儀器研制項(xiàng)目驗(yàn)收后科研儀器設(shè)備使用情況

續(xù)表1

17臺(套)儀器設(shè)備中，基礎(chǔ)前沿型10臺(套)，戰(zhàn)略需求型2臺(套)。產(chǎn)業(yè)推廣型5臺(套)。其中，基礎(chǔ)前沿型儀器設(shè)備年均使用機(jī)時(shí)約2400小時(shí)，對外共享機(jī)時(shí)達(dá)到300小時(shí)，運(yùn)維與建設(shè)成本比約5.4%，遠(yuǎn)高于另外另種類型的儀器設(shè)備；戰(zhàn)略需求型儀器設(shè)備年均使用機(jī)時(shí)約2600小時(shí)，對外共享機(jī)時(shí)達(dá)到400小時(shí)，運(yùn)維與建設(shè)成本比約0.8%；產(chǎn)業(yè)推廣型儀器設(shè)備年均使用機(jī)時(shí)約2170小時(shí)，對外共享機(jī)時(shí)達(dá)到200小時(shí)，運(yùn)維與建設(shè)成本比約1%。如表2所示。

表2 不同類型科研儀器設(shè)備使用情況對比

除對上述儀器設(shè)備的使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)外，我們還對相關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及儀器設(shè)備的使用人進(jìn)行了訪談和調(diào)查，重點(diǎn)關(guān)注這些儀器設(shè)備在后期使用或推廣中存在的問題，發(fā)現(xiàn)有一些共性問題值得思考，重點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：

(1)基礎(chǔ)前沿型儀器研制項(xiàng)目主要以滿足研發(fā)團(tuán)隊(duì)自身基礎(chǔ)研究的需求為主，個(gè)性化需求明顯，一般不具備太大的產(chǎn)業(yè)推廣價(jià)值，特別是其中大中型儀器設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本較高，對于主要從事基礎(chǔ)研究的團(tuán)隊(duì)有一定的運(yùn)行壓力，在一定程度上存在“研而不用”的情況。

(2)面向國家戰(zhàn)略需求的儀器設(shè)備缺乏資助渠道。基礎(chǔ)前沿型儀器研制項(xiàng)目側(cè)重科學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向，支持的項(xiàng)目往往需要有明確的科學(xué)應(yīng)用目標(biāo)，以基金委支持為主；科技部資助的儀器研制項(xiàng)目側(cè)重產(chǎn)業(yè)化推廣，一般要求已經(jīng)完成前期的技術(shù)積累，技術(shù)成熟度要求較高，財(cái)政部資助的儀器研制項(xiàng)目目前已完成試點(diǎn)，不再資助。因此，滿足國家戰(zhàn)略需求的儀器設(shè)備只能通過與其相關(guān)的其他任務(wù)或部委自己部署的項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，經(jīng)費(fèi)支持渠道略顯不足。

(3)應(yīng)用導(dǎo)向的儀器設(shè)備還明顯缺乏使用場景。對于我國自主研發(fā)的一些儀器設(shè)備，用戶單位往往擔(dān)心我國自主研制設(shè)備的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性不能滿足使用要求，在更高優(yōu)先級任務(wù)的壓力下，寧愿選擇進(jìn)口設(shè)備保證穩(wěn)定，也不愿對我國自行研制的儀器設(shè)備進(jìn)行試用。而事實(shí)上，這種不斷的“試錯(cuò)”才是儀器設(shè)備研制水平不斷進(jìn)步的必備條件。

(4)部分以科研目標(biāo)為導(dǎo)向的儀器設(shè)備雖然不適于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，但也有小批量的推廣前景，有意向的用戶單位往往由于高昂的設(shè)備成本無法進(jìn)行深入合作，制約了相關(guān)領(lǐng)域前沿科學(xué)研究的發(fā)展，還需要進(jìn)一步降低儀器研制的工程化成本。

3 政策建議

3.1 進(jìn)一步完善資助體系，注重滿足國家重大戰(zhàn)略需求的儀器設(shè)備研制和開發(fā)

近年來，我國進(jìn)口的高端儀器設(shè)備頻現(xiàn)“禁運(yùn)”風(fēng)波，如荷蘭光刻機(jī)巨頭ASML公司對中國已訂購的極紫外光刻機(jī)延遲供貨、美國限制高通、英特爾等公司向華為出口零部件及相關(guān)技術(shù)。在當(dāng)前形勢下，有必要更加重視面向國家戰(zhàn)略需求的儀器設(shè)備研發(fā)，從解決“卡脖子”需求的角度布局研發(fā)任務(wù)，提前預(yù)判技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，打造自主可控的儀器設(shè)備技術(shù)體系。

3.2 項(xiàng)目立項(xiàng)與儀器設(shè)備的后續(xù)運(yùn)行結(jié)合考慮

儀器設(shè)備研制成功后必須要有“用武之地”，在項(xiàng)目立項(xiàng)之初可考慮對項(xiàng)目的使用效率進(jìn)行約束，對于大中型科學(xué)儀器設(shè)備可將一定程度的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用列入初始預(yù)算，項(xiàng)目研制成功后一定時(shí)間要對儀器的使用和開放共享進(jìn)行考核。美國科學(xué)儀器的一些資助政策值得借鑒，如政府資助的部分儀器研制項(xiàng)目需要研究機(jī)構(gòu)出具實(shí)質(zhì)性的承諾才能獲得項(xiàng)目資助，包括承諾預(yù)先提供合適的場地和持續(xù)維修費(fèi)用，承諾提供長期的資金用于儀器設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)[12]。

3.3 設(shè)立首臺套儀器設(shè)備應(yīng)用專項(xiàng)

應(yīng)用導(dǎo)向的儀器設(shè)備必須要不斷的試用才能逐步改進(jìn)并提升技術(shù)水平。對于試用成本高、接口復(fù)雜的儀器設(shè)備可由主管部門設(shè)立專門的應(yīng)用專項(xiàng)，鼓勵(lì)用戶單位試用我國自主研制的儀器設(shè)備，在系統(tǒng)應(yīng)用層面可預(yù)留開放接口專門用于調(diào)試與驗(yàn)證，項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)主要用于使用過程中發(fā)生的維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)對儀器研制部門提出具體的性能提升、壽命考核等要求。

3.4 設(shè)立小批量工程化儀器設(shè)備專項(xiàng)

對于有一定用戶需求但又不宜進(jìn)行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化推廣的科研設(shè)備，可考慮設(shè)置單獨(dú)的小批量工程化儀器設(shè)備專項(xiàng)，該專項(xiàng)的建議可由數(shù)位用戶科學(xué)家提出建議，重點(diǎn)突破儀器設(shè)備的小批量工程化技術(shù)，更加強(qiáng)化儀器設(shè)備的開放共享。

4 結(jié)論

本文通過深入調(diào)研部分已通過驗(yàn)收的儀器設(shè)備后續(xù)使用情況，結(jié)合訪談?wù){(diào)研，從儀器設(shè)備研制成功后使用的角度來反思項(xiàng)目立項(xiàng)和過程管理中需要引起重視的一些內(nèi)容，并提出若干政策建議，供宏觀決策部門和項(xiàng)目管理部門在儀器研制項(xiàng)目部署或管理中參考，如更重視國家戰(zhàn)略需求的設(shè)備、給予基礎(chǔ)前沿儀器設(shè)備部分運(yùn)行費(fèi)支持、探索部署小批量工程化儀器研制項(xiàng)目等。通過多角度的資助形式，進(jìn)一步促進(jìn)我國科研儀器設(shè)備的自主研發(fā)能力水平的提升，從而帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。