張升升、邵秋虎、徐明釗、任寬 /中國運載火箭技術研究院
創新是引領發展的第一動力。黨的二十大報告指出,要加快實施創新驅動發展戰略,要健全新型舉國體制,強化國家戰略科技力量,堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰,推動創新鏈、產業鏈、資金鏈、人才鏈深度融合,以高水平科技自立自強推動經濟社會發展。在國家創新驅動發展戰略的大背景下,航天預研任務和規模發生了質的變化,航天預研領域項目具有技術新、迭代快、技術狀態更改頻繁、樣本少、保成功壓力大等顯著特點,項目的復雜性和學科交叉日趨加深,協同創新對預期保質保量完成任務的支撐作用越來越強。面對機遇與挑戰并存的新形勢,在充分分析研判預研創新形勢和預研領域協同創新存在問題的基礎上,探索并完善預研領域協同創新體制機制,打破各創新主體間的壁壘,從而形成優勢互補、合作共贏的協同創新格局,更好地發揮創新在預研領域高質量發展中的引擎作用。
當前,新一輪科技革命和產業變革加速演進,人工智能、衛星互聯網、量子科技、大數據、云計算等新一代信息技術與智能制造、現代物流等領域加速融 合,推動傳統產業向數字化和智能化轉型,極大提高了生產效率。我國要實現高水平科技自立自強,對原創技術策源地的協同創新、一流技術協同創新能力等提出了新的要求,以提升國家創新體系整體效能。協同創新是政府、企業、科研院所、高校等多個創新主體有效匯集創新資源和要素以實現重大科技進步的有效途徑。在政府的引導下,為實現重大科技創新,以重點研發工程(項目)為任務和心,以科技領軍企業為主體,以相關優勢科研機構為輔助,同時結合國家實驗室、高水平研究型大學等高端創新資源,構建政、產、學、研的協同創新聯盟,聚焦重大基礎科學問題研究、前沿技術研究、關鍵核心技術攻關、集成驗證及成果轉化應用等,引領相關學科發展,協同創新主體系統結構如圖1 所示。

圖1 協同創新主體系統結構圖
協同創新驅動源主要由政府支持力、市場競爭力、市場牽引力、科技推動力等四個方面組成,如圖2 所示。

圖2 協同創新驅動因素
(1)政府支持力
政府支持力是協同創新的引導者和助力者。當前國際形勢錯綜復雜,大國博弈對抗加劇,航天技術作為國家戰略科技力量,必須緊密結合國家重要戰略需求,在政府的引導和助力下進行。
(2)市場競爭力
市場競爭力是促進協同創新的外部重要動力。當前,航天預研領域面臨全面、全程、分級競爭新常態,“不創新就將被顛覆,不創新就將被超越”的理念已成為共識,既有跨越式發展的機遇,也面臨被顛覆和趕超的危機。激烈的市場競爭力促使政、產、學、研等創新主體構建協同創新聯盟,資源共享、共同發展。
(3)市場牽引力
市場牽引力是激發協同創新的外部重要因素。面對日趨激烈的競爭形勢和復雜多變的市場環境,航天預研始終以市場需求為導向,以滿足用戶要求為目標,激發市場主體的創新活力,促進創新主體走向協同創新,提高創新能力和創新效率,以更高質量、更高效率提供更好產品和服務,不斷提高競爭優勢。
(4)科技推動力
科技推動力是促進協同創新發展的外部重要因素。為加速實現科技自立自強,未來航天預研領域將會加大在戰略性、前沿性、顛覆性技術上的研發和應用力度,加快向“并跑”“領跑”跨越,努力在航天新型、新質、新域技術能力上實現領先。
航天預研領域通常面臨跨代的設計指標和要求,以及全新的設計理念,系統復雜、技術難度大、研制周期緊,參研單位多、耦合交叉深。項目團隊經常邊研發、邊探索、邊改進,逐步摸索協同機制。目前尚未建立一整套高效實用的協同機制,比如在知識產權、保密工作、考核獎勵等方面,無可借鑒的在協同創新方面的成熟經驗。因此,總體方案論證、技術攻關、成果轉化等協同創新工作還存在較大的提升空間。
當前航天預研領域多是在新興領域(不同于傳統領域)開疆拓土,參研單位多,各單位執行的部分質量管理標準和相關技術規范不盡一致,對項目協同創新實施帶來了較大困難。如元器件的選用標準不盡統一,對于選用目錄、質量管理 的要求等存在差異;各單位在研制階段的劃分與技術狀態、接口管控的管理上也不統一,對各階段開展工作的理解存在不同;同時,部分協同設計工作缺少相關技術規范或指導手冊等,迫切需要制定通用管理要求和技術規范,實現工作流程得標準化、規范化、融合化。
在預研領域論證與研究過程中,受制于協同環境網絡孤立,過去的協同設計偏重于總體內部各專業的協同,涉及到內部各廠所與外部單位之間跨域協同,主要依靠光盤傳遞信息,協同效率較低,迫切需要搭建多點共享的協同環境。此外,當前設計驗證尚未全面實現基于企業互聯網的統一產品全生命周期管理(PLM)平臺的多專業跨域協同,無法做到全流程數據源唯一,通用共性的研發平臺以及基于本單位用戶定制化的二次開發亟須進一步完善等。
針對預研領域論證及研究過程中總體部所(總體)和專業廠所(分系統)之間存在的協同創新意識不強、機制不暢、效率不高等問題,為加快建立航天預研領域協同創新機制,通過明確各級組織的職能定位及銜接界面、建立重大任務聯合攻關與長效協作創新機制、完善高效率協同創新條件等方式,提升在預研領域論證和實施中的協同創新能力,形成優勢互補、合作共贏的協同創新格局。
明確各級創新主體的職責是促進各單位協同創新的必要前提。航天預研領域協同創新工作的主體對象主要包括總部單位,總體、分系統和保障單位等。一是總部單位主要負責協同創新頂層設計和機制建設,提出統一的協同創新總體要求,組織謀劃協同創新重大技術領域方向和重大項目,統籌協調跨單位、跨領域重大項目的聯合論證與實施工作。二是總體主要負責組織開展重大技術方向和協同創新項目的總體方案和實施方案論證。三是分系統主要負責貫徹落實總部單位和總體協同創新要求,配合開展重大技術方向和協同創新項目的論證實施。四是 保障單位按統一要求開展支持協同創新平臺、軟硬件條件的建設與管理。通過各 類單位的組織保障,在項目支持、隊伍建設、條件保障、資金配套等方面為協同創新工作的順利開展奠定堅實基礎。
一是構建協同創新需求對接機制。一方面,由總體單位牽頭,協同創新活動各參與單位參加,建立與上級用戶的對接機制,通過定期召開市場信息研討會、政策研判會,系統梳理解讀重大技術及重大項目企業承接情況。另一方面,院總體單位和協同創新活動各參與單位定期召開學術研討、主題論證、創新創意大賽等,促進新戰略、新體系、新裝備的概念生成,構建重大技術領域、協同創新項目聯合培育和生成模式。
二是建立重大項目生成機制。一方面,針對上級指南、項目需求規劃等,由總體單位牽頭,各協同單位配合,聯合完成項目申報書編制,積極開展項目申請;另一方面,各創新主體單位積極對接自主提出的創新性、顛覆性集成類項目,形成項目總體方案,通過審查后向各上級用戶推介,力爭取得項目支持。此外,引導總體和分系統開展核心專業技術持續滾動研究機制,培育制定基礎、前沿、核新技術發展路線圖,并圍繞重大技術領域、重大項目聯合制定發展路線圖,不斷迭代推進,提供高質量技術供給和人才儲備。
一是建立重大任務聯合攻關機制。由總體牽頭開展跨技術領域、跨用戶部門的發展戰略研究、體系論證和系統解決方案設計,牽引分系統協同發展。分系統應定期編制專業技術戰略研究報告,提升技術供給質量;持續加強基礎性、前沿性、顛覆性技術研究,聚焦基礎和原創,利用好國家基礎研究和應用基礎研究資 金渠道,推動形成專業技術科學問題體系、關鍵技術體系、試驗驗證體系和人才體系,加快專業技術高質量技術供給。
二是建立長效協作創新機制。一方面,依托國家級重點實驗室、創新工作室等創新平臺,同時鼓勵通過跨單位建立聯合實驗室、協同創新中心、技術創新聯 盟等,加強總體和分系統間協同論證,孵化和培育協同創新項目的能力。另一方面,協同創新項目各參與單位要實現科研平臺一定程度上的共建與共享,對于在立項論證與實施過程中共同開發的技術、產品,參與方按照貢獻比例協商享有知識產權,真正實現“盤活整體資源、提升整體效益”,建立長期穩定的協同創新關系。
數字化、信息化是支撐協同創新工作高效開展的前提條件。協同創新環境條件主要包括遠程會議系統、跨單位數字化協同研發平臺、集成辦公環境等。一是建了完善的遠程會議系統。打通基于特定網絡環境的音視頻和文件協同,以滿足評審、交流、協商等會議需求。二是建立跨單位的數字化協同研發平臺。搭建或完善支持異地聯合設計、仿真、驗證環境,確保各單位間設計工具(如機械、電子等三維仿真軟件等)和信息互聯互通,推廣應用基于模型的系統工程(MBSE)方法,構建基于數字化、網絡化協同創新模式。三是建立完善集成產品開發(IPD)辦公環境。各參與單位建立支持IPD 所需要軟硬件條件和環境,提供統一圖形資源服務,實現基于網絡的設計、仿真和試驗IPD 的模式應用。
加強協同創新模式頂層設計是協同創新戰略落地實施的必然要求。相關單位應根據自身情況建立相匹配的協同創新模式,善用系統工程的思想,注重整體性 策劃、結構性匹配、動態性優化、立體性貫穿、綜合性統籌,對協同創新工作進行統一規劃、統一設計、統一部署,充分調動發揮各創新主體的定位與職能,做 到權、責、利相統一,諸如成立項目內的協同創新推進小組等方式,確保協同創新模式的有效實施。
面對跨代的設計指標和要求,以及全新的設計理念,研究建立高效的協作機制,在總體與分系統聯合優化設計方面,總體和分系統還有較大的設計優化空間。可以基于文檔/模型協同設計平臺以及IPT 集中論證等方式,多輪次迭代推動總體和分系統聯合設計工作,總結提煉合作中形成的規范與標準,持續健全優化協同創新機制。
在跨企業IPT 環境條件、基于模型的跨企業協作等方面,還需要借助信息化手段,圍繞協同創新設施條件等,加大改進提升措施力度。未來可采用“研—用—改”結合的思路,完善已有的能力保障條件,并據此開展總體和分系統的協同創新工作,同時逐步建設信息化、智能化程度更高的協同工作環境。
協同創新離不開全員的共同努力,正是全員積極參與促進了協同創新的高效運行,因此應通過激勵機制設計和文化設計,使全員積極投入到協同創新實踐中。在激勵機制設計方面,建議在績效考核指標中增加協同創新因子,設置不同層次的專項獎勵等方式;在文化設計方面建議倡導積極主動的協同創新文化、樹立協同創新榜樣、加強典型協同創新實踐活動宣傳等方式。多措并舉,實現全員參與協同創新,協同效果不斷溢出,支撐航天預研領域攻關實施。
當前,航天預研創新領域通過相關協同創新項目試點,初步探索了適合航天 預研領域總體部所和專業廠所的協同創新模式,形成了優勢互補、合作共贏的協同創新格局,為項目的深化論證和技術攻關提供了重要支撐。后續,還需要進一步加強協同并形成機制,持續產出具有顛覆性影響的原創成果,持續形成行之有效的創新模式和做法,支撐和推動我國航天科技的跨越發展,搶占未來科學技術的制高點。