美国DARPA牵引高新技术创新发展的经验及启示

　　文/刘如(中国科学技术发展战略研究院)

　　当今世界正面临百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，各国纷纷把目光聚焦到高新技术发展的增长点上，布置新一轮的科技战略棋局。高新技术发展已经成为国家科技创新能力的综合体现和国家安全的根本保障，是国际科技和经济竞争的制高点。

　　2020年5月，美国参议院民主党议员向国会提出了《无尽前沿法案》(Endless Frontier Act)，计划让国会向国家科学基金会NSF投入1000亿美元用于高新技术领域研究，并新成立技术部门，借鉴美国国防部高级研究计划局(DARPA)的管理模式，对高新技术发展进行监督管理。DARPA管理模式成功阐释了政府对高科技创新的引领作用，成为美国长期保持世界科技领先地位的重要因素。DARPA的成功，促使美国政府在国土安全部、能源部等众多部门成立了类似DARPA的高级研究计划局，引发俄罗斯建立了先期研究基金会(FPI，负责高新技术的研发与管理工作，每年同时实施25～35个创新研发项目，保证俄罗斯国防安全和武装力量现代化)，日本开展了革新性研发项目(ImPACT，计划实施的5年间，共选拔出16名有志于完成“高风险、高影响”颠覆性技术创新的项目经理，实施了一批能在产业和社会方面带来巨大变革的创新研发项目)。可以说DARPA模式已经成为美国乃至全球牵引高新技术发展的经典模式。

　　我国在《“十三五”国家社会发展科技创新规划》中首次提出要加强关键共性技术研究的系统部署，重视颠覆性技术创新。党的十九大报告从战略高度强调应拓展实施国家重大科技项目，突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新。可见发展高新技术创新是完成创新型国家和科技强国建设目标的重要推动力。本文从国家对高新技术管理的角度，研究DARPA如何牵引高新技术创新发展并使其成为经济社会可持续发展的重要支撑，为我国高新技术发展“十四五”规划的战略研究提供参考和借鉴。

　　一、DARPA动态变化的扁平化组织架构

　　从1958年创立至今，美国国防部长办公室下属的DARPA一直以对国家安全至关重要的突破性技术进行关键性投资为使命，明确要求围绕高新技术进行变革性研究，使技术改变游戏规则，而不是逐步取得进步。六十多年来，DARPA攻克了多个高新技术难题，如互联网、全球定位系统(GPS)、微型无人机等，持续引领着美国以至全世界的高新技术创新，改变着世界科技产业的发展趋势。DARPA内部不设研究实验室，主要通过授予工业界、大学、非营利组织和联邦研发机构实验室一系列合同来执行其研发计划。也就是说，DARPA的主要作用，就是把分散的研究资源进行科学的调配和集成，使之着眼于具体的目标，产生合力，加快研究成果从潜在向现实的转化。

　　扁平化的管理模式是弹性组织架构的灵魂。DARPA是一个“小核心、大外围”的扁平化组织，具有规模小、扁平化、灵活性的特点，不仅减少了组织层级，也加速了体制运转。DARPA采用1个局长办公室和多个技术办公室组成的扁平化管理模式。2019年，机构雇员只有220名，其中包括100名项目经理，平均任期4年。因此，DARPA根本无法建立起严密的等级制度和层级关系，大幅精简了高新技术创新发展决策的流程，也避免了官僚体系对技术方向和创新效率的影响。

　　自上而下三级管理层权责清晰。在垂直管理上形成了由“局长办公室—技术办公室—项目办公室”组成的权责清晰明确的工作体系。DARPA局长负责与国防部沟通、寻找项目资金以及中长期战略规划的工作;技术办公室主管负责招聘项目经理、调拨资金、搜寻前沿高新技术项目以及连接不同领域的创新思想、资源和人才;项目经理人则是DARPA的创新核心，不仅需要了解美国目前与未来所面临的挑战，还需要识别有助于应对挑战的高新技术，并确保高新技术通过迭代创新移交到需求部门。

　　应对长期战略需求的高新技术领域管理。从DARPA的发展历史来看，其组织架构一直随着长期战略变迁而灵活调整完善。DARPA局长可根据长期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，以保持高新技术长期发展的灵活性。例如，1996年，为满足微机电系统集成的需求，DARPA撤销原有电子学技术办公室，并在此基础上成立了微系统技术办公室。2014年，DARPA预见到生物技术将成为未来国防科技发展的重点领域之一，成立了生物技术办公室(魏俊峰，2016)。截至2020年6月，DARPA常规的 6个技术办公室为国防科学办公室(DSO)、战略技术办公室(STO)、战术技术办公室(TTO)、微系统技术办公室(MTO)、信息创新办公室(I2O) 以及生物技术办公室(BTO)。

　　应对短期战略要点的临时性特殊高新技术领域管理。为了保持对高新技术领域的敏感性，根据各个时期工作重点和技术机遇的不同，DARPA还会在常规的组织结构框架外成立临时的特殊项目办公室，致力于开发、部署对国家安全至关重要的高新技术领域，并加速其发展进度。截至2020年6月，DARPA运营着两个特殊项目办公室：航空项目办公室(APO)和适应能力办公室(ACO)。2000年以来，临时性特殊项目办公室的数量保持在1～4个之间。

　　牢固的合作伙伴增强了组织弹性。与他人建立牢固的合作伙伴关系是DARPA高新技术创新生态中非常重要的弹性机制，也是DARPA高新技术高效率转化的重要保障。DARPA长期与政府部门、国防公司、商业实体、初创企业以及盟国建立稳定的合作伙伴关系，这些利益相关者不仅增强了高新技术创新能力，更为迭代式创新和全周期成果转化提供了良好的高新技术生态。

　　总体来看，DARPA动态变化的扁平化组织架构可以避免机构因长期固化性带来的组织记忆僵化而导致的认识新事物的能力受到限制，使DARPA始终能够洞见高新技术最前沿，聚焦关键主题设置相应技术办公室，牢牢把握高新技术创新发展的主动权。

　　二、DARPA高效的项目管理模式

　　DARPA对项目有着明确的战略目标，排除掉对现有技术提升和改进的项目，优先考虑对国家安全和经济发展至关重要的高新技术。2019年，DARPA的高新技术项目有250个，财年预算是34亿美元，占美国联邦政府研发经费的2%。其高新技术项目管理模式具有高度自主、项目遴选严格、鼓励非共识项目、良性项目竞争和全周期成果转化的特点。

　　高度自主的项目经理负责制。DARPA的高新技术项目可以划分为指令项目和自主项目。来源于国会、联邦、国防部的指令项目比重并不大，自主项目才是DARPA的重点。项目经理可自行发起项目和管理预算(吴集、刘书雷、刘长利，2018)，具体研究方向可以通过自己研究提出，也可以通过广泛的调研或对社会公开征集获得。在整个项目管理过程中，项目经理人具有很强的自主性，技术选择、项目组织、项目协调、项目执行、项目经费管理、技术产业化等多个方面都依赖于项目经理的判断与决策。此外，项目经理一般具有三个层面的创新刺激因素，一是项目经理基本上都对科技非常“痴迷”且“向往”，二是项目经理在美国科技界享有极高的荣誉和地位，三是DARPA通过科技创新绩效来灵活调整项目经理的收入，创新绩效越高收入越多。

　　重点高新技术项目的遴选过程十分严格。具体遴选方法包括：依托各种研讨交流活动，聚集全美甚至世界顶尖科学家和工程师，举办技术发展高端论坛，采取“头脑风暴”方法选定科技发展项目;通过举办工业日、开放日、提议日和发布业务公告等活动，全方位寻找独特新颖的科技创新思想。项目确定后，团队组建由项目经理牵头，通过技术办公室发布招标公告，向全美甚至全世界公示相关信息。

　　鼓励非共识项目。DARPA从技术创意到立项阶段均不采用同行评议，他们认为同行评议无法筛选出真正具有独特创意的技术，而是积极对非共识项目进行资助，鼓励项目经理将研发任务与个人兴趣高度结合，激发项目经理的个人责任感和使命感，充分发挥项目经理的主观积极性。

　　以“海尔迈尔教化论(Heilmeier Catechism)”评估高新技术项目的可行性。由于DARPA大部分高新技术项目属于前瞻性的新兴技术领域，具有颠覆性的同时也具有高风险性。为此，DARPA一直奉行“海尔迈尔教化论”来评估项目的可行性。“海尔迈尔教化论”指的是由DARPA前主任海尔迈尔(1975—1977)提出的一系列问题：①你想做什么?②目前该技术谁在做?做到什么程度?现有方法局限性是什么?③你的新方法是什么?你为什么认为这个新方法可以成功?④如果成功了，与现在相比会有什么不同?⑤你认为需要多长时间?⑥你的中期和最终绩效指标是什么?⑦预算是多少?

　　良性的项目竞争机制。对于相似的战略目标，DARPA并不会将责任聚焦在一个项目上，而是采取多团队、多技术路线的竞争性资助，促使项目之间产生良性的竞争机制，进一步降低了颠覆性技术研发的不确定性。

　　围绕创新链的全周期成果转化机制。面对路径不确定、结果非共识的高新技术项目，DARPA推行围绕创新链的“全周期”成果转化机制。从项目筹划阶段就开始将每个环节的技术转化纳入进去，将转化要求贯穿始终。首先对具有应用需求目标的基础性研究进行先期资助，再与初创企业签署技术开发合作协议，对基础研究成果进行应用性技术开发，然后经由DARPA将技术转移给相关需求机构，由需求机构通过招标方式进行原型机试生产，最终待原型机成熟后，经由政府采购率先将产品提供给相关需求机构使用，并尝试引入私人资本支持，逐渐推向广大市场(蔡军霞、王静远、马子健等，2017)。

　　三、DARPA多元化的高新技术创新模式

　　“允许试错、宽容失败、充分信任”的良性创新文化与不拘一格的创新模式成为DARPA创新能力的两大法宝。DARPA多元化的高新技术创新模式成功调动了全社会开展技术创新的热情和积极性，并积累了一批成熟的创新方法。

　　竞争式创新：挑战赛模式。DARPA挑战赛通过公开竞争来动员全民参与，吸引了来自各个专业领域的多种类型机构(高校是主要参与力量)参赛，扩大了竞争规模，降低了研发风险。在挑战赛中，参赛方可以直观展示其创新技术和解决方案，让不同领域的解决方案碰撞出新的火花，加速技术相互融合，实现竞争式创新并不断完善。2009年奥巴马政府通过了《美国创新战略》，呼吁全社会通过奖励和挑战赛的形式激发创新活力，并在2010年通过表决将挑战赛机制列入《美国法典》。

　　系统式创新：众包模式。DARPA较早开展了众包创新尝试，并将众包模式作为重点研究领域之一加以系统运用，取得了显著成效。众包模式可以最大限度的调动全社会创新积极性，并将大量的工作任务分包出去，缩短创新时间，提高创新效率。

　　协同式创新：平台模式。当解决方案存在时，众包可以发挥很好的创新作用，但如果解决方案并不存在，众包就会失去作用。2019年，DARPA在其官网推出了多学科、多领域协同创新的Polyplexus平台。DARPA通过创建一个新型社交媒体平台，将社交网络的力量应用于高新技术研究和开发，从而缩短从科学思想到科研实践之间的时间。

　　综合集成式创新：“创新会馆”模式。DARPA针对某些具有短期创新要求的技术研发任务，推行了一种全新的模式——“创新会馆”。DARPA将不同领域的研究人员集合起来，同吃同住、协同工作(易比一、黄世亮、雷二庆，2018)，在短期内针对面临的技术难题提出创新性的解决方案。

　　迭代式创新：项目融合模式。为遵循技术创新的规律，有效应对技术创新的不确定性，DARPA常常围绕一个共同的高新技术主题，采用“滚雪球”的迭代创新方式，在利用相关项目完成小颗粒度技术创新后，将多项小颗粒度技术汇聚、融合，形成更大的项目，继续进行大颗粒度技术创新，从而使该技术主题相关研发能够持续推进、深化拓展，最终获取领先世界的技术优势。

　　大众式创新：创意征集模式。大众向DARPA提交高新技术发展想法和概念的首选方法是响应公开征集，而不是主动提交建议。DARPA使用的征集类型包括广泛机构公告(BAA)、小企业创新研究公告(SBIR)、小企业技术转让研究公告(STTR)、研究公告(RA)、征求建议书(RFP)或其他赞助邀请。①广泛机构公告(BAA)模式是DARPA最主要的征集提案模式。每个技术办公室都维护着一个“办公室范围内”的广泛机构公告(BAA)，该公告涵盖每个技术办公室感兴趣的技术领域和选择提案的标准，用以指导潜在的提案者。②研究公告(RA)模式是当DARPA打算对研究项目授予经费或签署合作协议时，用RA来公示研究信息，并广泛征求意见。③征求建议书(RFP)模式是DARPA基于联邦采购法规(FAR)的一种招标方法，使用频率低于BAA和RA模式，仅在超出简化采购门槛或存在共同合作申明的情况下，根据政府对供应和服务的要求征求建议。④小企业创新研究公告(SBIR)和小企业技术转让研究公告(STTR)是DARPA的小企业计划办公室(SBPO)发布的小企业创新信息研究公告，以提高小型企业参与高新技术研发的创新能力，并拓展成果转化市场。⑤此外，DARPA会在官网公布最近六个月新任职的项目经理联系方式及其负责的项目内容，并鼓励大众与新任项目经理分享对新技术方向的创新想法和研究建议。

　　四、对我国高新技术发展的启示

　　在过去十多年的时间里，世界高新技术发展呈现出前所未有的系统化突破性发展态势，世界已经进入以创新为主题和主导的发展新时代，全球创新的新格局加速形成，抢占高科技发展制高点的竞争愈发激烈。通过借鉴DARPA牵引高科技创新发展的做法，结合我国高新技术发展国情，探寻加快完善维护国家安全的高新技术支撑体系的方法途径。

　　一是以技术供给与市场需求双轮驱动牵引重大专项，形成内生转化动力。我国科研项目长期以来关注论文、专利等指标，成果转化路径并不明确。大部分科研项目结题时，项目承担方对成果转化的责任和意识并不强烈。建议我国在制定高新技术发展战略目标时，需要基于技术供给和市场需求双重目标，创建覆盖整个创新链的战略体系布局，关注创新链前端到后端以及整个创新生态体系建设的制度融合，加强创新主体与公共部门、民营企业的互动协调，通过将创新链上各个环节的创新要素系统整合、组织和重构，形成强有力的内生转化动力。

　　二是以多元化技术路径形成良性的重大专项竞争机制。我国目前重大专项还基本属于一个方向一个项目的局面，这明显不符合高新技术所具有的高风险和不确定性特征。建议我国在对颠覆性高新技术项目的资助和管理方面，考虑同时资助多个机构，在项目进展过程中，尝试搭建一种公开透明的良性竞争平台，采取平行竞争和阶段性评估的方式，确保项目资金的有效运作，降低重大专项的不确定性。

　　三是组织实施一批非共识高新技术项目。历史证明，技术的革命往往都是那些敢于打破成熟领域或规则的变革式技术，且并不被业内专家广泛看好。因此，颠覆性高新技术与同行评议评审机制存在矛盾。建议我国在重大专项初步遴选时，对于具有颠覆性意义的高新技术项目，将同行评议意见仅作为参考，建立“同行评议+项目官员”的并行式遴选方案，给与项目官员一定的决策权，鼓励具有颠覆性创意的非共识项目立项。

　　四是建立重大专项全周期成果转化机制。我国目前的重大专项主要针对立项时制定的考核指标进行考核，成果转化率相对较低。DARPA在部署重点研究任务之初，就强调技术的实际应用需求，并推行“全周期”转化模式。DARPA搭建技术转移平台，推动在多样化的创新模式(开放日、征询书、通告、竞赛等)中深入融合科研项目与用户之间的供需，极大提高了科研投入产出的效率。建议我国建立重大专项全周期成果转化机制，在项目设立之初设想基本的应用需求，并在技术研发过程中，全程建立与需求单位的桥梁枢纽关系，一旦出现某些高新技术未能实现成果转化，及时分析并调整成果转化方案，召集相关行业专家进行论证，力求技术高效率转化。

　　五是发挥政府风险投资的先导作用，吸引行业创新投入。具有变革性的高新技术往往冲击传统产业，在技术研发初期并不受行业的广泛支持，影响其商业化转化。建议政府发挥风险投资的先导作用，加强公共部门与民营部门之间的投资合作关系，由政府风险投资充当行业先导和信息传递者，激励和吸引更多的私人资本进入高新技术基础研究与商业化生产之间的融资真空地带，促进颠覆性技术的商业化转化。

　　六是灵活应用创新模式，创造良性创新文化氛围。我国目前的重大专项中，高新技术创新活动往往由项目负责人把握，形式单一，并不能调动全社会开展技术创新的热情和积极性。美国在二战后能够巩固并扩大在高新技术创新领域中的领先地位，一个主要原因在于以DARPA为代表的创新型组织模式在制度层面上的突破，促使美国在高新技术领域的全球产业链上逐步掌握关键核心技术的主导权。建议我国项目管理部门推行灵活的创新模式，为重大项目营造良性创新文化氛围。例如：建设重大项目创新平台，设立创新奖励基金，完善科技奖励制度，以奖励挑战赛、众包等多元化的创新模式，整合政府和企业科技难题，加强项目统筹调度，并及时公布，实现原创成果的重点突破，促进成果直接转化。逐步形成政府推动、社会参与、需求导向、直面问题的创新文化氛围，激发广大科技工作者和人民群众对科技创新的兴趣和认同。

　　本文是科技部科技创新战略研究专项“科技支撑产业基础高级化和产业链现代化攻坚研究”(项目编号：ZLY202033)的研究成果之一。