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美國NSF I/UCRC項目:產學合作協同創新制度的實踐典范

美國NSF I/UCRC項目:產學合作協同創新制度的實踐典范



美國作為全球科技最為發達的國家,一直引領世界的科技發展潮流。其中美國企業的貢獻功不可沒,無論是像GE、Google、Apple這樣的巨無霸企業,還是大量的中小企業,都保持著強大的研發能力和創新精神。美國在鼓勵科技創新的制度方面也有許多獨到之處,從最初的軍民融合產生了因特網(前身是美國國防部的ARPAnet),到源于DARPA的全球定位系統(GPS),再到硅谷創業潮以及席卷全球的工業互聯網,這些技術成果的迅速轉換背后都得益于制度的促進作用。在整個創新體系中,美國的高校、NSF和企業之間的分工與配合也非常明確,根據NASA提出的9個技術成熟度級別(TRL)來劃分,NSF主導分布在各個大學中的研究中心從事3級以下的基礎科研,而美國的企業側重于4級以上的技術開發和系統集成工作。那么如何保持高校與企業之間的互動,加速新技術的研發與應用速度?又是什么樣的機制使美國在產學研協同創新中充滿活力?這篇文章將詳細介紹一下美國NSF設立的企業/高校合作研究中心項目(Industry/UniversityCollaborative Research Center Program, I/UCRC),希望能夠為我國的產學研合作制度更加完善和高效提供借鑒。


跨越技術創新的“死亡之谷”


一項技術從概念的誕生到變為成熟的產品走向市場,需要經歷以下幾個階段:基礎理論研究、技術研發、樣機開發、驗證性應用、與已有系統或體系集成、商業性推廣。在這個過程中,“樣機開發”和“示范性應用”這兩個過程中失敗的技術最多,也被工業界稱為技術創新的“死亡之谷”。這背后最主要的原因是投入的陡增和產出的不確定性之間的矛盾。而在學術界,最多的科研經費和精力被投入到了基礎科學領域的研究,因為只有這些領域才有可能在頂級期刊發表論文,甚至是摘取諾貝爾獎這顆桂冠上的明珠。


NSF在意識到這個“死亡之谷”的存在后,認為高校和科研機構可以幫助工業界跨越這個挑戰,去承擔更多的TRL3-4級的技術研發,以降低企業的試錯成本。




I/UCRU項目的制度創新


I/UCRC項目始于1970年的一個實驗項目,最終發布于1979-1980年間。這個項目是國家科學基金Industrial Innovationand Partner(IIP)所支持的基于合作機制的項目之一。在過去近40年的時間里,I/UCRC項目共支持了來自160多個大學的140個中心,每年獲得超過2千萬美元的研究經費。I/UCRC是基于大學的工業聯盟,同時又與企業以會員制的方式進行深度合作,會員企業提供資金支持,幫助制定研究計劃同時共享研究結果。到目前為止的40年時間里,IUCRC很好的完成了使命,同時現在也是自然科學基金所支持的時間最長的合作機制項目。


I/UCRC項目的實施目標包括:


推進對學校和工業都有益的研究項目

為國家研究基礎設施做出貢獻

通過研究和教學的結合增強工程和科學研究人員能力

在適當條件下,NSF鼓勵國際合作推進上述目標的國際推廣



為了確保這些目標被有效地執行,I/UCRC在制度方面的創新可以總結為以下幾個方面:


1)以共享的精神促進校企之間和企業之間的協同創新:


I/UCRC項目下的研究中心與企業以會員制的形式進行合作,每個企業按照規模的大小每年支付1.2萬美元或4萬美元的費用,這些費用被用于所有會員企業所關心的共性基礎問題研究,產生的科研成果也在會員之間共享。這個形式的最大好處是確保對行業共性挑戰的精確定義,并共同承擔科研的成本。會員企業通過“工業咨詢委員會”(Industrial AdvisoryBoard)的形式參與中心的研究方向的制定,并每6個月召開會議探討工業界的最新動態和總結過去一段時間的研究成果。


2)“源于工業界,為了工業界”:


那么如何保證中心的研究內容確實能夠為工業界創造價值呢?這就要提到I/UCRC項目獨特的經費制度和評價制度。在經費制度方面,每一個中心在初始階段會從NSF得到一個5年的經費,到期之后可以再延續5年。但是NSF并不是這些中心的主要經費來源,事實上I/UCRC中心每年平均從NSF僅得到大約$22,000的經費支持,其余超過80%的經費來自于企業的贊助,這就從動機上確保了中心的研究必須與企業的需求相吻合。在評價制度方面,NSF對I/UCRC中心的考核指標絕不是要求他們獲得諾貝爾獎,而是評價每一個中心的科研產出對會員企業的投入比(Return on Investment),這樣就從結果管理方面確保了I/UCRC中心的價值導向。


3)有計劃性和針對性地對技術進行產業化轉移:


對于企業明確的技術研發需求,或是已經通過可行性驗證的技術,I/UCRC中心也可以與會員企業合作完成與該技術相關的樣機研發和系統驗證工作,并探討技術的商業化與知識產權合作方式。這類研究經費來自于某一個企業,產生的成果也不需要共享和發表。除此之外,NSF對I/UCRC中心的資助一般只有10年,隨后這些中心就要“畢業”了,而“畢業”的條件就是將一系列前沿技術孵化并引領一個新的產業。過去畢業的I/UCRC中成功孵化了包括增材制造、生物復合材料、壓敏電阻傳感器、生物成像技術等。


I/UCRC項目資助的全部研究中心列表可以從以下網址獲得: http://www.nsf.gov/eng/iip/iucrc/directory/index.jsp



I/UCRC項目的影響度評估


除了傳統的評價人員和經費,項目進度和產出物之外,還有通過每年的直接觀察以及工業和教職人員調查問卷總結評估的項目影響力。通過多年的實踐,評估項目證明了其在很多方面的價值,包括為基礎研究,技術以及相關人員帶來的可量化收益等。


2012年,NSF在I/UCRC項目實施30年之際,對資助過的研究中心為會員企業帶來的直接經濟收益進行了評估,并對外發布了成果報告。基于對現有影響力相關數據的研究,所采集的數據包括I/UCRC財務報告,有價值的合作關系介紹,R&D直接經濟價值以及突破性技術描述等。在這份報告中,詳細分析了三個成熟的I/UCRC以及與其合作且愿意提供與經濟性影響力相關數據的企業。




上圖詳細描述了被調研企業所提供的經濟影響度結果,這些影響力評估包括:


研發效率提升:主要發生在產品預研制截斷,主要體現在節省開支,運行效率提高。


改進或者提出新的流程:主要發生在中心研究完成后的幾年后。比如IMS中心在全球機構所應用的理念和技術,在對某公司的調研報告中,體現了每年$500,000,000的回報,主要包括提升產量和避免維修費用。


改進或者自造新的產品: 與改進流程的價值創造模式類似。例如,某創業公司使用BASC的技術在2009年產生了大約$90M的價值。


為技術的使用者帶來益處:經濟價值不僅僅局限在直接客戶身上,價值的產生還有對于中心的研究和商業化。例如一個食品流程化公司授權了Center for Advanced Processing and Packaging Studies的技術,在2010年收獲了$7M的收益。



I/UCRC經濟影響力最大的三個中心評價:


在所有的項目中,IMS(智能維護系統)中心無疑是I/UCRC項目中最閃耀的明珠,對合作企業的收益投入比達到238.3:1,會員企業包括來自15個國家和地區的超過90家企業,覆蓋了航空、軌道交通、裝備制造、能源、半導體等多個工業領域。


2014年,IMS中心的兩位創始主任李杰、倪軍教授被NSF授予Alexander Schwarzkopf 技術創新成就獎。在頒獎詞中,對IMS中心在工業領域技術創新的引領作用給予高度評價:“IMS中心的研究成果,對當今工業界最前沿的技術創新起到了催化作用,其中包括智能信息服務和工業互聯網等”。


2013年開始,IMS中心也開始著手為“畢業”做準備,在NSF的ICorps項目資助下在美國成立了Predictronics 公司,為遍布全球的企業提供工業數據預測性分析和智能產品研發咨詢服務。2016年,IMS的另外兩家技術孵化企業北京天澤智云科技有限公司(CyberInsight Ltd.)和杭州安脈盛智能技術有限公司成立,致力于服務中國企業的智能制造和智能服務轉型。





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