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国防科技成果转化系统动力模型及仿真研究∗

2019-12-26郭中侯向晋孜朱华珍张纪元

舰船电子工程 2019年12期
关键词:国防科技产值子系统

郭中侯 向晋孜 朱华珍 张纪元

(1.陆军勤务学院国防经济系 重庆 401331)(2.湖北大学知行学院 武汉 430011)(3.国防科技大学信息通信学院 武汉 430010)

1 引言

科技成果是衡量一个国家创新能力的重要指标,科技成果转化是否顺利很大程度上决定了科技创新活动的成败[1]。国防科技成果作为国家科技创新成果的重要组成部分,兼具军事价值、产业价值和商业价值。目前中国的科技成果转化率大约25%左右,真正实现产业化的不足5%[2],而在国防科技领域,由于体系封闭、制度桎梏等原因,这一数值可能更低。国防科技成果转化作为一项系统工程,既包括高精尖技术应用于武器装备中,还包括先进的国防科技通过脱密解密、市场交易等手段转化为民用科技,为相关产业带来经济效益。应该看到,当前我国国防科技成果转化程度较低,大量创新成果仍处于“沉睡”状态,成果转化运用水平与发达国家还存在着较大的差距。因此,加快国防科技成果转化,推动国防科技创新,对国家经济发展,军队战斗力的生成以及创新型国家建设具有重要意义。

2 文献综述

国内外学者对国防科技成果转化的内涵、规律以及模式等进行了研究。对于国防科技成果转化的定义,国内外学者尚未达成共识。科技成果转化是我国科技工作的专有名词,而国外学者通常使用技术转移、技术扩散、技术转化等来表述[3]。国内学者对科技成果转化有较为广泛的研究,包含创新论[4]、过程论[5]、主体论[6~7]、层次论[8]、效益论[9]等。国内外学者专门针对国防科技成果转化的研究较少,更多侧重对军民技术转移的研究。DeLauer[10]认为,民用技术与军事技术只是由于应用对象的不同才造成了二者的分离,可以通过有效手段进行转化。Cowan和Foray[11]指出,大多数高新技术都来源于军用领域,可以通过一定的方式转化为民用。美国国防部对国防技术转移定义为“国防系统和非国防系统之间就知识、技术、设施、设备和其他可应用资源的交流”[12]。葛永智[13]认为军民两用技术是一种既满足军事需求又有充分商业应用、可以支持可行的生产基础的技术。事实上,技术转移是科技成果转化的手段之一,徐国兴[8]、方华梁[14]、杨善林[15]等学者对两个概念进行了辨析,认为科技成果转化包括自行实施转化的,更注重技术产生的应用效果,而技术转移必须是在不同主体间的转移,但不是所有的技术转移都能形成科技成果的转化。因此,实施军民两用技术推广战略有利于国防科技成果的转化,是军民科技融合中“军转民”的重要环节。

国防科技成果的转化运用既遵循科技成果转化的一般规律,又具有其特殊性[16]。汪静[17]总结国防科技成果区别于一般科技成果在于其尖端性、保密性和军事专用性。石银柱[18]等认为,国防科技成果包含基础理论成果、软科学研究成果和应用技术成果,国防科技成果转化是工程化、工业化和战斗力化的过程,转化的重点是发挥军事效益最大化。张瑾[19]等研究发现,技术的配套支持与人的技术转移意识是影响国防科技成果转化的最重要的两个因素。国内外学者对国防科技成果转化模式进行了研究。Bellais[20]认为,国防系统构成复杂,是国家创新体系的重要组成部分,实现军事技术商业化,需要信息共享、知识产权保护、完善合约以及军民协同应用机制。Confer[21]研究发现美国空军缺乏军转民信息发布制度,而代理机构能打破组织界限,实现成果向民用领域转化。Holden[22]提出了建立国防技术转移信息中心,以信息平台为支撑来减少转移转化的时间成本。董晓辉[23]等从参与主体、创新过程以及组织方式三个维度对国防科技成果转化的模式进行了探索。乔玉婷等[24]提出了军队科技成果转化引入第三方运营模式,认为应以项目创新平台和企业孵化器为载体,以科技创新与金融创新双轮驱动为动力,构建创新链、产业链、金融链三链闭环,形成“科技—产业—金融—政府”四位一体协同网络。部分学者从国防知识产权和国防专利的角度出发进行研究。国防知识产权是国防科技成果在市场经济环境中受到保护的权利形式,国防专利是国防知识产权的重要组成部分,而我国国防专利在权利归属、定密解密、服务机构等方面存在问题[25~26]。易涛[27]针对有关问题构建了国防专利处置权,并从处置的范围、主体、权能以及监管四个维度构建了国防专利处置权的规范体系。纪建强[28]等认为应当在国防专利的相关法律法规中加入分权和权力分割的条款,实现各利益主体的激励相容。

3 国防科技成果转化系统构成理论分析

系统的行为模式与特性主要取决于其内部的结构[29]。国防科技成果转化涉及主体众多,包括:政府、军队、军工集团企业、军工科研院所、军队科研院所、民营企业、军队院校、地方高校以及中介服务机构。同时,影响国防科技成果转化的外部因素也有很多,包括军事需求、市场需求、政策环境等。国防科技成果的转化作为一项复杂的系统工程,以军事需求为牵引,优先形成部队战法和武器装备以提升战斗力,在此前提下兼顾市场需求,向经济社会领域转移转化[30]。本文将国防科技成果转化系统划分为四个子系统:国防科技成果研发子系统、国防科技成果推广子系统、国防科技成果产业化子系统,国防科技成果转化支撑子系统。简化如图1所示。

国防科技成果研发子系统。国防科技成果研发子系统包含军工科研院所、军工企业、军队科研院所以及军队院校等国防科技成果的供给者。国防科技成果产生于实验室,在研发初期更有可能发掘出具有两用价值的技术[11],其本身不能直接为研发主体带来收益,需要通过技术试验甚至技术二次开发,才能形成具有实用价值的产品,并通过一系列的转化利用才能实现其商业价值。研发过程中,各参与主体的投入强度、研究水平与创新能力决定了国防科技成果的质量和数量,也为国防科技成果转化实施奠定了基础。

图1 国防科技成果转化系统理论模型

国防科技成果推广子系统。国防科技成果产生的源动力是装备部队,因此其本身就具备较强的应用价值,国防科技成果形成产品后,成果持有者可将具有实用价值的成果,如新技术、新材料、新装备直接推广应用于部队,形成战斗力。大部分国防科技成果具备军民两用价值,因此可以面向企业需求,向民用领域科研机构或企业进行推广转移。推广的方式多样,军地单位可以以技术合同的方式将自身的成果使用权进行互相转让、许可,也可以作价投资的方式进行成果的推广。企业则可以自行投资,直接利用相关技术进行生产,或通过进一步投入人力和物力对引进的技术进行消化吸收和改造,形成更具市场前景的新技术、新工艺、新产品。

国防科技成果产业化子系统。在国防科技成果推广的基础上,企业面向市场需求信息,对具有应用前景的产品,进行小试、中试,形成产品生产能力,从而将新产品进行规模生产、批量销售,形成产品市场,实现国防科技成果向现实生产力转化,为国民经济建设服务。

国防科技成果转化支撑子系统。国防科技成果首先运用于军队建设和发展,其转化活动需要各级管理部门参与其中,实施计划管理,促进国防科技成果顺利转化。国防科技成果的后续开发、转化工作涉及到军地产学研多个领域,在定密解密、产权归属、权益分配以及违约责任等问题上,需要各级政府、军队单位等协同管理,出台相关科技成果转化的政策法规进行引导,也可以通过减税扶植政策鼓励成果转化实施。同时,国防科技成果转化过程长、风险大、涉及主体多,需要一定的金融支持、信息平台以及科技服务机构作为支撑保障。

4 国防科技成果转化系统动力学模型构建

系统动力学始于1956年,由美国麻省理工学院福瑞斯特(Jay W.Forrester)教授首次提出,其原理在解决复杂非线性系统动态变化、系统分析与决策方面中具有广泛的适用性[30]。本文在对国防科技成果转化复杂系统的理论模型分析基础上,确定国防科技成果转化系统的边界,运用Vensim PLE软件构建因果关系模型,绘制SD流图。

4.1 系统边界确定及基本假设

4.1.1 系统边界确定

在进行系统动力学建模时,首先是对系统边界进行确定,将国防科技成果转化系统划分为国防科技成果研发子系统、国防科技成果推广子系统、国防科技成果产业化子系统,国防科技成果转化支撑子系统。国防科技成果研发过程中,国防科技成果生成的投入是国防科技成果转化的基础,包含研发人员数、研发支出等,国防科技成果转化推广阶段,转化资金投入以及人员转化动力等也是影响国防科技成果转化的重要因素;国防科技成果转化支撑子系统中,成果转化的政策支撑是重要因素,包括科技评估政策与及时的脱密解密政策,另外还需考虑第三方平台如金融机构数量、科技服务机构数量等因素的影响。

4.1.2 模型基本假设

假设:1)国防科技成果转化是一个连续、渐进的行为过程;2)不考虑重大自然灾害、战争以及政策重大变化等因素造成国防科技成果转化体系的崩溃;3)国防科技成果转化的投入主要包括成果研发的投入以及技术转移的投入,国防科技成果转化效果由产品化和产业化两个维度来体现,产品化由企业新产品销售收入表示,产业化由产业产值表示。

4.2 国防科技成果转化系统因果关系分析

在对国防科技成果转化系统进行理论分析的基础上,构建国防科技成果转化的因果关系模型,如图2所示,包含6条主要的反馈回路:

反馈回路1:科技人员投入→科技研发人员投入数量→国防科技成果数量→国防科技成果转化能力→企业新产品销售收入→科技人员投入

反馈回路2:研发资金投入→国防科技研发经费投入→国防科技成果数量→国防科技成果转化能力→企业新产品销售收入→研发资金投入

反馈回路3:国防科技成果管理水平→脱密解密国防知识产权数量→国防科技成果转化交易数→国防科技成果转化能力→企业新产品销售收入→产业产值→国防科技成果管理水平

反馈回路4:科技服务平台数量→国防科技成果转化交易数→国防科技成果转化能力→企业新产品销售收入→产业产值→科技服务平台数量

反馈回路5:金融服务机构数量→国防科技成果转化资金投入→国防科技成果转化能力→企业新产品销售收入→产业产值→金融服务机构数量

反馈回路6:金融服务机构数量→国防科技研发经费投入→国防科技成果数量→国防科技成果转化能力→企业新产品销售收入→产业产值→金融服务机构数量

反馈回路1和2表示国防科技成果研发子系统中针对国防科技成果生成的人员和资金投入,能够促进国防科技成果的生成,国防科技成果的数量和质量一定程度上影响国防科技成果转化的能力。反馈回路3说明国防科技成果管理主要通过对已有的国防科技成果进行脱密

解密工作促进国防技术合同的签订和互相转移。反馈回路4表示科技服务机构作为中间媒介,通过构建平台与信息发布破除军地障碍,促进成果交易。反馈回路5和6表示金融服务机构的资金支持能够促进转化资金的投入,提升国防科技成果转化力度。

图2 国防科技成果转化系统因果关系图

4.3 SD流图分析

根据国防科技成果转化系统的因果关系图,建立系统结构流图,如图3所示。国防科技成果转化系统流图由状态变量、速率变量、辅助变量、常量以及各函数方程式组成。状态变量包括国防科技成果数量、国防科技成果推广能力、企业新产品销售收入及产业产值。速率变量包括国防科技成果增加量、国防科技成果推广能力提升、新产品收入增量。辅助变量包括R&D内部经费支出、R&D人员全时当量、科技人员转化成果动力、国防科技成果推广资金投入等。常量包括金融机构平均金融支持力度、科技人员评估强度及新产品销售收入对产业产值的贡献率。

图3 国防科技成果转化系统流图

5 国防科技成果转化系统动力学仿真分析

5.1 模型有效性检验

表1 国防科技成果转化系统模型数据检验

企业新产品销售收入代表企业在主营业务收入和其他业务收入中销售新产品实现的收入,反映了国防科技成果转化对企业产生的经济效益;产业产值则代表了该产业的发展水平,反映了国防科技成果产业化水平。因此,两个变量在一定程度上可以作为衡量国防科技成果转化效果的输出值。本文通过对模型中企业新产品销售收入与产业产值两个输出变量的结果进行历史检验,对比其实际值与模拟仿真值,如表1所示。新产品销售收入、产业产值两项数据实际值与仿真值误差值最大为6.81%,整体误差范围控制在10%以下。说明模型在结构设计与参数设置上较为合理,能够一定程度反映国防科技成果转化的实际情况,可根据模型开展进一步研究。

5.2 仿真实证结果分析

本文运用Vensim软件对国防科技成果转化系统模型进行仿真分析,仿真年限为2012年-2030年,时间步长为1年,通过调整新产品销售收入对产业产值贡献率、国防科技成果管理水平、经费投入、科技评估强度以及第三方机构的数量等要素,以新产品销售收入和产业产值作为系统的输出变量,分析各变量对国防科技成果转化的具体影响程度。

5.2.1 新产品销售收入对产业产值贡献率

科技成果转化形成新产品是推动产业发展的重要引擎。企业通过对国防科技成果的消化吸收和改造,促使新产品的形成,进而将形成的新产品投入市场进行销售,实现产业产值的提升。在国防科技成果转化系统模型中,将新产品销售收入对产业产值的贡献率上调1%和2%,如图4所示,随着贡献率数值的上升,产业产值随之升高。由此可见,国防科技创新的关键环节是国防科技与市场经济的结合,通过引进、改造现有的技术形成新工艺、新材料进而形成新产品,从满足和开发市场需求,推动产业核心竞争力提升与产业转型升级。

图4 新产品销售收入对产业产值贡献率仿真结果

5.2.2 国防科技成果管理水平

国防科技成果产生于军事需求,其本身具有战略性、尖端性、保密性、非完全市场性,国防科技成果的所有权是国家,军地各级部门对形成的国防科技成果实施归口管理,各管理部门在国防科技成果转化实施时起引导作用,开展分类审批以及计划协调等工作,推动市场机制的成果转化模式。在系统模型中,将国防科技成果管理水平依次提升1%和2%,企业新产品销售收入与产业产均呈现明显的上升趋势。国防科技成果管理部门通过加强军地部门协同来降低转化过程中的成本,发布完善的知识产权与科技成果转化政策激发市场活力,及时脱密解密具有应用前景的国防技术扩大成果应用范围,最终使军地研发机构产生的成果能够双向交流,相关科技成果能够为企业所用。

5.2.3 经费投入水平

资金投入是国防科技创新的重要保障,企业投入创新的经费包括研发经费支出以及转化经费支出。对模型中两种经费投入进行仿真,同时提升R&D内部经费支出与国防科技成果推广资金的投入,发现企业新产品销售收入都会有一定程度提升,但国防科技成果推广资金投入对新产品销售收入的影响更加明显,如图5所示。形成一项科技成果或取得一项专利并不能说明创新过程完成,因为现实中有许多国防科技成果停留于理论和概念层面,尚未形成具有应用价值的产品,所以需要企业通过对成果转化的资金投入进行技术应用、技术改造以及技术再开发,进而对产品进行中试和市场开发,形成能够可推广可应用的商品,促进企业利润的提升,并将相关技术成果运用在产品销售和市场中。

图5 经费投入仿真结果

5.2.4 科技人员评估强度

调整科技人员评估强度,将其分别提升1%与2%,企业新产品销售收入与产业产值较实际值呈现显著增长。科技人员是国防科技成果生成的参与者,也是国防科技成果转化的主力军。针对科技人员研发的国防科技成果,从技术先进性、成果生产适用性以及效益多重性等多个维度对国防科技成果进行评估。随着对科技人员的评估强度增加,能够激发科技人员创新活力,带动国防科技人员研发出更多高质量可供转化的国防科技成果。

5.2.5 第三方机构数量

第三方机构为国防科技成果转化提供了平台,能够促进信息流动和技术转移,主要包括金融机构、军民融合科技信息平台、技术转移中心以及校企联合机构,金融机构可以为成果转化提供资金支持,信息平台则主要发布国防科技成果供需信息。图6是通过增加信息平台数量以及金融机构平台数量,研究两个变量对企业新产品销售收入的而影响。仿真结果表明,第三方机构数量的提升都能够促进企业新产品销售收入的提升,而信息平台数量的提升效果更加明显,这表明国防科技成果转化的主要障碍在于信息封闭与体系分割,造成了成果供给者方与成果需求方的信息不对称。

图6 第三方机构数量仿真结果

6 结语

6.1 研究结论

本文在文献研究与理论分析的基础上,构建了国防科技成果转化理论模型,并以航空航天业数据为例,运用系统动力学方法对国防科技成果转化系统进行了仿真分析,得到结论如下:1)国防科技成果转化是一个产品化、产业化的过程,新产品销售收入对产业产值贡献率的提升能够促进产业产值的增加,因此应加大国防科技成果转化力度,通过新产品的销售来促进产业发展,实现国防效益与经济效益最大化;2)区别于一般的科技成果转化主要依靠市场推动,国防科技成果归国家所有,需要一定的管理手段来促进推广转化;3)企业研发投入能促进新产品销售收入的增加,但更应该重视转化资金投入的力度,促使研发形成的科技成果转化为现实的产品,进而促进产业化的形成;4)第三方机构为国防科技成果转化提供了重要平台,信息不对称是造成成果转化不畅的关键原因,搭建信息交流和供需对接平台可保障国防科技成果转化顺利进行。

6.2 对策建议

国防科技成果转化是国防科技创新的关键环节,对战斗力的生成和经济发展具有双重推动作用。针对当前国防科技成果转化活力不足、促转条件薄弱等问题,基于实证分析结果,提出以下对策建议:

1)提升国防科技成果管理水平,打破军地部门藩篱,统筹规划国防科技成果转化工作。

2)加大国防科技成果转化政策性资金支持,改善多元化转化融资渠道,实现研发资金与转化资金相配套。

3)加强国防科技转化人才培养力度,建立健全国防科技评价激励体系。

4)构建国防科技成果转化第三方平台。

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