科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新的內(nèi)涵、特征與評(píng)價(jià)

伊 彤 常 靜 王海峰

（北京科學(xué)學(xué)研究中心，北京 100089）

科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新的內(nèi)涵、特征與評(píng)價(jià)

伊 彤 常 靜 王海峰

（北京科學(xué)學(xué)研究中心，北京 100089）

本文從理論上對(duì)儀器、儀表、設(shè)備、裝備、設(shè)施、科學(xué)儀器設(shè)備等概念進(jìn)行辨析，提出科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新不同于一般意義上技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)涵和特點(diǎn)，并在借鑒相關(guān)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，建立科學(xué)儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

科學(xué)儀器設(shè)備；創(chuàng)新規(guī)律；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1 引言

科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新是科技創(chuàng)新的重要“基石”，在國(guó)家科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中占有重要戰(zhàn)略地位。近年來(lái)，科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新日益得到國(guó)家有關(guān)部門的重視和支持，對(duì)重大科學(xué)儀器設(shè)備研發(fā)與應(yīng)用的支持力度逐年加大。相形之下，目前學(xué)界對(duì)于科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新的理論研究則顯得相對(duì)缺乏。本文主要圍繞科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新的內(nèi)涵、特點(diǎn)和評(píng)價(jià)等問(wèn)題開(kāi)展研究，在科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新的理論研究方面進(jìn)行了初步探討。

2 科學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新的基本內(nèi)涵

2.1 相關(guān)概念辨析

談到科學(xué)儀器設(shè)備，通常涉及幾個(gè)與之相關(guān)的重要概念，即儀器、儀表、設(shè)備、裝備、設(shè)施等。

（1）儀器。按照現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典中的解釋，“儀器”是指科學(xué)技術(shù)上用于實(shí)驗(yàn)、計(jì)量、觀測(cè)、檢驗(yàn)、繪圖等的比較精密的器具或裝置。著名科學(xué)家王大珩院士曾指出，“儀器是認(rèn)識(shí)世界的工具，機(jī)器是改造世界的工具，而認(rèn)識(shí)世界是改造世界的前提”。

（2）儀表。按照百度百科的定義，儀表是指測(cè)定溫度、氣壓、電量、血壓、流量等儀器的統(tǒng)稱。這類儀器外形似計(jì)時(shí)的表，能由刻度直接顯示數(shù)值。因此，從內(nèi)涵界定來(lái)看，相對(duì)于儀器而言，儀表的范疇要更小一些，單指用來(lái)測(cè)量各種自然量并以數(shù)值形式反饋測(cè)量結(jié)果的一類儀器。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儀器和儀表的功能都在不斷增加，界線也越來(lái)越模糊。人們已經(jīng)習(xí)慣于將儀器、儀表統(tǒng)稱為儀器儀表或簡(jiǎn)稱為儀器。此外，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，工程技術(shù)人員一般將科學(xué)研究（或科學(xué)實(shí)驗(yàn)）中應(yīng)用的稱為儀器，將工業(yè)上應(yīng)用的、與工藝設(shè)備相連安裝長(zhǎng)期連續(xù)使用的稱為儀表。在這種情況下，“科學(xué)儀器”和“工業(yè)儀表”是比較典型的稱謂。

（3）設(shè)備。按照現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典的解釋，設(shè)備是指進(jìn)行某項(xiàng)工作或供應(yīng)某種需要所必需的成套建筑或器物。所以，與科學(xué)儀器概念相關(guān)的設(shè)備，通常指進(jìn)行科學(xué)研究工作所必需的成套器物。換言之，其概念更加強(qiáng)調(diào)儀器裝置的成套集合。在這種情況下，體積大是設(shè)備的突出特點(diǎn)，其多為一群中大型機(jī)具器材集合而成，無(wú)法拿在手上操作而必須有固定的臺(tái)座，使用電源之類的動(dòng)力，并一般放置在專屬的房間中運(yùn)作，例如大型核磁共振儀等。

（4）裝備?！把b備”多用來(lái)指為軍隊(duì)配備的武器、軍裝、器材、技術(shù)力量等，也用來(lái)指為工礦、企業(yè)配備的機(jī)器和技術(shù)力量。因此，從裝備的概念內(nèi)涵來(lái)看，其不僅包括了機(jī)器之類的物化內(nèi)容，也包括了有技術(shù)力量所指的技術(shù)人員以及配套的技術(shù)資料等內(nèi)容。具體來(lái)看，在各種裝備中與儀器儀表相關(guān)的產(chǎn)品很多，例如環(huán)保裝備中的環(huán)境監(jiān)測(cè)專用儀器、環(huán)境治理相關(guān)儀器儀表、便攜式污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)儀器等。

（5）設(shè)施。相較之下，“設(shè)施”的概念內(nèi)涵則更為復(fù)雜。按照現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典的解釋，其多用來(lái)指為進(jìn)行某項(xiàng)工作或滿足某種需要而建立起來(lái)的機(jī)構(gòu)、系統(tǒng)、組織、建筑等，例如工程設(shè)施、衛(wèi)生設(shè)施、服務(wù)設(shè)施等。就開(kāi)展科學(xué)研究所需要的科研設(shè)施而言，其不僅包含了各種科學(xué)儀器設(shè)備，同時(shí)也包含了與之相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室建筑等內(nèi)容。總體來(lái)看，在設(shè)施的布置過(guò)程或完成的設(shè)施中都與儀器儀表有著密切關(guān)系，例如風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)施中包括了大量的測(cè)量?jī)x器設(shè)備，同時(shí)還需要洞體和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等構(gòu)成。

（6）科學(xué)儀器設(shè)備。根據(jù)科技部《關(guān)于〈國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)管理辦法（試行）〉解讀》，科學(xué)儀器設(shè)備是對(duì)事物的組成、結(jié)構(gòu)、相互作用機(jī)理與機(jī)制、變化規(guī)律趨勢(shì)等進(jìn)行檢測(cè)表征，并獲得相關(guān)科學(xué)數(shù)據(jù)和圖像的工具。可見(jiàn)，科學(xué)儀器設(shè)備是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要工具，是人類認(rèn)識(shí)世界能力的延伸。正像飛機(jī)、汽車、輪船拓展了人腿行走的功能，科學(xué)儀器設(shè)備大大拓展了人類眼睛、鼻子、耳朵、舌頭等認(rèn)識(shí)世界的功能?！翱茖W(xué)儀器設(shè)備”較之“儀器設(shè)備”，更加突出了儀器設(shè)備的主要用途和特點(diǎn)，即用于科學(xué)研究活動(dòng)且具有技術(shù)密集特征。換言之，相對(duì)于專門應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實(shí)踐的儀器設(shè)備，如煉鋼設(shè)備、汽車儀表等就不在科學(xué)儀器設(shè)備之列。

為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，下面暫且將“科學(xué)儀器設(shè)備”簡(jiǎn)稱為“科學(xué)儀器”。

2.2 科學(xué)儀器創(chuàng)新

“創(chuàng)新”一詞最早由美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家熊彼特于1912年出版的《經(jīng)濟(jì)發(fā)展理論》一書(shū)中提出。關(guān)于科學(xué)儀器創(chuàng)新，目前尚無(wú)明確界定，一般是將其納入科技創(chuàng)新的范疇。

科學(xué)儀器創(chuàng)新也是創(chuàng)新活動(dòng)中的一類，是指通過(guò)研究開(kāi)發(fā)形成新原理、新方法和新技術(shù)，通過(guò)工程技術(shù)手段形成新的科學(xué)儀器，最終應(yīng)用于具體的科學(xué)研究活動(dòng)或投放市場(chǎng)獲取經(jīng)濟(jì)效益的過(guò)程?？茖W(xué)儀器創(chuàng)新既包括通過(guò)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)創(chuàng)造出新儀器的整體創(chuàng)新，也包括相關(guān)元器件、零部件、功能模塊的局部突破和創(chuàng)新。

科學(xué)儀器創(chuàng)新通常從觀測(cè)、測(cè)量、分析等科研需求出發(fā)，為了滿足特定領(lǐng)域的科學(xué)研究（或試驗(yàn)）目的、實(shí)現(xiàn)某個(gè)研究目標(biāo)、得出相關(guān)研究結(jié)論，由開(kāi)發(fā)人員構(gòu)想出基本概念并進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)工程技術(shù)手段對(duì)不同功能部件進(jìn)行研制、組合、裝配后，生產(chǎn)出能夠應(yīng)用于科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或結(jié)論的科學(xué)儀器，并通過(guò)實(shí)際反復(fù)應(yīng)用，不斷完善各部件功能和儀器整機(jī)的性能和質(zhì)量，從而保證最終完成科學(xué)研究，推動(dòng)人類認(rèn)知能力提升和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展（圖1）。

毫無(wú)疑問(wèn)，科學(xué)儀器應(yīng)具有前沿性、先進(jìn)性、科學(xué)性，其研發(fā)制造主要是為科研服務(wù)的，眾多的科研機(jī)構(gòu)、大專院校、檢測(cè)部門等就是科學(xué)儀器創(chuàng)新的主要用戶。除極少量的尖端科學(xué)儀器外，大多數(shù)科學(xué)儀器都產(chǎn)自企業(yè)，這些科學(xué)儀器創(chuàng)新最終追求的同樣是市場(chǎng)價(jià)值實(shí)現(xiàn)。因而對(duì)于科學(xué)儀器而言，滿足科學(xué)研究的需要同滿足市場(chǎng)用戶的需求是統(tǒng)一的，企業(yè)必然也是科學(xué)儀器創(chuàng)新的核心主體。

目前，我國(guó)各高校、科研機(jī)構(gòu)、國(guó)家和省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、分析測(cè)試中心、相關(guān)政府部門裝備的科學(xué)儀器，絕大部分都是進(jìn)口產(chǎn)品；能源、材料、環(huán)境、公共安全等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和民生領(lǐng)域急需的、量大面廣的科學(xué)儀器國(guó)產(chǎn)率不高；依靠進(jìn)口科學(xué)儀器開(kāi)展科學(xué)研究，必然導(dǎo)致大量跟蹤模仿型的科研路徑，已成為限制我國(guó)原始創(chuàng)新能力提高的重要因素。究其原因是多方面的。由于科學(xué)儀器創(chuàng)新是典型的復(fù)雜系統(tǒng)工程，從技術(shù)研發(fā)看，涉及多領(lǐng)域、多部件、多模塊；從工作鏈條看，涉及研究設(shè)計(jì)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、工程化開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等環(huán)節(jié)；從參與主體看，涉及政、產(chǎn)、學(xué)、研、用等主體。因此，只有各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)、各主體實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)互動(dòng)，才能保證科學(xué)儀器創(chuàng)新過(guò)程的順利推進(jìn)。

3 科學(xué)儀器創(chuàng)新的主要特點(diǎn)

作為獨(dú)具特色的一類創(chuàng)新活動(dòng)，科學(xué)儀器創(chuàng)新不僅具有一般意義上技術(shù)創(chuàng)新的基本特征，如需要較強(qiáng)的基礎(chǔ)理論研究作為源頭、以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向、以企業(yè)為創(chuàng)新主體等，同時(shí)還具有自身的獨(dú)特規(guī)律和特點(diǎn)。

3.1 科學(xué)儀器創(chuàng)新大都包含“硬”和“軟”兩方面

科學(xué)儀器既要有獲取檢測(cè)數(shù)據(jù)、獲取信息的各種硬件組成，更應(yīng)包含操作和控制軟件、數(shù)據(jù)處理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)、模型等軟件系統(tǒng)。軟件已成為儀器的重要組成部分。在現(xiàn)代儀器的設(shè)計(jì)中軟件的工作量已占70%～80%，并在某種程度上決定了儀器的功能和性能[1]。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，智能化的操控系統(tǒng)、豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理功能、人性化的人機(jī)界面，已成為決定一種科學(xué)儀器水平和檔次的重要標(biāo)志。因此，對(duì)相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)要求更高，這是科學(xué)儀器創(chuàng)新特有的內(nèi)在規(guī)律和本質(zhì)要求，也是在儀器開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理中必須重視的問(wèn)題。

3.2 科學(xué)儀器創(chuàng)新對(duì)可靠性穩(wěn)定性等指標(biāo)要求極高

質(zhì)量要求在科學(xué)儀器創(chuàng)新中體現(xiàn)得極為突出，可以說(shuō)，質(zhì)量是科學(xué)儀器的生命線?？茖W(xué)儀器創(chuàng)新不僅要求儀器性能的先進(jìn)性，還極為看重儀器設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性等，相對(duì)于發(fā)表論文等常用創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)而言，可靠性應(yīng)該是評(píng)價(jià)科學(xué)儀器創(chuàng)新成功與否的重要指標(biāo)。與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)品和技術(shù)相比，國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器雖然技術(shù)指標(biāo)差距不大，但可靠性方面和國(guó)外產(chǎn)品差距很大。不少國(guó)外產(chǎn)品在交貨以后的保修期已經(jīng)延長(zhǎng)到5年、10年，甚至提出終身保修的概念，而多數(shù)國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器仍處在保修期一年的水平上?？煽啃詥?wèn)題已經(jīng)成為制約我國(guó)科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新的嚴(yán)重障礙。

因此，在科學(xué)儀器的創(chuàng)新活動(dòng)中，需要不斷加強(qiáng)研究活動(dòng)的質(zhì)量控制和風(fēng)險(xiǎn)防范，并將質(zhì)量管理理念貫穿于整個(gè)科學(xué)儀器創(chuàng)新的全過(guò)程之中。除了性能指標(biāo)測(cè)試之外，還要采取嚴(yán)格的質(zhì)量保障措施，建立嚴(yán)格的質(zhì)量管理和控制體系，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)儀器質(zhì)量的過(guò)程監(jiān)理和驗(yàn)收考核，將質(zhì)量管理貫穿于儀器開(kāi)發(fā)的全過(guò)程中。一是要求儀器開(kāi)發(fā)者建立包括良好系統(tǒng)集成、檔案管理等在內(nèi)的質(zhì)量管理方案，并在實(shí)施各環(huán)節(jié)具有嚴(yán)格的質(zhì)量技術(shù)文件；二是建立監(jiān)理機(jī)制，由第三方機(jī)構(gòu)對(duì)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)的方案設(shè)計(jì)、工程工藝流程、應(yīng)用研究以及產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督和技術(shù)指導(dǎo)；三是重視成果的質(zhì)量評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)儀器開(kāi)發(fā)的組織部門在項(xiàng)目驗(yàn)收前建立科學(xué)儀器成果的質(zhì)量評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)。

3.3 科學(xué)儀器創(chuàng)新更加注重應(yīng)用開(kāi)發(fā)和用戶參與

科學(xué)儀器創(chuàng)新所產(chǎn)生的最終成果，應(yīng)滿足某一特定領(lǐng)域的科學(xué)研究需要，能夠應(yīng)用于相關(guān)的研究實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或圖像。而對(duì)于該儀器設(shè)備的使用者而言，其需求往往存在一定差異。要滿足這些更為細(xì)化的需求差異，需要通過(guò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的方式來(lái)解決。

所謂應(yīng)用開(kāi)發(fā)，是指與科學(xué)儀器使用相關(guān)的配套軟件、試驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)庫(kù)、相關(guān)零部件等的開(kāi)發(fā)，它與最終用戶的使用需求緊密相關(guān)，面向的使用者是具備一定科研開(kāi)發(fā)能力的科研人員，并能在研發(fā)和使用中進(jìn)一步發(fā)揮作用，形成新的創(chuàng)新產(chǎn)品或服務(wù)。

從創(chuàng)新鏈條來(lái)看，一般意義上的科技創(chuàng)新可以概括為：基礎(chǔ)研究→應(yīng)用研究→產(chǎn)品開(kāi)發(fā)→市場(chǎng)應(yīng)用；而科學(xué)儀器創(chuàng)新則可以概括為：基礎(chǔ)研究→應(yīng)用研究→產(chǎn)品開(kāi)發(fā)→應(yīng)用開(kāi)發(fā)→市場(chǎng)應(yīng)用[2]（圖2）。

在應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)，需根據(jù)不同用戶的需求或不同行業(yè)的特征，研制具有一定差異性的應(yīng)用開(kāi)發(fā)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)等系統(tǒng)，使用戶在使用過(guò)程中更加便捷。

科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)是一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的過(guò)程。它往往起源于一個(gè)創(chuàng)新的想法或理念，基于此形成一個(gè)關(guān)鍵部件，然后逐步發(fā)展成整機(jī)，進(jìn)而再開(kāi)發(fā)出與之配套的方法和軟件，最終走向大規(guī)模應(yīng)用。在這個(gè)過(guò)程中，要突出強(qiáng)調(diào)其產(chǎn)品導(dǎo)向、應(yīng)用導(dǎo)向，自始至終與用戶保持溝通和交流，準(zhǔn)確、全面地掌握用戶對(duì)科學(xué)儀器的實(shí)際需求，依此不斷改進(jìn)和完善設(shè)計(jì)方案，并由用戶最終確認(rèn)創(chuàng)新成果。也就是說(shuō)，用戶必須全程參與整個(gè)創(chuàng)新過(guò)程。一是在設(shè)計(jì)階段就邀請(qǐng)潛在的儀器用戶共同參與儀器開(kāi)發(fā)；二是用戶要參與儀器應(yīng)用方法的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用示范。只有科學(xué)儀器最終用戶的需求得到滿足，才意味著科學(xué)儀器創(chuàng)新的真正成功。這方面可以通過(guò)在科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理中設(shè)計(jì)相關(guān)制度安排來(lái)加以體現(xiàn)。

3.4 科學(xué)儀器創(chuàng)新更體現(xiàn)為多學(xué)科融合的集成創(chuàng)新

隨著多學(xué)科的交叉融合以及科學(xué)前沿的迅速拓展，計(jì)算機(jī)、激光、超導(dǎo)等高新技術(shù)在科學(xué)儀器中得到廣泛采用，科學(xué)儀器的性能不斷改善，科學(xué)儀器作為一種高技術(shù)新產(chǎn)品，是物理、化學(xué)、生物、材料等多種科學(xué)知識(shí)以及光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)等多種先進(jìn)技術(shù)（包括軟件和硬件）的高度集成。近年來(lái)，運(yùn)用新原理、新技術(shù)、新材料、新工藝等最新科技成果集成的新儀器層出不窮。例如，計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用已使儀器設(shè)備高度智能化。許多儀器已只用單鍵操作，用于空間開(kāi)發(fā)的分析儀器甚至完全沒(méi)有控制旋鈕[1]。

科學(xué)儀器作為多學(xué)科、多技術(shù)有機(jī)集成的高技術(shù)產(chǎn)品，其開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及產(chǎn)、學(xué)、研、用等方面，具有較強(qiáng)的工程性和系統(tǒng)性。一種重大科學(xué)儀器往往由成百上千個(gè)零部件組成，且各組成部分往往是一環(huán)扣一環(huán)。為此，科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)既涉及現(xiàn)有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的合理使用，又涉及新產(chǎn)生知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)造和保護(hù)。

從我國(guó)科學(xué)儀器現(xiàn)階段發(fā)展水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)看，要在短時(shí)間內(nèi)取得科學(xué)儀器整體的原創(chuàng)性突破難度較大，目前更可行的是采用“整體集成+局部創(chuàng)新”的模式，在跟蹤模仿和消化吸收現(xiàn)有關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際用戶需求，對(duì)科學(xué)儀器中已不能滿足實(shí)際工作需求的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及其軟件等進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)或技術(shù)升級(jí)，恢復(fù)和提升科學(xué)儀器的功能。同時(shí)，還可以在創(chuàng)新產(chǎn)品細(xì)分類別、改進(jìn)產(chǎn)品性能的同時(shí)，進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)與現(xiàn)有科學(xué)儀器配套的關(guān)鍵部件，拓展現(xiàn)有科學(xué)儀器功能，提升其性能指標(biāo)，形成新的、更加高效且適合更多用戶研究需求的產(chǎn)品。

3.5 科學(xué)儀器創(chuàng)新兼具經(jīng)濟(jì)屬性和社會(huì)屬性

科學(xué)儀器創(chuàng)新既有經(jīng)濟(jì)效益，也有社會(huì)效益，后者往往體現(xiàn)為對(duì)科技進(jìn)步、國(guó)家安全和社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)和保障。一方面，如果用戶的需求量較大，市場(chǎng)前景廣闊，必然能夠帶動(dòng)批量生產(chǎn)，搶占市場(chǎng)份額，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。另一方面，對(duì)于制造成本高昂、戰(zhàn)略意義或社會(huì)效益突出但需求量不大的科學(xué)儀器，如正負(fù)粒子對(duì)撞機(jī)、同步輻射裝置、激光遙測(cè)裝置、射電望遠(yuǎn)鏡等具有特定用途的高精尖科學(xué)儀器，主要用于國(guó)家戰(zhàn)略性、前沿性研究，是我國(guó)在特定領(lǐng)域參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)必備的重大儀器設(shè)備。這類科學(xué)儀器的創(chuàng)新研制極為重要，但其最終成果并不需要大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。對(duì)這類項(xiàng)目，國(guó)家應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)政策給予補(bǔ)貼，以支持鼓勵(lì)面向少量需求的重大科學(xué)儀器的創(chuàng)新研制。

4 科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的評(píng)價(jià)

我國(guó)科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距，相關(guān)部門在推動(dòng)國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展時(shí)，應(yīng)結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和特色，采取有的放矢的政策舉措。因此，有必要從產(chǎn)業(yè)（企業(yè)）創(chuàng)新的角度建立一套科學(xué)儀器創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展評(píng)價(jià)工作，以準(zhǔn)確把握我國(guó)科學(xué)儀器創(chuàng)新現(xiàn)狀和問(wèn)題，為政府相關(guān)政策制定提供參考依據(jù)。

4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)的基本原則

第一，系統(tǒng)性原則。科學(xué)儀器創(chuàng)新涉及多個(gè)環(huán)節(jié)和多個(gè)層面，各個(gè)環(huán)節(jié)和層面之間又存在一定的相互影響。因此，在建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，需要有相應(yīng)的指標(biāo)來(lái)反映這些環(huán)節(jié)和層面的功能與特點(diǎn)，相應(yīng)的指標(biāo)要具有高度的系統(tǒng)性和概括性。同時(shí)，指標(biāo)體系不能只是指標(biāo)的簡(jiǎn)單堆積，而是具有層次結(jié)構(gòu)的指標(biāo)集合，通過(guò)指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)，能夠有序反映科學(xué)儀器創(chuàng)新在某一環(huán)節(jié)或?qū)用娴膶?shí)質(zhì)內(nèi)容[3]。

第二，科學(xué)性原則?？茖W(xué)儀器創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立，既要考慮到指標(biāo)結(jié)構(gòu)整體的合理性，從不同側(cè)面設(shè)計(jì)相關(guān)指標(biāo)反映產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新?tīng)顩r，同時(shí)也要考慮到指標(biāo)具有較好的可靠性、獨(dú)立性、代表性和統(tǒng)計(jì)性；既要結(jié)合一般的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)也要體現(xiàn)科學(xué)儀器創(chuàng)新特點(diǎn)的相關(guān)指標(biāo)。設(shè)立的指標(biāo)體系應(yīng)以理論研究作為支撐，不僅有足夠的涵蓋面，能夠從不同角度、各個(gè)層次來(lái)反映科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的總體狀況，而且指標(biāo)間還要具有一定的內(nèi)在聯(lián)系，便于進(jìn)行定量和定性分析[3]。

第三，可操作性原則。從理論上講，完全可以設(shè)計(jì)出一個(gè)理想的、邏輯自洽的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，來(lái)全面反映科學(xué)儀器創(chuàng)新?tīng)顩r，但在實(shí)際過(guò)程中，往往會(huì)遇到數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)和收集、定性指標(biāo)過(guò)于主觀、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源不穩(wěn)定等一些難以操作的情況。因此，設(shè)計(jì)的指標(biāo)體系的一定要具有可操作性。主要包括3個(gè)方面的內(nèi)容：一是數(shù)據(jù)的可獲得性，數(shù)據(jù)資料要盡可能通過(guò)查閱官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或年鑒獲得，對(duì)于無(wú)法直接采集到數(shù)據(jù)的理想指標(biāo)，可以采取用指標(biāo)替代等辦法加以解決；二是數(shù)據(jù)的可量化，定量指標(biāo)數(shù)據(jù)要保證其真實(shí)、可靠和有效，而定性指標(biāo)或經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)盡量少用；三是評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不宜過(guò)分復(fù)雜，選用的指標(biāo)要簡(jiǎn)潔明了，綜合性強(qiáng)，重點(diǎn)突出[3]。

第四，可比性原則。進(jìn)行科學(xué)儀器創(chuàng)新評(píng)價(jià)，目的在于進(jìn)行對(duì)標(biāo)和比較，并在此基礎(chǔ)上正確評(píng)價(jià)我國(guó)科學(xué)儀器創(chuàng)新的實(shí)際水平及所處的位置，尋找和分析不同國(guó)家科學(xué)儀器創(chuàng)新的差距。因此，在設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，必須考慮設(shè)置的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)具有可比性，要選用具有共性的指標(biāo)，最大限度地利用和開(kāi)發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并且要明確各指標(biāo)的涵義和統(tǒng)計(jì)口徑，確保評(píng)價(jià)結(jié)果能夠進(jìn)行標(biāo)桿比較[4]。

4.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的框架模型

在分析比較現(xiàn)有高技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)[5-6]的基礎(chǔ)上，我們構(gòu)建了由創(chuàng)新資源、創(chuàng)新活動(dòng)、創(chuàng)新產(chǎn)出、創(chuàng)新環(huán)境組成的科學(xué)儀器創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的框架模型（圖3）。

（1）創(chuàng)新資源

該模塊主要反映科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)潛在的技術(shù)創(chuàng)新能力，主要通過(guò)科學(xué)儀器創(chuàng)新所需的各種創(chuàng)新要素資源進(jìn)行表征，具體來(lái)看，由人、財(cái)、物3方面的資源組成。①人力資源是實(shí)現(xiàn)科學(xué)儀器創(chuàng)新的決定性要素。鑒于科學(xué)儀器創(chuàng)新具備應(yīng)用導(dǎo)向和“軟硬并重”的獨(dú)特特點(diǎn)，人力資源評(píng)價(jià)指標(biāo)不僅包括反映產(chǎn)業(yè)內(nèi)R&D人員數(shù)量和能力的一般性指標(biāo)，同時(shí)，也包括了技術(shù)支持人員和軟件開(kāi)發(fā)人員的配備狀況。首先，具有較高專業(yè)素質(zhì)的技術(shù)支持人員，能夠在技術(shù)服務(wù)中及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取用戶需求，強(qiáng)化科學(xué)儀器企業(yè)與其產(chǎn)品最終用戶的交互聯(lián)系，從而促進(jìn)相關(guān)科學(xué)儀器產(chǎn)品的應(yīng)用開(kāi)發(fā)和性能優(yōu)化；其次，軟件開(kāi)發(fā)在科學(xué)儀器創(chuàng)新中的重要意義越來(lái)越顯著，因此相當(dāng)數(shù)量的軟件開(kāi)發(fā)人員是科學(xué)儀器創(chuàng)新人力資源構(gòu)成中必不可少的重要單元。②財(cái)力資源是開(kāi)展科學(xué)儀器創(chuàng)新活動(dòng)的基本經(jīng)濟(jì)要素。相對(duì)于科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)而言，其財(cái)力資源存量狀況主要通過(guò)企業(yè)經(jīng)營(yíng)情況和盈利能力來(lái)體現(xiàn)。企業(yè)只有具備較高的主營(yíng)業(yè)務(wù)收入和凈利潤(rùn)，才能為科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)源源不斷地注入資金。③物力資源是科學(xué)儀器創(chuàng)新的物質(zhì)條件保證。其中，科研用固定資產(chǎn)和儀器設(shè)備是推動(dòng)科學(xué)儀器技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)的重要基礎(chǔ)要件，而部件及原材料的進(jìn)口依賴程度反映了高質(zhì)量部件和原材料的可獲得性和易獲得性，這些將對(duì)科學(xué)儀器創(chuàng)新產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。

（2）創(chuàng)新活動(dòng)

該模塊主要反映科學(xué)儀器創(chuàng)新活動(dòng)的開(kāi)展情況，主要包括技術(shù)研發(fā)和質(zhì)量保障兩個(gè)維度。技術(shù)研發(fā)狀況主要通過(guò)企業(yè)在科學(xué)儀器技術(shù)研發(fā)活動(dòng)中的經(jīng)費(fèi)投入來(lái)反映。具體來(lái)看，該評(píng)價(jià)指標(biāo)包括了R&D經(jīng)費(fèi)支出占產(chǎn)品銷售收入的比重等一般性指標(biāo)。同時(shí)，對(duì)于科學(xué)儀器企業(yè)而言，還應(yīng)包括軟件開(kāi)發(fā)和研發(fā)外包的經(jīng)費(fèi)支出。質(zhì)量是科學(xué)儀器的生命線。為了考量科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)在創(chuàng)新活動(dòng)中的質(zhì)量保障水平，我們用企業(yè)的檢測(cè)經(jīng)費(fèi)支出、質(zhì)量管理體系認(rèn)證情況、主要產(chǎn)品的質(zhì)保期、主要產(chǎn)品平均故障間隔時(shí)間（MTBF）認(rèn)證達(dá)標(biāo)情況等作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。

（3）創(chuàng)新產(chǎn)出

該模塊主要反映科學(xué)儀器創(chuàng)新的具體成效，也是衡量科學(xué)儀器創(chuàng)新能力的最直接、最重要的指標(biāo)維度，主要包括知識(shí)產(chǎn)權(quán)、新產(chǎn)品和科技獎(jiǎng)勵(lì)等3個(gè)維度。知識(shí)產(chǎn)權(quán)主要包括專利產(chǎn)出、標(biāo)準(zhǔn)制定、軟件著作權(quán)等方面。新產(chǎn)品是科學(xué)儀器創(chuàng)新的最終產(chǎn)物。新產(chǎn)品推出速度和經(jīng)濟(jì)效益是衡量科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)品產(chǎn)出水平的重要方面，其具體指標(biāo)包括近3年的新產(chǎn)品推出數(shù)量、新產(chǎn)品銷售收入、以及新產(chǎn)品銷售收入占產(chǎn)品銷售收入比重等?？萍吉?jiǎng)勵(lì)同樣是科學(xué)儀器創(chuàng)新的重要產(chǎn)出。行業(yè)內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)的科學(xué)儀器創(chuàng)新項(xiàng)目或產(chǎn)品是否能夠獲得國(guó)家或省部級(jí)的科技獎(jiǎng)勵(lì)，無(wú)疑在一定程度上反映了科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新產(chǎn)出能力。

（4）創(chuàng)新環(huán)境

該模塊主要反映可能對(duì)科學(xué)儀器創(chuàng)新產(chǎn)生影響的外部因素，主要包括政策環(huán)境和服務(wù)環(huán)境兩個(gè)維度。政策環(huán)境主要反映政府對(duì)于科學(xué)儀器創(chuàng)新的鼓勵(lì)、引導(dǎo)和支持情況。由于“市場(chǎng)失靈”效應(yīng)的存在，需要政府在相應(yīng)環(huán)節(jié)發(fā)揮其宏觀引導(dǎo)作用。具體來(lái)看，這種宏觀引導(dǎo)往往通過(guò)財(cái)政資助、稅收優(yōu)惠、政府采購(gòu)等手段實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，良好的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)環(huán)境也將促進(jìn)科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新。因此，這些因素構(gòu)成了政策環(huán)境維度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。服務(wù)環(huán)境主要反映科學(xué)儀器創(chuàng)新過(guò)程中的技術(shù)需求和資金需求能否從市場(chǎng)服務(wù)中得到滿足。這些需求通常包括了質(zhì)量檢測(cè)、成果轉(zhuǎn)化、投融資等。因此，從事這些相關(guān)業(yè)務(wù)的服務(wù)機(jī)構(gòu)是否完備，將影響科學(xué)儀器創(chuàng)新效果，也成為評(píng)價(jià)科學(xué)儀器創(chuàng)新的重要方面。

4.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的初步構(gòu)建

基于上述框架模型，我們初步構(gòu)建了科學(xué)儀器創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）。

需要指出的是，該指標(biāo)體系并不是最終的科學(xué)儀器創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其中大部分評(píng)價(jià)指標(biāo)還有待結(jié)合數(shù)據(jù)可獲得性來(lái)進(jìn)一步細(xì)化。該評(píng)價(jià)框架模型的建立，一是保證了各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的邏輯性，二是盡可能體現(xiàn)了科學(xué)儀器創(chuàng)新的獨(dú)特性，對(duì)于今后更進(jìn)一步的實(shí)證研究具有基礎(chǔ)性意義。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)科學(xué)儀器創(chuàng)新的基本內(nèi)涵和主要特點(diǎn)，提出了一些新的觀點(diǎn)，并嘗試性地搭建了科學(xué)儀器創(chuàng)新評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的理論模型。通過(guò)這些研究探討，期待能對(duì)政府層面加強(qiáng)科學(xué)管理、促進(jìn)國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器創(chuàng)新提供一定的理論依據(jù)。

本文構(gòu)建的科學(xué)儀器創(chuàng)新評(píng)價(jià)模型首次將產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新評(píng)價(jià)與科學(xué)儀器創(chuàng)新相結(jié)合，較為系統(tǒng)和全面地體現(xiàn)了科學(xué)儀器創(chuàng)新不同于一般意義技術(shù)創(chuàng)新的特點(diǎn)。同時(shí)，該評(píng)價(jià)模型還有待于結(jié)合評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，以籍此對(duì)國(guó)內(nèi)外科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力進(jìn)行比較，找到差距和解決辦法，為政府相關(guān)政策的制定提供科學(xué)依據(jù)。

感謝

研究期間，得到科技部政策法規(guī)司原副司長(zhǎng)李新男、科技部條件財(cái)務(wù)司鄭健副處長(zhǎng)以及陳會(huì)忠、張經(jīng)華、秦竹、張四純、董誠(chéng)、吳家喜、余興、楊智君等專家學(xué)者的指導(dǎo)和幫助，在此一并致謝。

[1]吳波爾, 張渝英. 大力發(fā)展我國(guó)科學(xué)儀器事業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新 發(fā)展高科技 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[J]. 現(xiàn)代科學(xué)儀器, 2002(1): 8-16.

[2]吳家喜, 于忠慶. 重大科學(xué)儀器設(shè)備研發(fā)項(xiàng)目管理模式探討[J]. 項(xiàng)目管理技術(shù), 2011(12): 56-60.

[3]劉婧姝, 劉鳳朝. 產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建研究[J]. 科技和產(chǎn)業(yè), 2007(11): 8-12.

[4]熊侃. 基于標(biāo)桿管理的北京市科技成果轉(zhuǎn)化研究[R].北京市科學(xué)技術(shù)研究院, 2012.

[5]張目,周宗放. 我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J]. 科技管理研究, 2010(16): 46-49.

[6]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局國(guó)家經(jīng)濟(jì)景氣監(jiān)測(cè)中心. 中國(guó)企業(yè)自主創(chuàng)新能力分析報(bào)告[R].2005.

Connotation, Characteristics and Evaluation to Scientifc Instrument Innovation

Yi Tong, Chang Jing, Wang Haifeng
(Beijing Research Centre for Science of Science, Beijing 100089)

Based on a preliminary theory research, this paper points out the di ff erences between the following confusing concepts: Instrument, equipment, meter, armament and facility. It puts forward some new ideas on the connotation and characteristics of scientific instrument innovation, which is different from the general technical innovation. Furthermore, learning from the literatures regarding to other industry innovation, this paper attempts to establish an evaluation system regarding to scienti fi c instrument innovation.

scienti fi c instrument, innovation regularity, evaluating indexes system

C93

A

10.3772/j.issn.1674-1544.2014.06.006

伊彤＊（1967- ），女，北京科學(xué)學(xué)研究中心研究員，主要研究方向：科技戰(zhàn)略、科技創(chuàng)新、科技管理；常靜（1982- ），女，北京科學(xué)學(xué)研究中心助理研究員，主要研究方向：科技創(chuàng)新、科技管理、科技政策；王海峰（1983- ），男，北京科學(xué)學(xué)研究中心助理研究員，主要研究方向：科技戰(zhàn)略、科技管理、科技統(tǒng)計(jì)。

北京市科學(xué)技術(shù)研究院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃項(xiàng)目“科學(xué)工具自主創(chuàng)新與發(fā)展前景研究”（IG2013- 02-N）；國(guó)家科技部創(chuàng)新方法工作專項(xiàng)項(xiàng)目“重大科學(xué)儀器項(xiàng)目管理現(xiàn)狀、需求及影響因素研究”（2012IM040500-01）。

2014年4月4日。