美國依托大學(xué)建設(shè)的世界級實驗室管理運行機(jī)制研究
——以國家實驗室為例

李 霞，董 易，梁 月

（上海交通大學(xué) 資產(chǎn)管理與實驗室處，上海 200240）

美國在二戰(zhàn)期間以及二戰(zhàn)結(jié)束后，根據(jù)當(dāng)時國家戰(zhàn)略導(dǎo)向陸續(xù)建立了一批重要的研發(fā)中心，這些研發(fā)中心承擔(dān)著服務(wù)國家戰(zhàn)略目標(biāo)、開展前沿基礎(chǔ)研究和高新技術(shù)轉(zhuǎn)移的重要任務(wù)，在美國知識創(chuàng)新體系中發(fā)揮核心作用，為美國的科技進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)[1-2]。

本研究所提到的研發(fā)中心是美國聯(lián)邦政府資助的研發(fā)中心（Federally Funded Research & Development Centers，F(xiàn)FRDCs），每個研發(fā)中心的具體名稱不統(tǒng)一，有的名稱中明確寫有“國家實驗室”（national laboratory）或“實驗室”（laboratory），有的名稱中寫有“中心”（center），還有的名稱中則是“研究院”（institute）。雖然名稱表述各異，但這些研發(fā)中心大多數(shù)都是世界級實驗室，代表了世界前沿科技研究的最高水平。這些實驗室擁有最先進(jìn)的設(shè)備、世界級的設(shè)施和高水平的研究團(tuán)隊。由于這些實驗室的科研設(shè)施資源開放共享，吸引了全球大批優(yōu)秀科學(xué)家和學(xué)者到實驗室進(jìn)行訪問交流或開展學(xué)術(shù)研究。實驗室的研究人員致力于解決世界級的科研難題。70多年來，這些世界級實驗室成功贏得了一個又一個世界上最艱巨的科學(xué)挑戰(zhàn)，誕生了一大批諾貝爾獎獲得者和具有劃時代意義的科技創(chuàng)新成果。

本文擬研究美國依托大學(xué)建設(shè)的世界級實驗室的管理體制和運行情況，通過對實驗室運行情況的分析，對于在我國研究型大學(xué)中建設(shè)國家級實驗室，推動科技創(chuàng)新體系建設(shè)提出建議。

1 美國政府研發(fā)中心管理體系

1.1 FFRDCs基本情況

截至2019年5月，美國聯(lián)邦政府資助的研發(fā)中心共有 42個[3]，這些實驗室大多由政府部門委托承包商進(jìn)行管理運營，即“政府擁有，承包人運營”（government-owned，contractor-operated）的管理模式。承包商主要分為大學(xué)、非盈利機(jī)構(gòu)、企業(yè)等三種類型。這些實驗室按照業(yè)務(wù)類別分為研發(fā)實驗室（research and development laboratories）、研究分析中心（study and analysis centers）、系統(tǒng)工程和集成中心（systems engineering and integration centers），開展的科學(xué)研究主要集中在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和實驗開發(fā)領(lǐng)域。42個研發(fā)中心 2017年研發(fā)費用總投入為200.38億美元，其中聯(lián)邦政府投入為 196.68億美元,占 98.2%。其他投入包括州政府、企業(yè)、非營利組織等，占 1.8%。研發(fā)費用總投入平均每年增長 4.5%，聯(lián)邦政府投入平均每年增長4.7%，其中2002年、2008年和2010年這三年研發(fā)投入大幅度增長，增幅分別為14.3%、13.3%和15.7%。各年度研發(fā)費用情況[4]見表1。

政府各部門中，能源部是最大的資助部門，在2017年聯(lián)邦政府研發(fā)經(jīng)費投入中占 50.76%，其次是國防部，占21.79%，再次是國家航空航天局，占12.74%。2017年度美國聯(lián)邦政府研發(fā)經(jīng)費資助情況[4]見表2。

表1 2002—2017年美國聯(lián)邦政府資助的研發(fā)中心研發(fā)費用情況

表2 2017年度美國聯(lián)邦政府研發(fā)經(jīng)費資助情況

1.2 FFRDCs管理模式

由美國聯(lián)邦政府資助的 42個研發(fā)中心名單表[3]可知，大學(xué)管理運營14個實驗室，非盈利機(jī)構(gòu)管理運營22個，企業(yè)管理運營6個。經(jīng)進(jìn)一步了解發(fā)現(xiàn)，還有4個研發(fā)中心曾經(jīng)的承包商是大學(xué)或與大學(xué)有密切關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)，并且現(xiàn)在的承包商仍然與大學(xué)有密切關(guān)聯(lián)。雖然美國國家科學(xué)與工程統(tǒng)計中心將這4個研發(fā)中心歸為非盈利機(jī)構(gòu)或企業(yè)管理，但本研究結(jié)合多方考慮，將這4個研發(fā)中心歸入大學(xué)管理，因此，大學(xué)管理的研發(fā)中心共有18個。這18個研發(fā)中心的業(yè)務(wù)活動類別都是研發(fā)實驗室，為了更準(zhǔn)確地表述，以下稱這些研發(fā)中心為國家實驗室。這些國家實驗室的基本情況見表3。

表3 美國依托大學(xué)管理運行的國家實驗室基本情況

在大學(xué)獨立或參與管理下，這些國家實驗室的管理模式主要有以下三種：第一種是由一所大學(xué)單獨管理。分別是埃姆斯實驗室、勞倫斯伯克利國家實驗室、普林斯頓等離子體物理實驗室、SLAC國家加速器實驗室、林肯實驗室、軟件工程研究所、噴氣推進(jìn)實驗室。在這種模式下，充分發(fā)揮大學(xué)的學(xué)科優(yōu)勢和人才優(yōu)勢，同時，大學(xué)也通過管理國家實驗室爭取到大量研究資金，實現(xiàn)國家實驗室服務(wù)國家戰(zhàn)略目標(biāo)和大學(xué)提升學(xué)術(shù)水平的目標(biāo)。

第二種是由大學(xué)創(chuàng)建的公司，或大學(xué)與研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合創(chuàng)建的公司管理。阿貢國家實驗室由芝加哥大學(xué)創(chuàng)建的芝加哥大學(xué)阿貢有限責(zé)任公司進(jìn)行管理。費米國家加速器實驗室由芝加哥大學(xué)和大學(xué)研究協(xié)會創(chuàng)建的費米研究聯(lián)盟有限責(zé)任公司管理運行。布魯克海文國家實驗室由石溪大學(xué)和巴特爾紀(jì)念研究所成立的布魯克海文科學(xué)協(xié)會有限責(zé)任公司管理運行。橡樹嶺國家實驗室由田納西大學(xué)和巴特爾紀(jì)念研究所共同建立的田納西大學(xué)-巴特爾有限責(zé)任公司管理運行。勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和洛斯阿拉莫斯國家實驗室曾經(jīng)由加州大學(xué)負(fù)責(zé)管理，2007年起分別由加州大學(xué)和若干機(jī)構(gòu)創(chuàng)建的兩家有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)管理運行。在這種模式下，大學(xué)作為共同管理者參與國家實驗室的管理，并且都設(shè)有專門分管國家實驗室的副校長，部分大學(xué)還設(shè)立專門的辦公室管理國家實驗室事務(wù)。

第三種是由大學(xué)研究協(xié)會或大學(xué)研究協(xié)會與其他研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合創(chuàng)建的公司管理。托馬斯杰斐遜國家加速器裝置由東南大學(xué)研究協(xié)會和 PAE應(yīng)用技術(shù)公司共同創(chuàng)建的杰斐遜科學(xué)協(xié)會有限公司管理運行，其中，東南大學(xué)研究協(xié)會由美國63所大學(xué)和加拿大1所大學(xué)組成。美國國家科學(xué)基金會資助的4個實驗室均由大學(xué)研究協(xié)會組建的公司管理運行，有的協(xié)會由上百所大學(xué)組成。這種模式能夠利用多所大學(xué)的優(yōu)勢，集中解決單所大學(xué)無力解決的科學(xué)研究問題。

2 美國大學(xué)管理的國家實驗室管理體系

2.1 國家實驗室研發(fā)經(jīng)費情況

自2014年以來，依托大學(xué)管理運行的國家實驗室研發(fā)經(jīng)費增長比例逐年提高[5]，2017年這一增長比例高達(dá)8.6%，高于非盈利機(jī)構(gòu)（4.7%）和企業(yè)（0.6%）管理的研發(fā)中心的增長比例?？梢?，美國聯(lián)邦政府對大學(xué)管理的國家實驗室的運行情況是非常認(rèn)可的。

表 4是美國大學(xué)管理的國家實驗室 2016—2017年研發(fā)費用情況。國家航空航天局資助、加州理工學(xué)院管理的噴氣推進(jìn)實驗室 2017年研發(fā)費用增長比例最高，增長 25.5%。亦有減少情況，如托馬斯杰斐遜國家加速器裝置、軟件工程研究所和國家太陽天文臺，2017年研發(fā)費用有較大幅度的減少。2017年研發(fā)經(jīng)費超過10億美元的實驗室有4個，分別是噴氣推進(jìn)實驗室、橡樹嶺國家實驗室、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和洛斯阿拉莫斯國家實驗室。

表4 美國大學(xué)管理的國家實驗室研發(fā)經(jīng)費情況

國家實驗室研發(fā)經(jīng)費支出分布在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和實驗開發(fā)領(lǐng)域，從表4可以看出，2017年大學(xué)管理的大部分實驗室研發(fā)經(jīng)費主要投入在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域?；A(chǔ)研究經(jīng)費占比超過 50%的實驗室有 11個，其中，國家光學(xué)天文臺、國家太陽天文臺、普林斯頓等離子體物理實驗室、托馬斯杰斐遜國家加速器裝置全部研發(fā)經(jīng)費都投入在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。費米國家加速器實驗室和SLAC國家加速器實驗室將95%以上的研發(fā)經(jīng)費投入在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。

應(yīng)用研究領(lǐng)域經(jīng)費投入超過 50%的實驗室有 3個，分別是林肯實驗室（90.4%）、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（73.3%）、洛斯阿拉莫斯國家實驗室（91.0%）。橡樹嶺國家實驗室應(yīng)用研究經(jīng)費比例也較高，為44.5%。實驗開發(fā)領(lǐng)域投入比例高的實驗室有噴氣推進(jìn)實驗室（80.0%）和軟件工程研究所（85.7%）。

2.2 國家實驗室運行情況

美國能源部科學(xué)辦公室負(fù)責(zé)資助 10個國家實驗室，其中9個由大學(xué)管理，2017年運行情況見表5。

表5 2017年美國大學(xué)管理的國家實驗室運行情況

從人員規(guī)模來看，全職人數(shù)超過1 500人的實驗室有 6個，分別是勞倫斯伯克利國家實驗室、SLAC國家加速器實驗室、阿貢國家實驗室、費米國家加速器實驗室、布魯克海文國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室，其中橡樹嶺國家實驗室人數(shù)近5 000人。

從經(jīng)費規(guī)模來看，超過3億美元的實驗室有6個，正好是全職人數(shù)超過1 500人的6個實驗室。其中，勞倫斯伯克利國家實驗室、阿貢國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室、布魯克海文國家實驗室2017年研發(fā)經(jīng)費超過 5億美元，橡樹嶺國家實驗室研發(fā)經(jīng)費高達(dá) 14億美元。從人均經(jīng)費來看，實驗室全職人員人均經(jīng)費在16～25萬美元之間。

國家實驗室還承擔(dān)著人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)交流的任務(wù)，每個實驗室都有一定數(shù)量的研究生和本科生，接收來自世界各地的訪問學(xué)者。勞倫斯伯克利國家實驗室每年有 2 000多名訪問學(xué)者，布魯克海文國家實驗室訪問學(xué)者的數(shù)量與全職員工數(shù)量相當(dāng)，托馬斯杰斐遜國家加速器裝置訪問學(xué)者數(shù)量是全職員工數(shù)量的 2倍多。

國家實驗室科研設(shè)施對外開放共享，幾乎每個實驗室都有大量的用戶，多學(xué)科實驗室用戶數(shù)都以千計，其中，勞倫斯伯克利國家實驗室和阿貢國家實驗室用戶數(shù)超過8 000戶。

2.3 國家實驗室主任情況

本研究對埃姆斯、阿貢、費米、勞倫斯伯克利、普林斯頓等離子體、SLAC、布魯克海文 7個國家實驗室的52位歷任實驗室主任的任期進(jìn)行了整理，發(fā)現(xiàn)實驗室主任任期普遍較長，平均任期為 8.5年，任期超過5年的有38位，超過10年的有19位，超過20年的有4位。任期最長的為27年，是勞倫斯伯克利國家實驗室的首任實驗室主任勞倫斯。

實驗室主任任期一定程度上反映了國家實驗室管理的穩(wěn)定性情況，埃姆斯、勞倫斯伯克利、費米、SLAC這4個國家實驗室的主任都比較穩(wěn)定，每屆主任任期都超過5年。阿貢、普林斯頓等離子體、布魯克海文三個實驗室都曾經(jīng)出現(xiàn)過管理上的嚴(yán)重問題，在出現(xiàn)問題期間，實驗室主任變動頻繁。普林斯頓等離子體物理實驗室，因2016年球形托卡馬克裝置升級發(fā)生重大故障，能源部在2016—2018年間任命了兩位臨時實驗室主任。布魯克海文國家實驗室因1997年高通量束流反應(yīng)堆發(fā)生氚泄漏，在1997—1998年間，能源部任命了兩位臨時實驗室主任，并且在1998年更換了運營承包商。

國家實驗室主任一般是該領(lǐng)域內(nèi)的著名科學(xué)家，在學(xué)術(shù)界有相當(dāng)?shù)挠绊懥?，在?dān)任國家實驗室主任前，都有著長期的教學(xué)、科研和管理工作經(jīng)歷，大部分是從國家實驗室內(nèi)部或負(fù)責(zé)管理的大學(xué)中選拔出來的[6]。

2.4 國家實驗室評估考核

美國政府對國家實驗室的績效評估已經(jīng)形成了一套科學(xué)的目標(biāo)指標(biāo)體系和完整的評估程序。能源部科學(xué)辦公室每年對國家實驗室進(jìn)行績效評估，評估結(jié)果作為確定實驗室投入和承包商合同簽訂的依據(jù)，自2006年開始，實驗室評估工作已連續(xù)開展10余年。科學(xué)辦公室對所屬實驗室的評估采用通用的評價體系，評價指標(biāo)包含科學(xué)技術(shù)績效和管理運行績效兩方面，共有8個目標(biāo)：①任務(wù)完成（科技交付）；②科研設(shè)施的設(shè)計、建造及運營；③科技項目管理；④實驗室領(lǐng)導(dǎo)和組織；⑤安全、健康與環(huán)境綜合保護(hù)；⑥行政管理；⑦設(shè)施維修及基建；⑧安全與應(yīng)急管理。其中前3項為科學(xué)技術(shù)績效，后5項為管理運行績效。

每個財政年度結(jié)束時，科學(xué)辦公室負(fù)責(zé)開展實驗室評估工作，對績效目標(biāo)和分項目標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的評分，使用的實驗室評估等級分值系統(tǒng)見表6。“B+”等級表示實驗室實際績效達(dá)到科學(xué)辦公室的期望績效。

表6 美國國家實驗室評估等級分值系統(tǒng)表

2.5 國家實驗室人員情況

2.5.1 崗位設(shè)置

國家實驗室非常注重人才多樣化和包容性視角的融合，以能源部國家實驗室為例，實驗室崗位分為以下6類。

（1）實驗室高級領(lǐng)導(dǎo)（lab senior leadership）：實驗室主任和副主任，一般每個國家實驗室有一位實驗室主任和兩位實驗室副主任。一位副主任負(fù)責(zé)科學(xué)研究，另一位副主任負(fù)責(zé)運行管理。

（2）運行管理（operations management）：包括計算機(jī)系統(tǒng)、通信、環(huán)境安全健康、設(shè)施運營、人力資源、法律、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、戰(zhàn)略規(guī)劃等管理人員。

（3）運行支撐（operations support staff）：非管理人員，這類人員擔(dān)任支撐角色。

（4）研究/技術(shù)管理（research/technical management）：包括工程管理、研究管理、技術(shù)管理人員。

（5）技術(shù)研究（technical research）：非管理人員，包括研究人員、科學(xué)家和工程師。

（6）博士后（post-doctoral）：各研究項目的博士后人員。

實驗室還有一定比例的研究生和本科生，人數(shù)與博士后規(guī)模相當(dāng)。

總體來說，國家實驗室女性占 30%，男性占70%[7]，具體到每個實驗室，該比例略有差異，如普林斯頓等離子體物理實驗室女性占20%，男性占80%，具體見表7[8]。

表7 普林斯頓等離子體物理實驗室人員分類

以美國能源部國家實驗室人員崗位設(shè)置可以了解到國家實驗室不同人員的結(jié)構(gòu)比例（見圖 1）。該實驗室人員中占比最高的兩類崗位是技術(shù)研究（45%）和研究/技術(shù)管理（37%），這兩類人員共占82%；運行管理（8%）、運行支撐（5%）和博士后（5%），這三類人員占18%。

圖1 美國能源部國家實驗室人員崗位設(shè)置

2.5.2 員工激勵

國家實驗室通過多樣化的福利待遇吸引并激勵優(yōu)秀員工。以阿貢國家實驗室為例，實驗室每年為杰出人才頒發(fā)總額超過4萬美元的獎金，以表彰他們的杰出貢獻(xiàn)，獎項包括[9]：

杰出表現(xiàn)獎（distinguished performance awards），獎勵有突出科學(xué)技術(shù)成就或有杰出業(yè)績的員工；

杰出服務(wù)獎（outstanding service awards），獎勵在支撐崗位上作出杰出貢獻(xiàn)的支撐人員；

杰出安全領(lǐng)導(dǎo)獎（director’s award for outstanding safety leadership），是對實驗室領(lǐng)導(dǎo)者的獎勵，獎勵他們在安全文化方面的貢獻(xiàn)；

杰出安全團(tuán)隊獎（director’s team award for outstanding safety performance），是實驗室安全團(tuán)體獎，獎勵在安全文化和工作場所安全方面作出貢獻(xiàn)的團(tuán)隊；

卓越多元化獎（excellence in diversity and inclusion），獎勵在工作場所內(nèi)促進(jìn)多元化和包容性文化方面的卓越表現(xiàn)；

頂峰教育獎（pinnacle of education award），獎勵在科學(xué)研究方面有領(lǐng)導(dǎo)力的員工。

阿貢國家實驗室還通過資助員工子女大學(xué)學(xué)費、為員工子女發(fā)放獎學(xué)金等激勵措施激發(fā)員工及其家庭對實驗室的深厚情懷。

3 對我國依托大學(xué)建設(shè)國家實驗室的思考

美國大學(xué)管理的國家實驗室建設(shè)經(jīng)驗表明，世界級實驗室的建設(shè)與運行，都以社會發(fā)展的重大需求為導(dǎo)向，與國家重大戰(zhàn)略規(guī)劃密切相關(guān)，開展高新技術(shù)研究和社會公益研究，承擔(dān)國家重大科研任務(wù)，具有較大規(guī)模和學(xué)科交叉的特點。美國大學(xué)國家實驗室管理的成功經(jīng)驗對我國依托大學(xué)建設(shè)國家實驗室有如下啟示。

（1）建立國家實驗室持續(xù)穩(wěn)定的投入及增長機(jī)制。國家實驗室研發(fā)經(jīng)費投入以政府主管部門投入為主，其他組織投入為輔，確立政府對國家實驗室的主導(dǎo)地位，確保國家實驗室開展國家戰(zhàn)略需求的研發(fā)工作，保障國家實驗室研發(fā)活動的持續(xù)和穩(wěn)定。依托大學(xué)管理的國家實驗室科研投入以基礎(chǔ)研究領(lǐng)域為主，兼顧應(yīng)用研究領(lǐng)域和實驗開發(fā)領(lǐng)域。

（2）建立國家實驗室承包運營競爭機(jī)制。大學(xué)對實驗室的管理不是終生制，而是優(yōu)勝劣汰，通過競爭提高大學(xué)競爭力，每年對承包大學(xué)開展績效評估，評估結(jié)果作為合同簽訂或延長合同期限以及實驗室投入的重要依據(jù)。通過評估，還可以推動國家實驗室不斷取得先進(jìn)水平的研究成果，逐步涌現(xiàn)一批世界一流的實驗室。

（3）建立實驗室主任遴選機(jī)制。實驗室主任對國家實驗室的發(fā)展方向和目標(biāo)規(guī)劃起著至關(guān)重要的作用，實驗室主任應(yīng)是領(lǐng)域內(nèi)著名科學(xué)家，取得過令人矚目的成就，在學(xué)術(shù)界有相當(dāng)?shù)挠绊懀⒂卸嗄甑慕虒W(xué)、科研、生產(chǎn)單位的領(lǐng)導(dǎo)工作經(jīng)歷，能夠?qū)嶒炇业陌l(fā)展規(guī)劃作出戰(zhàn)略性和前瞻性判斷。近年來，美國從大型企業(yè)的研究所中物色國家實驗室主任的做法開始日趨普遍[10]。

（4）建立實驗室人員多樣化與員工激勵機(jī)制。在實驗室隊伍建設(shè)方面，吸收碩士生、博士生和博士后人員，增強實驗室創(chuàng)新性與科研活力，實驗室通過培養(yǎng)學(xué)生和博士后還可以選拔最優(yōu)秀的年輕科學(xué)家，從而實現(xiàn)實驗室既承擔(dān)人才培養(yǎng)的任務(wù)，又保證人才隊伍的階梯式和連續(xù)性發(fā)展。在隊伍激勵方面，通過設(shè)立特有獎項和培育項目的方式，激發(fā)員工創(chuàng)新性，增強歸屬感。

（5）給予國家實驗室充分的自主運營權(quán)。國家實驗室屬國家所有，有其獨特的科研使命及屬性，因此其管理運行應(yīng)該相對獨立，以便于科研框架的設(shè)計和執(zhí)行[10]。政府主管部門在做好規(guī)劃和監(jiān)管工作的前提下，不干涉實驗室的具體運行管理過程，為國家實驗室開展自主科技創(chuàng)新活動營造良好的外部環(huán)境。大學(xué)通過設(shè)立專門的機(jī)構(gòu)對負(fù)責(zé)管理的實驗室進(jìn)行管理、支撐和監(jiān)督，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新優(yōu)勢，實現(xiàn)實驗室與大學(xué)之間的相互補充、相互促進(jìn)，并引導(dǎo)國家實驗室與產(chǎn)業(yè)界合作研發(fā)，促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)移和成果轉(zhuǎn)化。

（6）推動國家實驗室科研設(shè)施共享。國家實驗室大型科研裝置和設(shè)施能夠為大學(xué)和其他研究機(jī)構(gòu)的人才培養(yǎng)、科學(xué)研究提供高精尖的實驗裝備條件。美國國家實驗室都擁有大量的科研用戶，科研設(shè)施開放共享可以促進(jìn)國家實驗室在科研創(chuàng)新過程中提高資源利用效率、避免重復(fù)建設(shè)，充分發(fā)揮科研設(shè)施的支撐作用。我國國家實驗室在建設(shè)和運行過程中，也必須提高科研設(shè)施的開放水平，在推進(jìn)大型科研裝置、科技文獻(xiàn)、科學(xué)數(shù)據(jù)等科技基礎(chǔ)共享平臺建設(shè)的同時，依照規(guī)定加強對社會開放以及與其他研究型大學(xué)和實驗室之間的交流[11-12]。