DARPA在国防科技创新链中的定位

来源：未来技术前沿

DARPA（DefenseAdvanced Research Projects Agency）通常被译为“国防高级研究计划局”，也有学者将之译为“国防预先研究项目署”或“国防先期研究项目署”。该机构隶属美国国防部，成立于1958年，是美国甚至全球国防科技创新的领头羊。分析DARPA明确自身定位和应对创新不确定性的做法，将对我国国防科技的创新发展提供有益借鉴。

1. 在国防科技创新链中的任务定位——跑好“第二棒”

DARPA纪念徽章上的Bridging the Gap和Poweredby Ideas生动揭示了其职能定位与动力源泉。自成立以来，DARPA始终重视军方需求，搭建好基础发现和军事应用之间的桥梁，使国防科技创新能够跨越二者之间鸿沟。

1.1基于技术成熟度的创新定位分析

DARPA的研发项目可分为3类，即基础研究、应用研究与先期技术发展研究。DARPA的基础研究，是指探索新概念、新原理、新方法的科学研究活动，提供基本知识以解决装备研制中的技术问题，不要求直接解决当前和近期的具体军事应用问题；应用研究，是指探索基础研究成果在军事上应用的可能性和技术可行性的科学研究活动；先期技术发展研究，则是指通过实物试验和演示，验证基础研究和应用研究的成果在装备研制中的可行性和实用性的科学研究活动。

技术成熟度（TechnologyReadiness Level，简称TRL）可用于分析DARPA在创新链条中的定位。依据基础研究、应用研究与先期技术研究的定义，将其与TRL中的技术成熟等级一一对应，结果如表1所示。

表1 技术成熟度（TRL）与DARPA主要研究项目类型对照表

Table 1  Comparison between TRL and DARPA main research project type

技术成熟度等级（TRL）	定义	DARPA主要研究项目类型
第一级	发现或明确了支持新技术研发和应用的基本原理。	基础研究
第二级	在发现或者明确的基本原理基础上形成新技术的应用设想。
第三级	通过初步方案设计、分析或者试验的手段对新技术的关键功能进行了可行性展示或者验证。	应用研究	先期技术研究
第四级	技术开始成熟和验证。与预想的最终技术状态与验证环境或应用对象相比，技术状态与验证环境或应用对象仍处于较低水平。
第五级	技术进一步成熟和验证。与预想的最终技术状态与验证环境或应用对象相比，技术状态与验证环境或应用对象处于中等水平。
第六级	以将后期的技术风险降低到可以接受的程度为目标，以尽量低的代价为约束，使技术状态趋于成熟，并且在足以代表该技术最终使用环境特点的环境中对技术进行了验证。
第七级	实现了技术的原型或者其应用实体的原型，并在典型应用环境和应用对象中进行了验证。
第八级	进一步完善了技术或其应用实体，已做好实现最终应用目的的准备。
第九级	实际使用该技术或者其应用实体，证明达到了预定的应用目的。

 表中TRL定义来源[1]：许胜. 技术成熟度的通用定义[J]. 军民两用技术与产品,2016,11:8-10.

对比发现，DARPA的创新项目主要集中在技术成熟度（TRL）为第二级至第七级之间。基础研究对应TRL第一、二级，是技术项目研发的准备阶段。应用研究与先期技术研究始于TRL第三级，分别止于TRL第六级和第七级。其中，TRL第四级至第六级是技术成熟的关键阶段，且它们之间的界限要根据具体技术项目来确定。

从技术成熟度视角研判，在“基础理论层-技术层-产品开发层-市场层”创新链中，DARPA定位于第二个环节。因此，若将整个科技创新活动喻为接力赛，则DARPA是在跑“第二棒”创新。

基于上述创新定位，DARPA将98%左右的项目资金直接投向大学和工业界的研究机构。由于DARPA有效提升了技术成熟度，接跑“第三棒”的企业对该项技术充满信心，主动进行生产、使用、推广，并主动向军方推荐该技术，顺利实现了技术转化和创新价值。

1.2基于预算投向投量的创新定位分析

近十年，DARPA经费在美军科研费中所占的比例由2006年的3.95%增长为2015年的4.58%。DARPA预算的主要来源是国防科技经费，主要投向是基础研究、应用研究和先期技术发展研究，经费之和占总经费的93%左右，如表2所示。

表2近十年DARPA预算情况（亿美元）

Table 2  DARPA budget in past 10 years (USD 100 million)

年份	DARPA基础研究、应用研究 及先期技术研究经费	DARPA国防科技经费	占比(%)
2006	27.46	28.71	95.65
2007	27.81	29.08	95.63
2008	25.45	26.70	95.32
2009	28.04	30.15	93.00
2010	28.41	29.91	94.98
2011	26.83	28.35	94.64
2012	27.44	28.16	97.44
2013	27.46	28.17	97.48
2014	27.07	27.79	97.41
2015	28.43	29.15	97.53

资料来源^[2]：魏俊峰，赵超阳等．美国国防高级研究计划局（DARPA）透视：跨越现实与未来边界[M]．北京：国防工业出版社，2015.

2006年，DARPA对基础研究的投入不到总投入的10%；2015年，该占比接近20%。经费预算数据表明，开展与实际应用结合更为紧密的应用研究和先期技术发展研究是DARPA最主要的任务，其经费预算要远高于基础研究。因此，从经费预算分析，DARPA在国防科技创新接力链条中的任务定位确实是跑“第二棒”。

2. 降低国防科技创新不确定性的做法——做大“第二棒”项目

DARPA的成功，促使美国政府建立了一系列的类DARPA机构，引发俄罗斯建立了先期研究基金会，吸引日本则开展了革新性研发项目（ImPACT）。同时，无论是各个DARPA大奖赛，还是利用平台采用“众包”模式开展的DARPA项目，甚至是像“创新会馆”这样的推进创新的新尝试，都无疑吸引着全世界的目光，跟风者云集。然而，学习DARPA激发创新的这些做法和手段，多数是“形似”而极少能“神似”。

探索DARPA长期引领技术创新与突破的真正奥秘，还需要从最根本的项目层面，揭示其项目发展的内在规律性。以DARPA“神剑”项目（高能激光技术）为例，本文追踪了其项目更迭情况，结果如表3所示。

表3 “神剑”项目发展历程

Table 3  The development process of "Excalibur" project

项目 年份	“先进战术技术”TT-06项目群	“混合技术集成” MT-15项目群
2004年	列入“高平均功率固体激光器”项目 （High Average  Power Solid State Lasers）
2005年	更名为“超高效二极管来源” （Super High  Efficiency Diode Sources，SHEDS）	列入“光学相控阵”（Optical Phased  Array of Arrays，PAPA）演示验证项目
2006年	SHEDS项目延续	更名为“自适应锁相光学元件” （Adaptive  Photonic Phased Locked Elements，APPLE）
2007年	SHEDS项目延续	APPLE项目延续
2008年	SHEDS延续	新部署“相干合成高功率单模发射器”项目（COCHISE）	新部署“光纤激光器革命”项目（RIFL）	APPLE项目延续
2009年	SHEDS延续	COCHISE延续	RIFL延续	APPLE项目延续
2010年	更名为“高功效与可靠性激光巴条”（HiPER）	COCHISE延续	RIFL延续	APPLE项目延续
2011年	HiPE延续	COCHISE延续	RIFL延续	APPLE项目进入第二阶段，更名为“APPLE Phase Ⅱ”
2012年	HiPE、COCHISE、RIFL三个项目合并为“神剑”项目（Excalibur）	也更名为“神剑”项目
2013年	“神剑”项目延续	“神剑”项目延续
2014年		“神剑”项目延续	列入“持久力”项目（Endurance）作为“神剑”的后续项目	“神剑”项目延续	增设“持久力”项目
3月	“神剑”项目成功研发并验证了光纤激光器组成的光学相控阵列。
2015年	“神剑”项目取消，“持久力”项目延续	“神剑”和“持久力”项目延续
2016年	“持久力”项目延续	“持久力”项目延续

在十余年的发展历程中，“神剑”项目前身及其未来曾在TT-06项目群和MT-15项目群中出现。其中，TT-06的相关项目为MT-15中的项目提供技术支撑。DARPA研发项目经过一段时间发展后，可能会更改名称，开展持续研究，也可能将几个项目合并成新的项目，进行深化研究。采用这种做法，DARPA使某一具体技术方向的研究持续达10年以上。

据此推测，为遵循技术创新的规律、有效应对技术创新不确定性，DARPA在跑完小颗粒度技术创新的“第二棒”后，将多项小颗粒度技术汇聚、融合，继续跑大颗粒度技术创新的“第二棒”，在技术创新的各层级坚守自己“第二棒”的定位。如此循环往复，就象“滚雪球”一样，不断在更高层面推进国防技术的集成与成熟，向更高标准或军事化应用目标前进，从而获得领先当前应用20年的尖端技术^[3]。

3. 营造良好创新生态---为跑好“第二棒”提供有力保障

一个国家的科学潜力，在很大程度上取决于科学研究与发展的组织和管理结构^[4]。在机构众多、管理严格的美国国防科研体系中，DARPA为驱动国防科技创新带来了一股劲风。DARPA组织架构精简、运行机制完善、运作方式灵活，为跑好“第二棒”营造了良好创新生态。

3.1 精简的组织架构

DARPA“简易”的组织架构被许多学者，包括DARPA自身视为其成功驱动创的要素。为获得脱离官僚体系束缚的自治和自由，DARPA组织架构向扁平化管理发展，在垂直管理上形成了由“局长办公室—业务办公室—项目办公室”组成的三级国防科技工作管理体系。

DARPA项目把运行的很大权限交付给项目经理。为不拘一格使用这些科研领军人才，DARPA不仅采用多种方式寻找合适的项目经理，而且会定期更换项目经理。

据统计，DARPA对研究人员的轮换不会超过六年的时间。“铁打的DARPA，流水的项目经理”这一特殊传统在很大程度上与避免官僚主义、保持结构精简有关系。另一方面，不断注入的新鲜血液对驱动创新也发挥重要作用。

3.2 完善的运行机制

“DARPA模式”完善的运行机制随着DARPA逐步进入公众视野而受到关注。面对路径不确定、结果非共识的科研项目，DARPA对其的管理从需求形成开始，直到技术转移结束，形成“需求形成—项目管理—成果转化”的管理链。DARPA准确地把握住美军未来军事能力，紧紧抓住获取需求、选择项目经理和拟定科研项目三个环节，快速有效完成需求形成工作。

在项目管理过程中，DARPA坚持公开透明、全程竞争，动态调整随时发生。DARPA认为，成果转化就是“公关运动会”，为使技术成功从研究转化为应用，DARPA采取了大量转化措施使各机构之间保持高效的沟通机制和密切的合作关系，大大提高了成果转化率。

3.3 灵活的运作方式

DARPA无与伦比的创新能力与其不拘一格的运作方式是分不开的。带有奖金的比赛活动是DARPA促进科技发展的重要形式，这种推动创新的组织管理形式正在被全世界模仿。“众包”模式也是产品设计模式的一次深层次变革，DARPA是较早开展众包尝试的军事科研机构，并将“众包”作为重点研究领域之一，加以系统运用，取得了显著成效。“创新会馆”这一短期研究项目更是推进创新的一种全新的尝试。DARPA灵活的运作方式成功调动了全社会开展技术创新的热情和积极性。

良好的创新生态对DARPA的影响主要表现在对创新的需求和支持两大方面。其中，创新生态需求表现为对创新的投资投向与投量上；创新生态支持体现在政治、经济、文化等政策对创新的适应与促进上。正是在良好创新生态的滋养中，DARPA才能持续不断地创新和发展。

主要参考文献:

[1]许胜. 技术成熟度的通用定义[J]. 军民两用技术与产品,2016,11:8-10.

[2,3] 魏俊峰，赵超阳等．美国国防高级研究计划局（DARPA）透视：跨越现实与未来边界[M]．北京：国防工业出版社，2015.

[4]  B. N. 格罗米卡．美国的科学技术潜力．北京：科学出版社,1982.

[1]Sheng Xu. TheCommon Definitions of Technology Readiness Level[J]. Dual Use Technologies& Product,2016,11:8-10.

[2,3] JunfengWei, Chaoyang Zhao et．Perspectiveof Defense Advanced Research Projects Agency:Stride the Boundaries of Reality and Future[M]．NationalDefense Industry Press, Beijing, 2015.

[4]B.M.FpoMeza.Science and TechnologyPotential of the United States．Science Press, Beijing, 1982.

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