國防科技成果轉化系統動力模型及仿真研究?

郭中侯 向晉孜 朱華珍 張紀元

（1.陸軍勤務學院國防經濟系 重慶 401331）（2.湖北大學知行學院 武漢 430011）（3.國防科技大學信息通信學院 武漢 430010）

1 引言

科技成果是衡量一個國家創新能力的重要指標，科技成果轉化是否順利很大程度上決定了科技創新活動的成敗［1］。國防科技成果作為國家科技創新成果的重要組成部分，兼具軍事價值、產業價值和商業價值。目前中國的科技成果轉化率大約25%左右，真正實現產業化的不足5%［2］，而在國防科技領域，由于體系封閉、制度桎梏等原因，這一數值可能更低。國防科技成果轉化作為一項系統工程，既包括高精尖技術應用于武器裝備中，還包括先進的國防科技通過脫密解密、市場交易等手段轉化為民用科技，為相關產業帶來經濟效益。應該看到，當前我國國防科技成果轉化程度較低，大量創新成果仍處于“沉睡”狀態，成果轉化運用水平與發達國家還存在著較大的差距。因此，加快國防科技成果轉化，推動國防科技創新，對國家經濟發展，軍隊戰斗力的生成以及創新型國家建設具有重要意義。

2 文獻綜述

國內外學者對國防科技成果轉化的內涵、規律以及模式等進行了研究。對于國防科技成果轉化的定義，國內外學者尚未達成共識。科技成果轉化是我國科技工作的專有名詞，而國外學者通常使用技術轉移、技術擴散、技術轉化等來表述［3］。國內學者對科技成果轉化有較為廣泛的研究，包含創新論［4］、過程論［5］、主體論［6～7］、層次論［8］、效益論［9］等。國內外學者專門針對國防科技成果轉化的研究較少，更多側重對軍民技術轉移的研究。DeLauer［10］認為，民用技術與軍事技術只是由于應用對象的不同才造成了二者的分離，可以通過有效手段進行轉化。Cowan和Foray［11］指出，大多數高新技術都來源于軍用領域，可以通過一定的方式轉化為民用。美國國防部對國防技術轉移定義為“國防系統和非國防系統之間就知識、技術、設施、設備和其他可應用資源的交流”［12］。葛永智［13］認為軍民兩用技術是一種既滿足軍事需求又有充分商業應用、可以支持可行的生產基礎的技術。事實上，技術轉移是科技成果轉化的手段之一，徐國興［8］、方華梁［14］、楊善林［15］等學者對兩個概念進行了辨析，認為科技成果轉化包括自行實施轉化的，更注重技術產生的應用效果，而技術轉移必須是在不同主體間的轉移，但不是所有的技術轉移都能形成科技成果的轉化。因此，實施軍民兩用技術推廣戰略有利于國防科技成果的轉化，是軍民科技融合中“軍轉民”的重要環節。

國防科技成果的轉化運用既遵循科技成果轉化的一般規律，又具有其特殊性［16］。汪靜［17］總結國防科技成果區別于一般科技成果在于其尖端性、保密性和軍事專用性。石銀柱［18］等認為，國防科技成果包含基礎理論成果、軟科學研究成果和應用技術成果，國防科技成果轉化是工程化、工業化和戰斗力化的過程，轉化的重點是發揮軍事效益最大化。張瑾［19］等研究發現，技術的配套支持與人的技術轉移意識是影響國防科技成果轉化的最重要的兩個因素。國內外學者對國防科技成果轉化模式進行了研究。Bellais［20］認為，國防系統構成復雜，是國家創新體系的重要組成部分，實現軍事技術商業化，需要信息共享、知識產權保護、完善合約以及軍民協同應用機制。Confer［21］研究發現美國空軍缺乏軍轉民信息發布制度，而代理機構能打破組織界限，實現成果向民用領域轉化。Holden［22］提出了建立國防技術轉移信息中心，以信息平臺為支撐來減少轉移轉化的時間成本。董曉輝［23］等從參與主體、創新過程以及組織方式三個維度對國防科技成果轉化的模式進行了探索。喬玉婷等［24］提出了軍隊科技成果轉化引入第三方運營模式，認為應以項目創新平臺和企業孵化器為載體，以科技創新與金融創新雙輪驅動為動力，構建創新鏈、產業鏈、金融鏈三鏈閉環，形成“科技—產業—金融—政府”四位一體協同網絡。部分學者從國防知識產權和國防專利的角度出發進行研究。國防知識產權是國防科技成果在市場經濟環境中受到保護的權利形式，國防專利是國防知識產權的重要組成部分，而我國國防專利在權利歸屬、定密解密、服務機構等方面存在問題［25～26］。易濤［27］針對有關問題構建了國防專利處置權，并從處置的范圍、主體、權能以及監管四個維度構建了國防專利處置權的規范體系。紀建強［28］等認為應當在國防專利的相關法律法規中加入分權和權力分割的條款，實現各利益主體的激勵相容。

3 國防科技成果轉化系統構成理論分析

系統的行為模式與特性主要取決于其內部的結構［29］。國防科技成果轉化涉及主體眾多，包括：政府、軍隊、軍工集團企業、軍工科研院所、軍隊科研院所、民營企業、軍隊院校、地方高校以及中介服務機構。同時，影響國防科技成果轉化的外部因素也有很多，包括軍事需求、市場需求、政策環境等。國防科技成果的轉化作為一項復雜的系統工程，以軍事需求為牽引，優先形成部隊戰法和武器裝備以提升戰斗力，在此前提下兼顧市場需求，向經濟社會領域轉移轉化［30］。本文將國防科技成果轉化系統劃分為四個子系統：國防科技成果研發子系統、國防科技成果推廣子系統、國防科技成果產業化子系統，國防科技成果轉化支撐子系統。簡化如圖1所示。

國防科技成果研發子系統。國防科技成果研發子系統包含軍工科研院所、軍工企業、軍隊科研院所以及軍隊院校等國防科技成果的供給者。國防科技成果產生于實驗室，在研發初期更有可能發掘出具有兩用價值的技術［11］，其本身不能直接為研發主體帶來收益，需要通過技術試驗甚至技術二次開發，才能形成具有實用價值的產品，并通過一系列的轉化利用才能實現其商業價值。研發過程中，各參與主體的投入強度、研究水平與創新能力決定了國防科技成果的質量和數量，也為國防科技成果轉化實施奠定了基礎。

圖1 國防科技成果轉化系統理論模型

國防科技成果推廣子系統。國防科技成果產生的源動力是裝備部隊，因此其本身就具備較強的應用價值，國防科技成果形成產品后，成果持有者可將具有實用價值的成果，如新技術、新材料、新裝備直接推廣應用于部隊，形成戰斗力。大部分國防科技成果具備軍民兩用價值，因此可以面向企業需求，向民用領域科研機構或企業進行推廣轉移。推廣的方式多樣，軍地單位可以以技術合同的方式將自身的成果使用權進行互相轉讓、許可，也可以作價投資的方式進行成果的推廣。企業則可以自行投資，直接利用相關技術進行生產，或通過進一步投入人力和物力對引進的技術進行消化吸收和改造，形成更具市場前景的新技術、新工藝、新產品。

國防科技成果產業化子系統。在國防科技成果推廣的基礎上，企業面向市場需求信息，對具有應用前景的產品，進行小試、中試，形成產品生產能力，從而將新產品進行規模生產、批量銷售，形成產品市場，實現國防科技成果向現實生產力轉化，為國民經濟建設服務。

國防科技成果轉化支撐子系統。國防科技成果首先運用于軍隊建設和發展，其轉化活動需要各級管理部門參與其中，實施計劃管理，促進國防科技成果順利轉化。國防科技成果的后續開發、轉化工作涉及到軍地產學研多個領域，在定密解密、產權歸屬、權益分配以及違約責任等問題上，需要各級政府、軍隊單位等協同管理，出臺相關科技成果轉化的政策法規進行引導，也可以通過減稅扶植政策鼓勵成果轉化實施。同時，國防科技成果轉化過程長、風險大、涉及主體多，需要一定的金融支持、信息平臺以及科技服務機構作為支撐保障。

4 國防科技成果轉化系統動力學模型構建

系統動力學始于1956年，由美國麻省理工學院福瑞斯特（Jay W.Forrester）教授首次提出，其原理在解決復雜非線性系統動態變化、系統分析與決策方面中具有廣泛的適用性［30］。本文在對國防科技成果轉化復雜系統的理論模型分析基礎上，確定國防科技成果轉化系統的邊界，運用Vensim PLE軟件構建因果關系模型，繪制SD流圖。

4.1 系統邊界確定及基本假設

4.1.1 系統邊界確定

在進行系統動力學建模時，首先是對系統邊界進行確定，將國防科技成果轉化系統劃分為國防科技成果研發子系統、國防科技成果推廣子系統、國防科技成果產業化子系統，國防科技成果轉化支撐子系統。國防科技成果研發過程中，國防科技成果生成的投入是國防科技成果轉化的基礎，包含研發人員數、研發支出等，國防科技成果轉化推廣階段，轉化資金投入以及人員轉化動力等也是影響國防科技成果轉化的重要因素；國防科技成果轉化支撐子系統中，成果轉化的政策支撐是重要因素，包括科技評估政策與及時的脫密解密政策，另外還需考慮第三方平臺如金融機構數量、科技服務機構數量等因素的影響。

4.1.2 模型基本假設

假設：1）國防科技成果轉化是一個連續、漸進的行為過程；2）不考慮重大自然災害、戰爭以及政策重大變化等因素造成國防科技成果轉化體系的崩潰；3）國防科技成果轉化的投入主要包括成果研發的投入以及技術轉移的投入，國防科技成果轉化效果由產品化和產業化兩個維度來體現，產品化由企業新產品銷售收入表示，產業化由產業產值表示。

4.2 國防科技成果轉化系統因果關系分析

在對國防科技成果轉化系統進行理論分析的基礎上，構建國防科技成果轉化的因果關系模型，如圖2所示，包含6條主要的反饋回路：

反饋回路1：科技人員投入→科技研發人員投入數量→國防科技成果數量→國防科技成果轉化能力→企業新產品銷售收入→科技人員投入

反饋回路2：研發資金投入→國防科技研發經費投入→國防科技成果數量→國防科技成果轉化能力→企業新產品銷售收入→研發資金投入

反饋回路3：國防科技成果管理水平→脫密解密國防知識產權數量→國防科技成果轉化交易數→國防科技成果轉化能力→企業新產品銷售收入→產業產值→國防科技成果管理水平

反饋回路4：科技服務平臺數量→國防科技成果轉化交易數→國防科技成果轉化能力→企業新產品銷售收入→產業產值→科技服務平臺數量

反饋回路5：金融服務機構數量→國防科技成果轉化資金投入→國防科技成果轉化能力→企業新產品銷售收入→產業產值→金融服務機構數量

反饋回路6：金融服務機構數量→國防科技研發經費投入→國防科技成果數量→國防科技成果轉化能力→企業新產品銷售收入→產業產值→金融服務機構數量

反饋回路1和2表示國防科技成果研發子系統中針對國防科技成果生成的人員和資金投入，能夠促進國防科技成果的生成，國防科技成果的數量和質量一定程度上影響國防科技成果轉化的能力。反饋回路3說明國防科技成果管理主要通過對已有的國防科技成果進行脫密

解密工作促進國防技術合同的簽訂和互相轉移。反饋回路4表示科技服務機構作為中間媒介，通過構建平臺與信息發布破除軍地障礙，促進成果交易。反饋回路5和6表示金融服務機構的資金支持能夠促進轉化資金的投入，提升國防科技成果轉化力度。

圖2 國防科技成果轉化系統因果關系圖

4.3 SD流圖分析

根據國防科技成果轉化系統的因果關系圖，建立系統結構流圖，如圖3所示。國防科技成果轉化系統流圖由狀態變量、速率變量、輔助變量、常量以及各函數方程式組成。狀態變量包括國防科技成果數量、國防科技成果推廣能力、企業新產品銷售收入及產業產值。速率變量包括國防科技成果增加量、國防科技成果推廣能力提升、新產品收入增量。輔助變量包括R&D內部經費支出、R&D人員全時當量、科技人員轉化成果動力、國防科技成果推廣資金投入等。常量包括金融機構平均金融支持力度、科技人員評估強度及新產品銷售收入對產業產值的貢獻率。

圖3 國防科技成果轉化系統流圖

5 國防科技成果轉化系統動力學仿真分析

5.1 模型有效性檢驗

表1 國防科技成果轉化系統模型數據檢驗

企業新產品銷售收入代表企業在主營業務收入和其他業務收入中銷售新產品實現的收入，反映了國防科技成果轉化對企業產生的經濟效益；產業產值則代表了該產業的發展水平，反映了國防科技成果產業化水平。因此，兩個變量在一定程度上可以作為衡量國防科技成果轉化效果的輸出值。本文通過對模型中企業新產品銷售收入與產業產值兩個輸出變量的結果進行歷史檢驗，對比其實際值與模擬仿真值，如表1所示。新產品銷售收入、產業產值兩項數據實際值與仿真值誤差值最大為6.81%，整體誤差范圍控制在10%以下。說明模型在結構設計與參數設置上較為合理，能夠一定程度反映國防科技成果轉化的實際情況，可根據模型開展進一步研究。

5.2 仿真實證結果分析

本文運用Vensim軟件對國防科技成果轉化系統模型進行仿真分析，仿真年限為2012年-2030年，時間步長為1年，通過調整新產品銷售收入對產業產值貢獻率、國防科技成果管理水平、經費投入、科技評估強度以及第三方機構的數量等要素，以新產品銷售收入和產業產值作為系統的輸出變量，分析各變量對國防科技成果轉化的具體影響程度。

5.2.1 新產品銷售收入對產業產值貢獻率

科技成果轉化形成新產品是推動產業發展的重要引擎。企業通過對國防科技成果的消化吸收和改造，促使新產品的形成，進而將形成的新產品投入市場進行銷售，實現產業產值的提升。在國防科技成果轉化系統模型中，將新產品銷售收入對產業產值的貢獻率上調1%和2%，如圖4所示，隨著貢獻率數值的上升，產業產值隨之升高。由此可見，國防科技創新的關鍵環節是國防科技與市場經濟的結合，通過引進、改造現有的技術形成新工藝、新材料進而形成新產品，從滿足和開發市場需求，推動產業核心競爭力提升與產業轉型升級。

圖4 新產品銷售收入對產業產值貢獻率仿真結果

5.2.2 國防科技成果管理水平

國防科技成果產生于軍事需求，其本身具有戰略性、尖端性、保密性、非完全市場性，國防科技成果的所有權是國家，軍地各級部門對形成的國防科技成果實施歸口管理，各管理部門在國防科技成果轉化實施時起引導作用，開展分類審批以及計劃協調等工作，推動市場機制的成果轉化模式。在系統模型中，將國防科技成果管理水平依次提升1%和2%，企業新產品銷售收入與產業產均呈現明顯的上升趨勢。國防科技成果管理部門通過加強軍地部門協同來降低轉化過程中的成本，發布完善的知識產權與科技成果轉化政策激發市場活力，及時脫密解密具有應用前景的國防技術擴大成果應用范圍，最終使軍地研發機構產生的成果能夠雙向交流，相關科技成果能夠為企業所用。

5.2.3 經費投入水平

資金投入是國防科技創新的重要保障，企業投入創新的經費包括研發經費支出以及轉化經費支出。對模型中兩種經費投入進行仿真，同時提升R&D內部經費支出與國防科技成果推廣資金的投入，發現企業新產品銷售收入都會有一定程度提升，但國防科技成果推廣資金投入對新產品銷售收入的影響更加明顯，如圖5所示。形成一項科技成果或取得一項專利并不能說明創新過程完成，因為現實中有許多國防科技成果停留于理論和概念層面，尚未形成具有應用價值的產品，所以需要企業通過對成果轉化的資金投入進行技術應用、技術改造以及技術再開發，進而對產品進行中試和市場開發，形成能夠可推廣可應用的商品，促進企業利潤的提升，并將相關技術成果運用在產品銷售和市場中。

圖5 經費投入仿真結果

5.2.4 科技人員評估強度

調整科技人員評估強度，將其分別提升1%與2%，企業新產品銷售收入與產業產值較實際值呈現顯著增長。科技人員是國防科技成果生成的參與者，也是國防科技成果轉化的主力軍。針對科技人員研發的國防科技成果，從技術先進性、成果生產適用性以及效益多重性等多個維度對國防科技成果進行評估。隨著對科技人員的評估強度增加，能夠激發科技人員創新活力，帶動國防科技人員研發出更多高質量可供轉化的國防科技成果。

5.2.5 第三方機構數量

第三方機構為國防科技成果轉化提供了平臺，能夠促進信息流動和技術轉移，主要包括金融機構、軍民融合科技信息平臺、技術轉移中心以及校企聯合機構，金融機構可以為成果轉化提供資金支持，信息平臺則主要發布國防科技成果供需信息。圖6是通過增加信息平臺數量以及金融機構平臺數量，研究兩個變量對企業新產品銷售收入的而影響。仿真結果表明，第三方機構數量的提升都能夠促進企業新產品銷售收入的提升，而信息平臺數量的提升效果更加明顯，這表明國防科技成果轉化的主要障礙在于信息封閉與體系分割，造成了成果供給者方與成果需求方的信息不對稱。

圖6 第三方機構數量仿真結果

6 結語

6.1 研究結論

本文在文獻研究與理論分析的基礎上，構建了國防科技成果轉化理論模型，并以航空航天業數據為例，運用系統動力學方法對國防科技成果轉化系統進行了仿真分析，得到結論如下：1）國防科技成果轉化是一個產品化、產業化的過程，新產品銷售收入對產業產值貢獻率的提升能夠促進產業產值的增加，因此應加大國防科技成果轉化力度，通過新產品的銷售來促進產業發展，實現國防效益與經濟效益最大化；2）區別于一般的科技成果轉化主要依靠市場推動，國防科技成果歸國家所有，需要一定的管理手段來促進推廣轉化；3）企業研發投入能促進新產品銷售收入的增加，但更應該重視轉化資金投入的力度，促使研發形成的科技成果轉化為現實的產品，進而促進產業化的形成；4）第三方機構為國防科技成果轉化提供了重要平臺，信息不對稱是造成成果轉化不暢的關鍵原因，搭建信息交流和供需對接平臺可保障國防科技成果轉化順利進行。

6.2 對策建議

國防科技成果轉化是國防科技創新的關鍵環節，對戰斗力的生成和經濟發展具有雙重推動作用。針對當前國防科技成果轉化活力不足、促轉條件薄弱等問題，基于實證分析結果，提出以下對策建議：

1）提升國防科技成果管理水平，打破軍地部門藩籬，統籌規劃國防科技成果轉化工作。

2）加大國防科技成果轉化政策性資金支持，改善多元化轉化融資渠道，實現研發資金與轉化資金相配套。

3）加強國防科技轉化人才培養力度，建立健全國防科技評價激勵體系。

4）構建國防科技成果轉化第三方平臺。