基于重大科技基礎設施建設邁向一流大學的路徑分析
——復雜產品系統動態能力演化視角

喬黎黎，韓小濤，劉中全

(1.國家發展和改革委員會 創新驅動發展中心，北京 100037；2.華中科技大學 國家脈沖強磁場科學中心，湖北 武漢 430074)

0 引言

當前，科學前沿的革命性突破和國家戰略科技越來越依賴于重大科技基礎設施發現未知、研究規律、推動科學進步與社會發展[1]。重大科技基礎設施(以下簡稱“設施”)起源于二戰后興起的“大科學”，是為提升探索未知世界、發現自然規律、實現科技變革的能力，由國家統籌布局，依托高水平創新主體建設，通過較大規模投入和工程建設完成，面向社會開放共享的大型復雜科學研究裝置或系統，其是長期為高水平研究活動提供服務、具有較大國際影響力的國家公共設施[2-3]，為了保證研究活動前沿性和科學產出最大化，需要對廣大學術界、產業用戶和全社會開放使用[4]，以加速器、大型望遠鏡、空間站、光源、核聚變設施為代表。

由高校承擔高水平設施項目是美國國家實驗室自“二戰”以來的典型做法。從國家視角來看，在當前國際科技激烈競爭格局下，國家急需強化戰略科技力量，從廣泛的高水平研究群體中建立政府與科學家的伙伴關系[5]，凝聚一批高度熟練的科學家和工程師隊伍，便利下一代科學技術人才開展獨特的前沿科學技術訓練。因此，一個面向國家戰略需求、科學前沿和經濟主戰場的高校前沿科學研究群體對完善國家創新體系和建設科技強國呈現愈發顯著的內在價值。“十一五”以來，我國高校陸續承擔了生命、材料、空間、工程技術等領域10余個設施項目，將承擔設施任務作為引領和支撐“雙一流”建設的重要工具手段[6]，探索構建了實體化獨立運行中心、建設管理部+專業團隊、學院式建設管理等差異化的組織管理機制[7]。但高校仍面臨兼顧自由探索與國家目標導向、重組改造以教學為主的組織管理體系、將研究對象和手段的不確定性轉為高度確定性、解決技術和管理復雜性等難題[8]。

復雜產品系統(complex product system，以下簡稱CoPS)由大型技術系統演化而來[9]。大型基礎設施、航空航天系統、高速鐵路系統、大型艦船、大型計算機是典型的CoPS，對于國家綜合國力和產業國際競爭力具有重要影響。為應對當前全球科技和經濟發展形勢變化，瞄準建設科技強國和躋身創新型國家前列的目標，我國迫切需要提升CoPS建設能力。重大科技基礎設施是典型的CoPS，具有研發成本高、技術含量高、整體規模大等特征，是涉及眾多學科領域的多技術系統，創新周期比較長，創新過程涉及技術、知識、組織、管理等要素協同演進[10]。因此，本文利用CoPS理論分析設施能力構建過程，旨在探索當前我國高校通過有效承擔設施任務建設一流大學的有效路徑。

1 文獻綜述

1.1 一流大學能力層次與維度

能力是CoPS的重要考察視角[11]，包括與外部環境間關系問題解決技能，以及管理內部關系的技能與規則[12]。Collies等[13]提出能力層次結構理論，主要思想包括：上層會對下層施加作用，決定下層變化頻率或速度；可區分為一階與二階能力，一階能力是如何生存下去的能力，二階能力是動態能力，是一種能夠改變問題解決方式的能力，表示組織為應對迅速變化的環境而整合、建設和重構內外部資源，從而獲得可持續競爭優勢。動態能力理論通常采用過程分析方法，在組織資源與不斷變化的環境之間架起橋梁[15-16]。對于動態能力的形成和發展機制，多數研究采用演化經濟學視角[17]。Teece[14]提出了搜索、獲取和轉換能力，構成能力的3個維度。這種“三分法”得到了后續學者的繼承和發展，其中，搜索能力是指組織對環境變化中存在的機會或威脅的感知、學習、篩選、理解與確認能力；獲取能力是指當新機會被察覺，組織將機會內部化并轉化為組織的新流程、新產品、新服務的過程；轉換能力是指組織為了將新獲取的流程、產品、服務等落實到操作層面，需要重構和確保內外部資源協調發揮作用。

經過多年建設，我國高校夯實了開展常規教學科研工作的一階能力基礎。2015年8月，中央全面深化改革小組審議通過《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，這是新時期我國高等教育從國家層面推動大學發展的“頂層設計”。從我國一流大學建設邏輯來看，一方面，大學發展模式由政府選擇向大學競爭性發展轉變[18]，即由面向少數院校的專項投入轉向面向所有院校的競爭性投入，對政府資助方式和建設機制等實施過程進行適應性改革。另一方面，我國“雙一流”建設既要遵循學科邏輯，在國際可比指標上達到一流，也要遵循社會需求邏輯，服務國家創新驅動發展戰略，立足自身優勢建立跨學科特色學院[19]。從一流大學建設標準來看，國際上公認的大學排名指標基本上反映了“一流”標準與大學發展的目標導向。上海交通大學的世界大學學術排名、泰晤士報大學排名和國際教育研究機構發布的QS大學排名的一級指標，都包括學生質量、科研成效和教師質量3個方面相關指標，“大科學”時代高校構建動態能力無疑要從這3個方面系統提升。在承擔設施任務、向一流大學轉型發展過程中，由于我國高校科研常年來以自由探索為主，科研隊伍小型化、創新能力不足、管理松散，難以滿足“大科學”時代的要求[20]，呈現工程建設能力偏弱、資源分散、管理經驗匱乏、文化不匹配等不足。

從國際經驗來看，美國高校實驗室模式誕生于20世紀30年代，發展于“二戰”時期，壯大于戰后，20世紀90年代以來逐步調整，其得以持續發揮作用的主要原因在于獨特的歷史機遇[5]。因此，孤立地分析美國高校實驗室現有組織架構和功能，照搬美國經驗解決當下中國高校管理設施實際需求，難以適應中國情境下高校承擔設施任務能力的要求。不能僵化地認為美國模式是唯一路徑，忽視中國在追趕階段通過中國特色因素作用發揮構建適合高校設施組織機制的潛力。

從高校能力建構來看，高校有效承載設施任務的邏輯在于能夠實現資源互補[21]，表現為開展多學科跨團隊合作、促進頂尖高校教師與實驗室研究人員經常性互動、為高校教師和學生提供其它途徑無法獲取的設備與資源、加強高校研究等[5]。同時，大學承擔設施任務具有現實困境，包括大學與大科學實驗室的組織制度沖突、大科學實驗室資源被大學爭奪[22]。當前在建設一流大學的過程中，如果瞄準能力升級，則需要面向國家重大需求和科技前沿更加有所作為，承擔設施任務無疑是挑戰重大問題而重構內外部資源的過程，會對常規教學和科研工作產生影響。當前針對高校這一轉變的研究比較匱乏，僅局限在提出問題層面，包括管理模式有待優化、職稱及激勵制度不適應、預研不足難以形成支撐設施的科學技術和工程積累[7]。教育部將高校重大科技基礎設施的目標定位為“引領和支撐‘雙一流’建設與人才培養”，但關于新時期高校如何瞄準服務國家創新驅動發展戰略，通過承擔重大科技基礎設施任務構建一流大學持續競爭優勢的研究較為匱乏。

1.2 CoPS動態能力演化

現有研究在考察CoPS全壽命周期動態能力演化方面較為匱乏。一是局限于靜態，忽視了動態演化。集成商的系統集成能力演化是CoPS研究區別于大規模制成品研究的獨特主題，但既有研究很少對其展開分析[9]。動態能力是在系統全壽命周期構建、形成和完善的，項目承擔單位需要通過動態學習，構建內部核心組織并匹配資源和激勵機制，解決建設運行中遇到的問題，從而確保CoPS建成并實現可持續發展。二是缺少CoPS動態能力多維度協同演化視角。從能力結構來看，CoPS項目的核心能力包括組織和技術兩個維度[23]。Kiamehr等[11]將CoPS系統集成能力劃分為職能、戰略、項目集成能力；江鴻等(2019)基于戰略—組織—技術框架分析政企能力演化如何推進CoPS集成能力提升。在演化過程中，能力構成要素之間的關系十分重要，組織結構會影響技術創新過程，技術創新也決定組織形態變化。協同演化是復雜性技術創新過程的主要特征。三是較少關注我國高校承擔CoPS的動態能力建構。對CoPS能力演化的有限研究局限于電力設施、鐵路裝備等復雜工業品，考察系統集成商的技術能力積累和追趕路徑[11，24]。對設施技術能力的研究主要關注如何拉動供應商[25]，而欠缺對承擔方技術積累的研究。在組織能力方面，對美國大學管理的國家實驗室研究較多，但多聚焦于經驗歸納。

由于復雜系統中因果關系很難識別，解釋復雜組織系統中如何隨時間變化實現復雜技術創新以及選擇機制，需要演化和“動態時間路徑”的過程視角。CoPS項目具有組織復雜性和技術復雜性，組織復雜性在于涉及大量利益相關者，由集成單位牽頭組成自組織網絡，實現自我重組，從而具有復雜組織能力。復雜技術能力指有效駕馭技術深度與寬度、利用新知識及用戶創新，集成不同層次水平相互作用的多技術系統[26]。CoPS的最終成功，得益于組織特性和技術選擇。CoPS在全壽命期不同階段需要解決的問題、創新活動和利益相關者具有差異性，導致能力內部結構隨時間呈現差異性。這種動態學習過程要求組織依據嘗試結果所帶來的正反饋或負反饋調整計劃、戰略和行為，是一個非均衡的過程，其基于技術和組織協同演化形成能力演化路徑。鑒于此，本文擬從搜索、獲取、轉型3個能力維度構建CoPS動態能力分析框架，分析我國高校通過承擔設施任務實現組織和技術協同演化并最終邁向一流大學的路徑。

圖1 承擔重大科技基礎設施任務提升CoPS動態能力的分析框架

2 研究方法與案例描述

2.1 研究方法

CoPS動態能力的識別、探索過程是高度情景化的過程，本研究探索CoPS動態能力演化屬于“How”的問題，因此，采用探索式案例研究方法[27]。遵循理論抽樣原則，通過對案例材料的分析和篩選最終確定以脈沖強磁場設施為典型案例進行深入的縱向單案例研究。

選取脈沖強磁場設施作為典型案例的原因如下：首先，脈沖強磁場設施是首個由教育部直屬高校承擔完成的設施。國家建設、驗收和運行的國際評估對設施提出了充分肯定意見，設施當前運行狀態良好。其次，按照國際同類設施管理慣例和國家重大科技基礎設施管理辦法，脈沖強磁場設施采取了開放共享運行機制，利用設施的文章均在致謝中注明使用該設施，有著較為可靠和公開的文獻檢索與獲取渠道。最后，本文作者中有脈沖強磁場設施內部成員，能夠獲得比較真實有效的一手資料。基于上述3點思考，本文認為以脈沖強磁場設施作為典型案例進行探究是具有研究信度的。

本文對案例設施的動態能力演化采取過程研究方法，通過分析實際過程識別決定發展路徑的關鍵變量并從理論上予以解釋，可以避免“既然成功了就一定是因為某個或某些做法”的功能式解釋。案例材料主要包括一手資料和二手資料，其中，一手資料以2019年10-12月6次正式非結構化訪談獲取的材料為主，訪談對象包括設施常務副主任、部門負責人、學校職能部門負責人、技術骨干、典型供應商和用戶等，每次訪談后24小時內整理完錄音和訪談材料，訪談總時間超過80h，整理后形成的文檔資料超過10萬字。二手資料涉及范圍較廣，包括依托設施已發表學術文章、設施檔案、設施獲獎材料、網上各類報道材料等。整理一手、二手數據后，由研究團隊成員同步進行分析，盡可能避免由于研究人員主觀意向帶來的材料理解偏差，最大限度保證研究信度。

表1 主要數據來源

2.2 案例描述

(1)建設背景。強磁場能夠改變物質核自旋與電子結構，是物理、化學、材料等前沿科學研究不可替代的極端實驗條件，近30年與強磁場相關的諾貝爾獎達到10項。脈沖強磁場設施是產生高強磁場的最有效手段，20世紀60年代以來國外已建有30多個此類設施。而我國直到21世紀初期仍缺乏大型脈沖強磁場實驗條件，眾多急需開展的相關科學研究嚴重受制于人。

(2)設施發展過程。一是醞釀和立項。2001年潘垣院士向國家提出，我國要想在凝聚態物理、材料、化學和生命等基礎前沿科學領域進入國際前列，需要建設世界一流水平的脈沖強磁場裝置(S16)。最終，我國將強磁場設施建設列入《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》。

二是批準和建設。2007年國家發展和改革委員會批準華中科技大學(以下簡稱華科)建設脈沖強磁場，經可行性研究論證、初步設計，于2008年正式開工，2013年建成，2014年通過國家驗收并正式投入運行。脈沖強磁場攻克了多項世界性難題，掌握了核心技術，實現了磁體、電源、控制、測量等設施核心關鍵部件的全部國產，達到了75特斯拉級的國家驗收指標要求。

三是運行和科研。目前設施已運行超過5年，滿足了我國科學家對于脈沖強磁場實驗條件日益增長的迫切需求，提升了我國在脈沖強磁場領域的國際話語權。強磁場中心逐步提升設施建設運行指標，縮小我國脈沖強磁場與歐美國家的差距。2013年，一舉邁入90特斯拉級磁場水平。2019年，獲得國家科技進步一等獎。

(3)設施結構。我國脈沖強磁場設施由磁體、電源、控制和測量等子系統組成，建有電輸運、磁特性、磁光、電子自旋共振等12個科學實驗站。強磁場裝置結構復雜，不斷挑戰極限的強電磁系統，其研制運行需要攻克高電壓、大電流、強磁場、極低溫等高參數極限工況(S11)。

(4)設施評價。2013年10月，脈沖強磁場實驗裝置竣工，接受國際評估，被評價為“躋身世界最好的脈沖強磁場裝置之列”。2018年5月，脈沖強磁場實驗裝置接受開放運行和科研情況的國際評估，被評價為“國際領先的脈沖強磁場設施”，國家脈沖強磁場科學中心(籌)已成為世界四大脈沖強磁場科學中心之一。表2列出了我國建成脈沖強磁場與設計值、國際最高水平的對比情況，總體技術水平超過國際同類設施。

3 案例討論

3.1 復雜產品系統動態能力演化過程

高校具有自由探索導向且功能結構分散，因而承擔CoPS任務需要構建必要的復雜組織能力和技術能力。而CoPS承擔高校采取何種組織和技術策略，將決定動態能力水平、結構和演化路徑。

表2 國際同類設施對比

3.1.1 搜索：建設必要性與難題

國際上早在20世紀60-70年代就開始建設脈沖強磁場。2001年，華科向國家提出建議，我國要想在凝聚態物理、材料、化學和生命等基礎前沿科學領域進入國際前列，需要建設世界一流水平的脈沖強磁場裝置。這是站在國家和學校發展的視角，對國際科學前沿的長期觀察所得。在強磁場項目立項階段，我國脈沖強磁場技術水平與國際先進水平還存在較大差距，尚未掌握相關核心技術，關鍵設備缺乏，技術和材料遭封鎖，設施建設面臨眾多難題。從組織層面看，高校的首要職能是教學，與功能和專業資源集中的科研院所不同，高校是多學科松散聯結的社會組織[18]，難以大規模調動行政和科研資源，因而直接借鑒科研院所模式形成高校組織管理架構往往難以成功。承擔設施任務的高校教學科研人員要遵循大科學任務優先的原則，科學論文發表的優先級下降甚至為了保密而不能發表，這與“學術人”的假設相悖，與高校“科學發現優先權”公開發表和獎勵制度的激勵結構不相容。從技術層面看，CoPS項目建設工作難度大、不確定性高。由于高校自身一般不具備大型尖端設備研制加工能力，加之設施的高水平用戶來自國內外不同單位，需要搜索并獲取有助于問題解決的知識和程序[23]，計劃和協調組織專業化分工，這種核心技術能力是復雜技術創新過程的關鍵。

3.1.2 獲取：構建組織能力與技術能力

(1)組織能力獲取：核心組織、互補性資源和自組織網絡。首先，學校構建強有力的核心組織是獲取組織能力的關鍵。一是學校成立工程經理部。項目制組織是復雜系統開發的最佳組織形式[26]，為完成脈沖強磁場任務，在項目立項初期，項目承擔單位華科成立了項目制組織——工程經理部，作為校內設立的學院級獨立二級單位，負責具體建設任務。由于設施涉及的科學技術難度高，戰略科學家和科研工程團隊最為關鍵。華科校長多次赴美，邀請國際脈沖磁體專家回國主持設施建設，打造了一支基礎扎實、結構合理的研制團隊。團隊內部結構分為技術和管理兩方面，技術方向設置磁體部、電源部、控制部和科學實驗部，負責技術攻關、工程建設、實驗測試等建設任務；管理方向設置辦公室，負責基建、采購、財務、檔案等建設管理工作。二是設立特色崗位。新創立的組織往往會遭遇有限資源下完成艱巨任務的“新組織劣勢”，留住和激勵人才是關鍵。華科設立科研建設并重崗和教學科研并重崗，將設施建設任務納入現有教學科研崗位體系。科研建設并重崗的考核以設施建設成效為主，建設研制工作納入工作量統計并在薪酬和職稱晉升中予以體現。相關崗位收入水平不低于相關學科學院平均水平，同時，學校在薪酬、人才引進、研究生招生等方面給予傾斜支持(S14)。

其次，學校調動校內管理和技術互補性資源。在高校組織發展過程中，院系組織往往通過傳統科學制度聯系構成小科學“組織場域”，組織間關系結構趨于穩定，組織場域內趨同的力量使得大科學組織的活動成為“異類”。立項初期的組織架構在運轉過程中很快遇到問題，工程經理部很難每次遇到情況就向工程領導小組匯報，難以隨時召集工程領導小組成員、協調校內管理和科研資源。對此，華科采取了兩種方法：一是為加強項目實施力度，學校成立工程指揮部作為多部門協同工作機制。工程指揮部由學校主要負責人擔任組長，分管校領導擔任副組長，校辦、人事、科技、基建、財務、規劃、資產、研究生院、外事等職能部門負責人和工程經理部總經理作為成員，為設施建設調配資源、解決相關需求(S14)。基于這種上下穿透式管理，形成“小核心、強動員”的自組織模式，初步建立復雜組織管理能力。二是為確保組織穩定發展，學校實行工程經理部與學院雙聘機制以確保校內激勵相容。無論從美國高校國家實驗室“開展科學研究的最好方法是由來自不同專業領域的個人組成團隊一起工作”的經驗來看，還是從大科學項目建設實際需求看，都迫切需要發揮高校原有科研基礎與大科學項目的互補作用。華科對設施相關科研人員實行校內雙聘，雙聘人員圍繞設施從事交叉科學研究，依托物理、電氣、材料等院系開展教學和研究生培養工作，科研成果與院系共享共認。強化設施科研人員身份認同，培養和穩固一批設施“內部科學家”，便利設施核心組織與學院的雙向交流，將相關學院的研究任務聚焦到國家重大需求和應用方向拓展上(F13)。

最后，核心組織構建自組織網絡。設施建設運行投資體量大且具有科研和工程雙重屬性，技術難題往往需要經過分解，由眾多團隊解決[28]。其中，核心組織需要扮演戰略協調角色[23]，建立起各種上行、下行、水平、垂直關系，通過學習和反饋，把各專業技能連接起來，這類聯系是復雜技術創新的核心。而合格外協供應商選取直接影響科研工程項目的進度與結果[29]，工程經理部通過與50余家具有研發能力和互補性資產的供應商單位開展材料、工藝、多學科協同攻關，取得了系統性創新和突破，同時，與10余家潛在用戶單位共同設計了設施科學實驗測試系統，從而在技術和用戶需求不確定性高的情況下，基于自組織網絡充分利用供應商和用戶的創新能力[30-32]。

(2)技術能力獲取：采取自主建設的技術路線。立項后，華科在技術路線上沒有簡單照搬國外做法，也沒有采取大型科研儀器關鍵部件主要依賴進口的做法，而是從一開始就明確“核心材料和部件是要不來、買不來、討不來的”(F12)，確定“以自研自制為手段掌握核心技術”的路線，根據材料、工藝、用戶需求等現實條件開展自主研發，攻克磁場產生技術、控制技術和實驗技術難題。華科曾研制1MJ電容儲能型脈沖電源模塊，與比利時魯汶大學合作研制場強70T的脈沖磁體，并建立了電輸運和磁特性兩種脈沖強磁場科學實驗測試系統，在脈沖磁體分析設計、脈沖功率電源技術、低溫制冷技術以及強磁場環境下的科學研究等方面都積累了豐富經驗，為自主攻關而非采購國外設備打下了技術基礎。

首先，基于本地化學習完成磁體自主設計。CoPS系統總體設計一般由集成方完成，產生高強磁場最重要的部件是脈沖磁體，因而磁體設計是重中之重，誰來設計決定了CoPS的技術路線和合作網絡。由于我國缺乏國際同類強度導線，工程經理部只能通過技術創新解決設計和材料問題，利用內部知識構建解決問題并奠定后續網絡化學習路徑的基礎。對比來看，由于國外供應商設計創新能力強，國外設施設計通常直接外包給設計公司。然而，我國相關企業缺乏工藝設計能力，只能依靠高校或研究院所科技人員(F22)。這種方式面臨的建設風險較高，若能依靠自身本地化學習，則可以形成技術能力的正反饋，收益回報也會遞增[23]。工程經理部完成自主設計的同時，獲得相關授權發明專利21項，發表SCI論文42篇(S12)，開發的脈沖磁體設計專用平臺PMDS被美國橡樹嶺、牛津大學、歐洲強磁場實驗室等世界頂級實驗室廣泛采用，并被歐盟第六框架項目“下一代脈沖磁場用戶設施的設計研究”采納為磁體設計工具(S12、S31)。

其次，分步驟獲取本地化復雜工程技術。在前期硬件研發基礎上，工程經理部推進“多時空脈沖強磁場成形制造基礎研究”國家重點基礎研究發展計劃，成立脈沖強磁場實驗裝置國際咨詢委員會并定期召開會議(S16)，充分利用基礎研究和國際咨詢支撐設施研制。在小型機逐步大型化、極端化的過程中掌握磁體產生、控制等工程技術，分步驟實現復雜技術系統集成。2009年工程經理部研制完成1MJ脈沖強磁場實驗裝置樣機系統，2011-2013年陸續安裝完成13.6MJ電容儲能型電源系統、裝置控制系統，低溫系統最低溫度從1.4K達到385mK。

再次，利用供應商網絡協同攻克材料技術難題。由于美德等國對我國實行材料封鎖，只能靠團隊自主設計并與具有研發能力的國內院所聯合研發關鍵材料制備技術(S11)。設施與供應商協同創新是共同解決模式，即在嚴格的項目進度約束下，科技伙伴共同尋求問題解決方法，形成雙贏模式，部件研制成功的同時完成新產品銷售[25]。與美德等國90特斯拉級脈沖磁體采用的昂貴高強高導材料相比，我國脈沖磁體制造成本還不到美國和德國同類磁體的1/10(S42)。工程經理部作為系統集成方，既掌握項目核心技術，又提高知識共享程度，將供應商當作創新過程中的合作者，與供應商共同學習，推動知識創造和轉移。

最后，通過用戶網絡協同設計實驗系統。實驗技術是強磁場功能實現的“窗口”。為完成良好的實驗系統設計，實現設施功能，保障用戶科學成果產出，工程經理部會同相關學院和校外高校院所等用戶單位，共同設計了設施科學實驗測試系統總體方案，研制了8個科學實驗系統，實現了物理量的精準測量(S11)。在這個過程中，用戶單位扮演“先導用戶”專家角色，參與設施技術路線設計，其隱性經驗作為互補性資產發揮了用戶創新功能[23]。“先導用戶”在設施建成后成為重點用戶，協助設施單位完善實驗服務、明確測量標準、提升實驗技術，從而共同取得高水平研究成果。而多學科的校內用戶在高校內部保障了技術來源多樣性，發揮了高校承擔設施任務的優勢。

3.1.3 轉型：能力轉變與提升

脈沖強磁場設施于2014年10月通過國家驗收并正式投入開放運行。自主建成設施后，中心已具備運行設施的復雜技術能力，而用戶服務能力決定設施水平和影響力。復雜組織需要持續演化，以獲取所需互補性資產并保持核心能力。運行期，中心通過面向用戶的“用中學”，夯實和提升組織開放共享能力。

(1)組織能力轉型：核心組織功能轉化。首先，學校調整完善核心組織功能。一是工程經理部轉為強磁場中心運行。參照國際慣例和國家管理規定，中心通過組建科技委員會、用戶委員會、國際咨詢委員會，確保設施有效使用的同時保障設施水平提升。研制團隊轉為運行團隊，通過提升對強磁場相關學科的研究能力，確保運行技術狀態并持續提升指標；為用戶提供技術服務，促進用戶成果產出。CoPS組織管理經驗已形成慣例，作為組織層面的反應規則，協調組織內部成員間互動規則，能夠自動實施并節約組織內部成員認知資源[33]。二是將運行任務納入崗位體系。華科將建設期科研建設并重崗調整為運行期科研運行并重崗，考核以設施運行成效為主，將開放運行服務時間納入工作量統計并在薪酬、晉升中予以體現，用戶合作科研成果可折算為個人科研成果。學校持續為設施運行人員提供薪酬、人才引進、研究生招生等支持。

其次，中心與高校組織管理融合發展。中心作為與學院平級的二級單位，履行設施運行和開放共享、科研、人才培養、學科發展等職責，人員少、職責復雜且重大。對此，華科采取以下舉措：一是促進校內共享科研和教育資源。中心與學院共建強磁場技術研究所、強磁場物理研究所(S23)，其既是中心的研究機構，也是學院設立的研究所。跨學科交叉團隊調動校內科研互補性資源，保障設施組織內部科學研究能力穩步提升(S18)。中心通過與院系聯合開設實驗課程、鼓勵優秀本科生提前參與設施科研、跨學科選課等舉措，聯合培養對前沿科學技術感興趣的人才。二是學校設立開放基金以吸納研究資源。為了有效調動校內研究和人才資源定向投入強磁場研究工作，華科每年在校內設立開放基金，作為促進學科交叉的增強機制，鼓勵教師開展強磁場下前沿科學研究工作。多層次開放體系保障技術水平提升、促進設施產出，使中心對學校物理、材料、化學、工程等多學科的ESI貢獻度逐年提升(S18)，并增強解決經濟社會發展和國家安全中戰略性、基礎性和前瞻性科技問題的能力。學校在“十二五”期間獲批建設精密重力測量研究設施，具備持續承擔設施任務的能力(S19)。

最后，自組織網絡推進設施可持續發展。一是建設國內外用戶網絡。通過設施形成用戶網絡是科技強國集聚高水平人才的重要手段，美國國家實驗室的通常狀態是訪問學者比實驗室內員工多[34]。截至2020年底，設施累計開放運行55 412h，已為國內外97家高校和科研院所開展科學研究1 258項，在高溫超導、拓撲半金屬、分子磁體、石墨烯等前沿研究領域取得豐碩成果，在高水平期刊發表SCI收錄論文1 030篇，有效推動了我國基礎前沿學科發展。二是供應商網絡保障設施性能提升。成功的互動學習會激發更進一步的合作，中心與供應商持續合作開展材料研發和制備工藝優化工作，保障磁體材料使用和磁體穩定運行，是典型的專業差異大、合作聚焦型的大型研究設施合作模式[35]。網絡結構中成員間相互依賴性會延長網絡生命周期，圍繞磁體材料這一特定創新問題，在現有技術軌跡中持續產生動態知識流動。可見，一旦學習過程建立起來，并使得連續創新成為可能，網絡就具有可持續競爭優勢，通過學習和協調帶來效益遞增[23]。

(2)技術能力轉型：技術創新與服務創新并重。首先，本地工程化技術保障提升設施性能。從建設期到運行期，復雜性技術創新協同演化沿著已有軌跡，通過已建立的網絡與技術實現漸進式發展[23]。運行期間，工程類學科團隊依靠內部隱性知識，持續保障中心研發工作，設施部件和綜合性能持續提升。基礎研究繼續對設施研制發揮關鍵支撐作用，在國家重點研發計劃支持下，開展“脈沖強磁場先進實驗技術研究及裝置性能提升”項目研究，通過子系統技術創新推進復雜系統創新。從而，設施實現重復頻率世界最高，并創造了脈沖平頂磁場強度世界紀錄(S16)。

其次，根據用戶科學實驗需求研發新技術和新方法。測量系統是關系到用戶實驗質量和設施功能實現的重要組成部分，某用戶團隊提出在60T脈沖強磁場觀察新型量子相變現象的實驗需求，極高的角度分辨率是傳統方式所不能滿足的，需要發展脈沖強磁場條件下的測量桿。內部科學家基于用戶實驗需求提出細化要求，工程技術人員想辦法解決(F12)。為此，中心研制了一種全新的拉桿式轉角樣品桿，實現了強磁場下高精度、高角度分辨率測量，支撐用戶相關科學成果發表于《自然》期刊。同時，中心將相關技術成果發表于《物理學報》期刊，側重于通過技術交流方便用戶利用新工具開展相關研究。

3.2 全壽命期復雜系統能力演化討論

本文通過脈沖強磁場案例分析發現，在CoPS全壽命期內，實現復雜技術需要復雜組織協調并提升成員技能，推動設施任務承擔主體掌握原先無法掌握的復雜技術，實現組織和技術協同演化。

3.2.1 復雜組織能力演化

華科在承擔CoPS任務過程中，首先通過搜索，學習國立科研機構經驗，建立工程經理部這一核心組織。為解決高校內部新組織協調能力弱的問題，華科創新地構建工程指揮部這一虛擬組織，實行高校內部跨層級的縱向貫通機制，充分調動基建、財務、科研、招生、外事等行政資源。為解決高校自由探索型文化對大科學組織帶來的沖擊，華科通過設置特色崗位、采取跨組織雙聘、構建交叉團隊和開放基金等方式，建立了工程經理部(強磁場中心)這一大科學組織與學院這一傳統教學科研組織間的橫向協同機制，形成對人力資源的雙向吸納，使高校從知識轉移的專業化和多樣性中獲益，并確保組織可持續發展[36]。這種縱向調動行政資源、橫向調動科研資源的方式，形成了高校承擔CoPS項目的“新型舉校體制”和強有力的動員機制。同時，調動校外供應商網絡和用戶網絡資源，促使CoPS不斷增強全壽命期自組織能力(見圖2和圖3)。

圖2 脈沖強磁場設施組織能力結構

圖3 高校承擔復雜產品系統的組織體系演化(以脈沖強磁場設施為例)

對比來看，國際上目前有3種典型組織形式承載設施。一是以高校承載國家實驗室的美國模式，如美國能源部科學局委托加州大學等高校管理的國家實驗室等。二是德國亥姆霍茲聯合會、日本高能所和理化所、中國科學院等大型國立科研機構管理模式。三是新設立獨立法人共享資金和智力資源[37]，以歐洲核子研究中心、勞厄朗之萬研究所、歐洲同步輻射光源為代表。表3比較了工程經理部(強磁場中心)與其它設施組織，從中可以看出，我國高校設施管理采取設立獨立機構的強磁場模式和非獨立機構組織模式。

華科設立獨立的工程經理部(強磁場中心)這一實體化中心，較好地吸收了美國高校管理國家實驗室的經驗，并充分結合中國高校管理特點，避免與學院原有教學科研職能相沖突帶來的單向“資源吸納”[8]、資金人才保障力度不足、建設進度慢、技術能力獲取不足等問題。強磁場組織形式與國立科研院所、獨立法人組織形式各有特色，強磁場組織模式的突出優勢在于能夠充分利用多學科資源，發揮互補性資產效應和隱性知識傳播的距離效應，提升設施建設運行中問題解決導向的綜合性知識能力、運行期學科導向的分析性知識能力，將學科發展和人才培養提升到國際前沿水平。但與科研院所學科集中相比，高校對技術和人才的專業性保障相對偏弱，需要持續的政策支持[37]。

表3 強磁場中心與其它設施管理組織對比

3.2.2 復雜技術能力演化

通過建設期到運行期技術能力演化過程分析可以發現，CoPS組織內部產生的知識在復雜技術創新中占據主導地位，潛在供應商和用戶經驗是重要的外部學習源泉(見表4)。組織通過與供應商及用戶自組織網絡成員的“合作中學”，將內部探索學習融入整體網絡化學習過程，實現了對復雜技術能力的獲取和深入學習，有效完成CoPS項目建設運行任務并獲取持續發展能力。當學習引發解決技術問題的組織化適應和組織結構變化，自組織就達到了更高適應度，這種組織和技術適應度是整合外部和內部組織變量共同演化而來的。

表4 復雜技術的過程化學習

4 研究結論與對策建議

本文從動態視角分析華科承擔脈沖強磁場任務、構建技術和管理能力的過程，其有效解決了建設運行中復雜技術難題，化解了高校資源分散、內部大科學與小科學組織文化差異性強等組織管理困境，系統提升了科研、學生質量和教師水平。

4.1 研究結論

本文研究發現，高校通過承擔設施任務，建立“新型舉校體制”，整合重構內外部技術和組織資源，統籌提升科研成效、學生質量和教師質量，實現面向服務國家戰略目標的轉型，從而獲得一流大學的持續競爭優勢。高校在組建獨立二級組織的基礎上，通過縱向貫通機制調動組織互補性資源，通過橫向協同機制調動技術互補性資源，合理解決“大科學”任務和組織在高校土壤中生存發展問題。內部合作學習過程對復雜技術的獲取和提升作用突出，從承擔設施任務過程來看，高校構建完善的供應商和用戶網絡，建設期通過干中學和合作中學促進供應商協同創新，運行期強調試中學、用中學、與用戶合作研究，促進復雜技術獲取、學科交叉融合及前沿研究水平提升。

在理論貢獻方面，本文豐富了CoPS動態能力演化研究視角，發現CoPS承擔組織通過搜索、獲取、轉型過程，能夠實現復雜技術與組織動態能力協同提升。在能力結構上，復雜組織能力與復雜技術能力是相互依存和路徑依賴的。如果不通過“做前學”具備核心技術能力，就難以構建具有控制力的自組織網絡；如果沒有高校內部組織調整，就無法發展完備持續的技術能力。在能力演化上，從建設期的問題解決型“創造性破壞”到運行期的持續發展型“創造性積累”，建設期主要通過創新性搜索和選擇，形成規范、慣例、組織技術能力，運行期進一步搜索和選擇得以轉型提升。建設期的能力積累至關重要，成功的設施項目需要在建設期實現組織和技術“創造性破壞”。運行期，隨著演化過程的推進，特定互補性資源與核心能力之間的界限變得模糊，自組織網絡呈現高度路徑依賴，知識從互補性資產中交叉融入核心能力，實現以改進性能為主的漸進式創新和技術變遷，新的隱性知識和技術訣竅也不斷涌現，如為用戶服務而開發的新技術、新部件，但總體上呈現“創造性積累”。

4.2 對策建議

從國家層面來看，現階段高校承擔設施任務在整個國家創新系統中具有突出價值，因而，應更加重視高校承擔設施任務在國家創新體系中的重要作用。

(1)發揮多樣化承擔主體的作用。目前，我國設施組織形成二元體系——以國立科研機構為代表的集中體系和以高校為代表的分散體系。這種二元體系比較復雜，需要不同層級政府之間的協調和配合等[37]。目前，我國科技已發展到跟跑并跑向并跑領跑轉型的階段，原創性、前瞻性和顛覆性的領域需要超越單一技術路徑，多樣化的承擔方采用多種技術路線分擔和平衡系統風險，能夠增加整體成功概率。

(2)注重發揮開放協同創新的價值。復雜性創新要求將主要分布于企業、大學和政府實驗室人員的技術能力鏈接起來[23]，這需要更加動態的、流動的組織來創造、獲取、集成大量基于知識的競爭力和資產。通過高校承擔設施任務，可以有效引導高校提升極限技術能力和復雜管理能力，特別是拓展供應商網絡協同創新，強化公私部門合作，有效促進以大設施為中心的(區域/領域)創新生態系統建設，提升國家自主創新能力[38]。

4.3 研究不足與展望

限于篇幅和可用樣本，本研究主要利用脈沖強磁場單案例分析，而案例個性影響分析效度，同時，脈沖強磁場建設規模較小，是當前高校承擔設施平均規模的1/10不到；華科具有很強的工程文化傳統和工程任務保障經驗，這種非正式的組織結構因素顯著影響組織創新行為速率和方向[14]。由于發展階段限制，我國高校承擔設施任務和一流大學建設時間較短，其對高校的持續影響還缺乏實證研究基礎。另外，我國大設施對產業的帶動和服務能力偏弱，而本文對高校承擔設施任務的技術擴散機制并未展開深入探討。

未來研究可以持續關注以下幾個方面：一是高校承擔設施任務的跨案例研究。由于組織管理設置復雜性與規模、學科相關，隨著設施組織管理規模的擴大、設施領域類型的拓展，如何更好地完善高校設施管理體系還需要不斷探索。二是高校承擔設施任務的可持續發展機制。與國際上高校大科學持續發展的管理經驗相比，如何參考勞倫斯伯克利國家實驗室等多學科協同組織管理機制，基于高校現有基礎打造國家戰略科技力量，謀求國家任務—設施—學科—人才培養—技術儲備協同的可持續發展模式，還需要后續深入研究。三是高校承擔設施任務的技術擴散機制。如何更好地吸引和服務高水平用戶、應用領先技術生產新產品、在產業界傳播技術知識，促進國家建立健全連貫前瞻的創新政策，推進科研機構、高校、軍民融合等有效合作，持續提高基于設施的科學研究和開發效率，是值得進一步探索的問題。