高校新型空天產業研究中心的發展研究

沈映春 周睿浛

北京航空航天大學公共管理學院，北京，100191

隨著新一輪科技革命和產業變革的到來，世界主要經濟體加快布局未來產業。空天產業作為未來產業的重要組成部分，受到主要發達國家的重視。2020 年6 月，美國總統科技顧問委員會（PCAST）發布《關于加強美國未來產業領導地位的建議》，初步構想了涉及多學科、多主體的世界級研究所；2021 年1 月又發布了《未來產業研究所：美國科學與技術領導力的新模式》的重要咨詢報告，進一步構想了美國未來產業研發機構的運作模式。2021 年，歐盟委員會發布《民用、國防和航天工業協同行動計劃》，規劃其空天產業發展路線圖，并強調技術融合與學科交叉在具體項目中的重要作用。

目前，學界聚焦空天領域新型研究中心的相關文獻有限。馬賈茲·維德馬爾（Matijaz Vidmar）分析了蘇格蘭“城市校園”環境下依托空天產業集群建設新型創新生態系統的新方法。[1]龔慧文（Huiwen Gong）等進行了技術突破驅動產業制度動態與區域新興產業相關研究，并以空天行業為例提出圍繞新型產業定位關鍵制度機制的具體措施，但并未涉及新型研究中心構建。[2]巴茲爾·P.塔克（Basil P. Tucker）等分析了跨學科對空天領域發展的重要性。[3]費爾南多·桑佩里奧·桑切斯（Fernando Samperio Sánchez）基于克雷塔羅航空大學（UNAQ）法國—墨西哥校區航空教學實驗室與航空技術中心，研究了三螺旋（大學—公司—政府）協作形式對空天產業全球價值鏈的作用。[4]薩沙·亞歷山大（Sasha Alexander）等分析了學科交叉對于構建基于大學的空間實驗室的重要作用并提供了設計思路。[5]在總結國外發達國家高校空天產業研究中心建設經驗的基礎上，針對我國北京高校新型空天研發機構的建設提出對策建議。

一、國外高校空天產業研究中心的發展現狀

（一）國外高校空天產業研究中心發展趨勢

目前，國外高校積極發展空天研究中心，主要包括對原有空天產業研究中心進行未來適配化的更新及建設全新研究中心（見表1）。美國麻省理工學院在20 世紀60 年代建設了一系列太空研究中心，近年來在跨學科與國際化、商業化合作方面發展迅速。美國斯坦福大學在20 世紀60 年代建設了國家加速器實驗室（SLAC），21 世紀初建設了獨立天體及宇宙研究中心與位置、導航和時間中心（SCPNT），近年來與政府、基金會合作密切。美國加州理工學院建設了8 處空天技術研究中心，其中包括20 世紀初成立的凱克空間研究所（KISS），以及隸屬于地質和行星科學部的新研究機構—微量分析中心（CMC）。

表1 發達國家依托高校建設的未來空天產業研究中心

英國劍橋大學計劃在2025 年10 月開放新惠特爾（Whittle）實驗室，該實驗室將依靠航空沖擊加速器（AIA）多學科團隊，與國家推進和動力中心、波音公司等開展合作；牛津大學于2023 年7 月6 日組建了英國第一個太空創新實驗室Botnar 肌肉骨骼科學研究所。德國慕尼黑工業大學地球觀測與數據科學系依靠來自四個學科的專家團隊組建了多個空天未來實驗室，這些實驗室項目受到歐盟委員會、德國航空航天中心等機構資助。新加坡國立大學2022 年1 月10 日啟動了新航—新加坡國立大學數字航空企業實驗室（SIANUS DACL），推動空天數字化技術商業轉型。加拿大新不倫瑞克大學2023 年1 月8 日宣布建立空間計算教育、培訓和研究實驗室（SPECTRAL），促進人機交互領域在空天生態系統與數字化方向上的技術應用與成果轉化。瑞典隆德大學于2022 年9 月26 日開放了噴氣發動實驗室，主要研發新型航空燃料，并服務于空天、能源、物理及化學工程等學科交叉項目。

2023 年7 月27 日，瑞士蘇黎世聯邦理工學院宣布打造蘇黎世創新園，用以促進重點為機器人、空天先進制造領域的專業知識產業化，該園區預計2026 年春季完工。

（二）國外高校新型空天產業研究中心的組織結構與運行特點

1.組織結構

在當前太空商業與深空探索方向引導下，國外高校空天產業研究中心多為委員會指導下的多項目小組運作結構或單項目核心科研結構。多項目小組運作結構是指研究中心由多個具體方向不同的科研項目團隊組成，而單項目核心科研結構中只包含一個科研項目團隊。實際上，多項目小組運作結構的研究中心往往由單項目科研團隊演變而來。隨著研究深入與規模增長，單項目科研團隊中新舊核心科學家、合作研究員及學生會進一步分化、交叉，從而形成多項目小組運作結構。

作為管理委員會成員的科研專家與企業高管來自不同學科、機構與部門，行使項目審查、財務監督、效果評估、戰略指導、外聯合作等核心職能。項目小組的研究人員跨度較廣，包括本科生、碩士生、博士后、研究員、訪問科學家、客座教授。比如新航—新加坡國立大學數字航空企業實驗室管理委員會的5 名成員中，2 人來自新加坡國立大學的不同部門、2 人來自新加坡航空公司的不同部門、1 人來自智能國家與數字經濟國家研究基金會。該實驗室共有7 名行政人員，未來五年該實驗室科研人員數量預計為70 人（包括研究人員和博士生）。[6]

空天產業研究中心還建設科學顧問委員會與科學管理團隊。科學顧問委員會將作為跨學科、多部門之間科研合作實現的重要平臺協助實驗室進行研究。科學管理團隊則為整個實驗室網絡的人員活動提供支持，例如通過教育推廣、外聯合作等手段創建資助計劃。以慕尼黑工業大學“基于機器學習的地球觀測（TUM ML4earth）”項目科學經理為例，Marcus Langejahn負責項目協調研究單位、連接研究人員與學生社區、促成友好開放的工作環境，同時在科學傳播領域向公眾傳達研究成果。[7]國外高校空天產業研究中心的組織結構見圖1。

圖1 國外高校新型空天產業研究中心組織結構

2.運行特點

國外高校空天產業研究中心具有資金籌集模式多元化、跨學科合作、產學研深度融合的運行特點。

其一，資金籌集模式多元化。管理委員會統一領導下的多項目運作小組運作結構適應多元化主體進行針對性項目籌資。例如，德國TUM 航空航天與大地測量學系（LRG）旗下運作的國際AI4EO 未來實驗室、MultiMiner、AI4TWINNING、EKAPEx、OpenStreeMap、So2Sat、iMonitor、Inno_MAUS 等項目均形成了多層次（實驗室建設、實驗室項目、單體研究）、多來源（德國聯邦教育和研究部、慕尼黑航空航天公司等）的籌資模式。

其二，跨學科合作。國外高校空天產業研究中心強化跨學科合作。除與機械工程、力學、宇宙、物理、化學等傳統基礎學科交叉外，現在還與生物學、醫學、哲學以及商科合作。其跨學科橋梁作用明顯，不僅為不同的學科項目建設與人員溝通提供了平臺，還促進了獨立交叉學科的產生與發展。

其三，產學研深度融合。國外高校空天研究中心產學研合作深入，加速了空天科研成果的轉化。麻省理工德什潘德（Deshpande）創新中心于2022 年公布的小型航天器推進劑管理項目迄今已實現1600 立方體衛星發射。牛津賽德商學院太空計劃孕育了多個小型太空商業創新技術公司，如Little Place Labs、Deep Planet 與Routemaster。蘇黎世聯邦理工學院于2023年7 月27 日建立了以機器人、移動、航空航天與先進制造為重點的創新園，利用積極策劃與特殊地理位置鼓勵適銷對路空天產品開發。國外空天未來產業研究中心學科交叉與產學研合作情況如表2 所示。

表2 國外空天未來產業研究中心跨學科與產學研合作情況

二、國外高校新型空天產業研究中心建設經驗

傳統空天實驗室建設多從國家戰略需求出發，由政府—高校合作產出空天科研成果，再對接政府及企業，難以通過實現規模產業化與商業推廣。而新型的以多主體、跨學科、全鏈路為特點的空天產業研究中心，促成了基礎研究—應用研究—產品研發—規模產業化的創新鏈與產業鏈緊密對接，多方合作提高了科研成果轉化率。

（一）靈活體制下的資源調配與多主體協同創新機制

為提高多主體協同創新流暢度，國外高校新型空天產業研究中心向內構建統籌組織體制以促進資源、資金有效規劃、任務均衡分配、成果合理評估，向外以靈活管理模式推動多主體協同創新。

首先，管理委員會統籌開展科研工作，在提高跨部門、跨機構信息交流與人員流動效率的同時，保障項目穩定性。管理委員會成員來源的多樣化有利于新型空天產業研究中心多方合作科研整體協同創新。其次，科研人員占研究中心人員總數絕大部分。多項目小組機制保障單體科研團隊具有高度自主性與機動性，便于團隊開展實地調研、調用科研設備等。再次，作為學研群合作平臺，科學顧問委員會為攻克跨學科關鍵技術難題提供制度支持。此外，具有專業知識背景的新型空天產業研究中心管理團隊通過創造創新研究氛圍與良好框架條件，確保行政人員與科學家之間的有效溝通。

（二）多層次、多來源、全鏈條的資金獲取

國外新型高校空天產業研究中心在空天產業上下游企業加入資金獲取鏈條后形成了多層次、多來源、全鏈條的資金獲取模式。

在多層次方面，新型空天產業研究中心向上承接來自政府、高校、學院直接注資支持，向下允許旗下實驗室、項目組、團隊、個人根據科研方向拉取贊助投資，后者在研究中心運行過程中作用逐漸提升。多來源體現在政府、高校、研究所、企業、非營利組織等分類主體中商業資金占投資總體比例提高，私營企業直接參與項目融資，出品以滿足企業需求、提高商業資本回報率為導向研發的技術產品。全鏈條體現在新型空天產業研究中心進行前期籌備、開展基礎研究與應用研究、進行產品生產推廣的整體過程中，科技成果轉為商業利潤供給回來，實現可持續發展。

（三）廣泛交叉新學科

新型空天產業研究中心為滿足國家戰略需求或商業化需求，開展高風險、高收益模式下的高度跨學科工作，通過多途徑交叉新學科、基礎研究與應用研究相結合、強化新工具學科應用等方式提高跨學科科研成果研發效率，并改善技術效果，同時注重可持續發展的跨學科人才培養。

除傳統交叉學科，如航空航天+力學、能源、機械工程等，國外新型空天產業研究中心項目多在更廣泛的跨學科背景下進行研究，例如生物、計算機與人工智能、人文社會科學等。為了在應對多元化商業需求的同時解決交叉學科發展不足問題，新型空天產業研究中心推動涉及多學科的高新技術基礎研究與應用研究交叉進行，在實踐項目中發展交叉學科理論。跨學科背景下，數字化工具學科（如計算機與人工智能）在空天技術開發與產品應用的過程中產生更多影響，這在區域規劃、氣候觀測等全球挑戰領域作用明顯。此外，新型空天產業研究中心為本科生、碩士生、博士生提供科研實踐環境，其中，部分研究中心對高中生開放STEM 項目，有利于跨學科人才培養。

（四）多途徑提高科技成果轉化率

產品概念通過樣品實現后，其產業化與商業推廣是創新鏈與產業鏈融合的關鍵，國外高校新型空天產業研究中心發揮多主體合作優勢，多途徑推動科技成果商業化。當前，國外高校空天產品商業化主要有三種方式。其一，高校創新創業中心為新型空天產業研究中心提供重要的財務支持與資源支持，具體包括對贈款接受者進行關于創新過程的教育，指導受助者將其發明商業化并初創公司，為研究團隊聯系行業專家、風險投資者、創業專家和企業家等。[8]其二，商業化趨勢下部分空天實驗室由單體項目轉化為初創企業型研究中心，通過與商學院、法學院、公共部門、大型企業合作參與太空經濟與跨太空經濟。[9]其三，國外高校新型空天產業研究中心選擇在空天產業集群附近布局，以獲得工業制造等區位便利，如牛津大學空間計劃下的多個小型企業實驗室布局在Harwell 空天產業集群周圍。[10]

三、對北京構建新型空天產業研究中心的啟示

上述經驗對于北京高校空天未來產業研究中心的發展具有借鑒意義。跨學科背景下構建北京新型空天產業研究中心需要加強產學研各主體之間的合作，打破人員交流、資源共享的機制體制障礙，實現創新鏈、產業鏈流暢銜接以促進科技成果轉化。當前，依托北京空天強校建設新型空天產業研究中心，需要政府、產業群、學研群三方合作。因此，建議央地政府為產業群、學研群提供政策制度支持、資金資源支持，加強空天產業集群布局，建設產學研交流合作平臺。新型空天產業研究中心所在高校應促進多學科交叉融合基礎研究、突破行政體制管理限制、與其他高校及研究所展開合作，加強STEM 人才培養以促進可持續發展。同時，建議產業群積極參與科技成果轉化合作，搶占商業化空天市場。

（一）多元融資助力新型空天產業可持續發展

1.面向國家戰略需求，保障政府資金支持

空天技術具有發展周期長、初始資金需求大等基本特點。因此，北京新型空天產業研究中心建設初期資金來源仍然以政府為主。在中央政府政策、資源扶持下，北京市政府、北京科學技術管理委員會、中關村科技園區管理委員會等部門應面向國家空天領域戰略需求立項，整合政府、國企、高校資金與資源建設新型空天產業研究中心。相關管理部門應在推進國家相關金融政策落地實施的基礎上，出臺針對空天領域新型研發機構的支持政策。建議北京市成立空天技術創新基金，為高校建設新型空天研究中心提供專門資金支持。

2.服務市場主體，提高社會注資占比

為解決空天科技產品“一次性”問題，實現可持續發展，高校應保障產學研多方主體從起點參與高校新型空天產業研究心建設。高校應通過建設產學研聯盟、與大中小型企業確立知識伙伴關系等手段提高起始資金社會注資占比。為解決多主體信息不對稱問題，高校可以通過搭建信息交流平臺、建設信息披露網站等方式促進產業群與學研群就雙方技術發展與商業需求問題交流互通，政府則可以通過定期舉辦交流調研會等方式加強產業群與學研群的聯系。高校也可以以初創科研企業形式將新型空天產業研究中心布局于空天產業集群，推動其加入國際空天創新網絡。這有助于研究中心提高商業化速度，借助科技成果轉化的利潤實現自我可持續發展。

（二）促進知識交流，加強跨學科合作

1.促進多學科交叉融合，減少學科壁壘影響

高校新型空天產業研究中心應建立多學科合作團隊，統籌其他高校與研究所科研資源促進多學科交叉融合，在以應用研究為目的的科研過程中促進基礎研究發展。空天研究中心掛靠學院不應僅局限于航空航天學院，可以考慮在高校特色學科學院名下建設太空創新實驗室，以促進其他學科向太空領域發展。高校應建設多元化空天研究中心，具體形式可以包括跨學科太空創新實驗室、多學科聯合項目、某應用項目小組等。除較為傳統的力學、機械等學科外，空天學科交叉應向不同方向增加跨度，如材料、人工智能、生物、地質、醫學，以及哲學、商科等人文社會學科。

2.搭建學術交流平臺，培養應用型科研人才

依托高校建設的新型空天產業研究中心自身具有跨學科交流平臺職能。除此之外，高校應構建校級學科交叉平臺，以開展競賽、發布倡議等形式鼓勵科研人員參與跨學科學術交流，激發創新活力。如校方可舉辦空天人工智能應用商業化競賽，為獲獎項目注資促使科研成果轉化。短期內，高校應促進空天技術相關學科學院之間交換學生培養，鼓勵其他學院中高年級學生到空天技術企業、研究所實習。長期來看，高校可建設空天未來技術學院培育跨學科空天技術人才，同時在空天未來技術學院開展與高中、初中、小學對接的STEM 夏令營等活動，加強應用型科研人員后備力量培養。

（三）破除行政管理障礙服務創新

管理部門應針對性制定空天創新中心管理政策，鼓勵新型空天產業研究中心自主管理。應靈活搭建治理框架，促進形成委員會式管理模式，鼓勵委員會委員兼任多個職務，減少專職行政人員數量。應盡可能增加企業實驗室、其他高校、研究所人員作為研究院以增進多主體合作。應減少不必要的聘用流程，增加應用型研究與交叉性研究經驗、科技成果轉化數、國內國際合作經驗作為考評指標。應減少試用期與任職期，按照“專項專員”招聘科研人員，復雜項目可以具體招聘到某個問題的攻關，同時高校應處理好人員流動后改職問題，避免因缺乏穩定性造成人員流失。建設以科學經理為代表的管理團隊以促進科技成果轉化。

（四）推動創新鏈與產業鏈融合

1.完善高校創新創業中心，推動產學研信息共享

高校創新創業中心可以為新型空天產業研究中心的突破性技術和發明商業化提供渠道，在籌集資金、幫助催生衍生公司方面提供幫助。高校創新創業中心作為信息交流平臺，聯通研究團隊和行業專家、風險投資者、創業者、企業家，可以將已經商業化的項目與團隊轉化成為校友資源，鼓勵成功創新者扶持新建研究中心發展。新型空天產業研究中心需要獨特的創新和創業生態系統，高校創新創業中心可以投資早期空天技術并承擔風險、幫助維護空天知識產權與學術誠信、推動產學研深度融合。

2.順應空天產業商業化趨勢，促進初創企業型實驗室發展

高校可利用自身科研優勢依托應用型項目建設企業型實驗室，通過承接央地政府項目、簽訂企業合作協議等形式，利用空天產業鏈上下游主體轉化科技創新成果。除盈利能力外，高校企業型實驗室對教授及學生團隊項目應具有一定的服務能力，應具備供重點項目團隊與競賽團隊開展項目的基礎設施，從而加速催化應用型、研究型項目分化為新實驗室。企業型實驗室應能夠滿足從客戶目標到概念設計、初步設計、關鍵設計的圖紙規劃環節，從制造到裝配、測試的成品環節，以及送貨、產品支持與售后等一切環節的要求。

3.助力空天產業發展，提高科研成果轉化能力

空天研究中心科技成果轉化成利潤，需要較成熟的太空商業市場支撐，空天產業集群中的大中小型企業是將設計概念實現為商業產品的主體。政府應通過區域發展規劃建設，如中關村國家資助創新示范區的空天產業創新區，將空天產業創新區與空天研究所協同布局。借助高校、研究所跨學科背景促進空天產業與互聯網、智能制造等數字經濟領域相結合，從應用型空天技術需求端拉動空天科研成果轉化。