高能级制造业创新平台:破解成果转化“三公里”断链难题

中国工业和信息化
李林 曾钟庆
国家先进轨道交通装备创新中心通过构建需求导向的科研孵化机制、打造全要素支撑的中试赋能平台、组建开放协同的产业创新联合体,系统推进科技成果向现实生产力转化,成功跨越从样品到产品,再到商品的转化壁垒,打通成果转化三个“一公里”。

本文来自中国工业和信息化,【作者】李林 曾钟庆,国家先进轨道交通装备创新中心。

当前,成果转化已成为衔接技术供给与市场需求、激活创新价值链闭环的关键环节,更是新型研发机构构建产学研用一体化生态的核心支点。为系统破解转化堵点,国家层面持续加强制度创新与政策供给,打通科技成果转化通道、实现高水平科技自立自强,已成为我国增强产业链供应链韧性、赢得国际竞争主动权的决定性举措。

高能级创新平台成果转化

面对轨道交通领域日益激烈的国际竞争,科技成果转化作为创新驱动发展的核心环节,当前仍面临多重体制机制障碍。科研人员对创新成果“不愿转、不会转、不敢转”的问题依然突出,深层次矛盾体现在创新资源配置的“低适配度、低周转率与低价值转化率”。

具体而言,高校与科研机构专利产业化率明显偏低,尽管我国科技论文量、国家自科项目数、专利申请量逐年上升,但专利总体实施率与成果产业化率却涨幅有限,大量专利成果“藏在深闺人未识”。其症结在于成果供给与市场需求脱节,中小企业面临“试错成本高、风险大”的困境,对“买断”专利心存顾虑;而高校院所则担忧成果被“贱卖”和国有资产流失风险,导致定价僵局。

同时,概念验证与中试熟化环节薄弱成为跨越“死亡之谷”的关键短板,专业化服务体系不健全、市场化运营能力不足以及复合型转化人才短缺进一步制约了转化效能。此外,融资渠道单一、风险保障机制缺失以及跨域协同壁垒等问题,共同构成了科技成果向现实生产力转化的深层梗阻,亟须通过制度创新与系统重构予以破解。

破解“最初一公里”资源失配

党的十八大以来,我国深入实施创新驱动发展战略,科技创新体系实现历史性变革。然而,在面向国家重大战略需求的关键核心技术攻关领域,创新资源配置仍存在基础研究、应用研究与产业发展需求衔接不畅的问题。首先,高校及科研院所的研发活动多以学术导向为主,追求理论突破与论文发表,而对技术的工程化可行性、产业化成本控制及市场需求匹配度关注不足;其次,产业端的迫切需求和亟待攻克的共性技术难题未能有效传导至研发立项端,导致大量创新成果虽具备理论价值却因缺乏明确的应用场景和商业化路径而被困实验室。

这种“最初一公里”的资源错配问题,导致关键核心技术供给不足,制约产业高质量发展。面对国际竞争新形势和发达国家技术壁垒,要实现关键核心技术自主可控,必须破解创新资源配置难题,通过构建需求导向的科研机制,深度对接国家战略需求和产业发展痛点,组织开展跨领域、跨学科的共性技术研发,有效解决“为何创新、为谁创新”的方向性问题。同时,应整合产学研优势资源,构建协同创新实体,有效打通“最初一公里”的梗阻,从源头上确保科技创新与国家战略需求、产业发展需要的同频共振,为提升国家产业基础能力和产业链现代化水平提供战略支撑。

填补“中间一公里”平台缺失

作为我国轨道交通装备制造业的重要集聚区,湖南省已形成较为完整的产业链条,但在制造业转型升级和区域产业集群培育的进程中仍面临“中间一公里”平台缺失的困境。中试熟化平台建设需要大量资金投入和专业技术积累,单个企业尤其是中小企业往往无力承担;行业共性技术验证设施分散且标准不一,缺乏权威系统的测试评价体系;新技术、新工艺的产业化应用缺乏试错环境和可靠的规模化推广通道……

这些问题导致大量创新成果因缺乏工程化验证而停滞在实验室阶段,创新链在关键环节出现断裂。为满足产业集群高质量发展和创新型省份建设的战略需求,补齐中试熟化与产业化验证平台短板的问题显得尤为迫切。通过构建开放共享的创新基础设施,能够有效降低全行业的创新风险和成本,为科技成果产业化提供关键的“试炼场”,显著提升创新成果的转化效率和成功率,为驱动产业集群向价值链高端攀升提供坚实支撑。

疏通“最后一公里”应用壁垒

作为创新成果转化的最终实现阵地,我国制造业企业已具备较强的技术研发和产业化能力,但在推动创新成果市场化推广和规模化应用过程中仍面临“最后一公里”的应用壁垒困境。新技术、新产品因缺乏可靠的应用验证场景和示范推广渠道,面临市场接受度低的困境;用户出于对技术成熟度和可靠性的顾虑,往往对创新产品持谨慎态度,导致“不敢用、不愿用”的现象普遍存在。同时,创新产品还面临标准认证、行业准入等制度性壁垒,以及规模化生产成本高、市场推广难度大等商业化障碍。这些问题造成大量创新成果难以实现从产品到商品的关键跨越,创新价值无法充分释放。

为此,面对全球产业竞争新格局和高质量发展要求,打通创新成果市场化的“最后一公里”显得尤为迫切。应构建有利于创新产品推广应用的良好生态,通过建立首台(套)产品示范应用机制、完善标准认证体系、创新市场推广模式等措施,有效降低新产品市场导入期的风险和成本,加速创新成果的商业化进程,全面提升产业创新效能和市场竞争力,推动创新链与产业链深度融合。

破解成果转化“三公里断链”

构建需求导向的科研孵化机制,打通最初“一公里”

成果转化的最初“一公里”是创新成果跨越“死亡之谷”的起始阶段,特指从基础理论研究到技术概念验证的关键过渡期,核心痛点在于科技创新供给与产业实际需求之间存在结构性失配。面对“最初一公里”的科研需求脱节等核心痛点,国家先进轨道交通装备创新中心(以下简称“国创中心”)构建了以需求为导向的科研孵化机制,通过市场需求引导科技创新和成果应用,精准锚定“更高速、更智能、更绿色”的产业特点,从而实现科技资源的高效配置和最大化利用,确保创新活动从一开始就植根于产业实践的沃土,拥有明确的产业化靶向和潜在市场空间。

建立院士专家引领的产业需求挖掘机制。国创中心高度重视创新源头的精准把控,组建了由9位院士领衔的专家委员会,充分发挥其战略咨询和技术引领作用。专家委员会深度聚焦“更高速、更智能、更绿色”的产业发展方向,开展系统性技术预见与需求研判,深度识别行业关键共性技术与前沿颠覆性方向,精准提炼产业发展的核心瓶颈与攻关清单,明确技术路径、性能指标与产业化目标,为科研立项提供方向性指引与决策依据。

构建产学研用协同的技术寻源与转化机制。积极构建产学研用协同的技术寻源机制,有效打通科技成果供给与产业需求对接的双向通道。先后与中南大学成果转化中心、西南交通大学技术转移研究院等国内顶尖专业机构建立深度战略合作,强化校企交流,常态化开展企业场景需求走进高校、高校专家团队走进企业等“双进双转”系列活动,着力破解学术研究与工程化可行性、产业化成本控制及市场需求匹配度之间的鸿沟,将市场需求转化为科研方向和创新课题,确保科技成果具有市场竞争力和应用价值,并依托市场化的评价机制,筛选出具有市场价值和应用前景的科技成果,优先进行转化和推广。

构建开放协同的课题攻关机制。国创中心积极探索推行“揭榜挂帅”“IPD(集成产品开发)”等创新机制,着力破解产业需求向研发端传导梗阻。对外面向轨道交通装备产业发展需求,公开发布关键技术攻关榜单,通过“揭榜挂帅”机制吸引高校、科研院所和企业研发团队参与竞标,建立开放竞争的科研项目立项新模式。对内引入IPD机制,按照责权利对等的原则建立了IPD跨部门合作团队,并在项目甄选、团队组建、技术路线选择与经费支配等方面赋予科研负责人更大自主权。建立阶段评审机制和持续优化流程,确保产品开发全过程契合客户需求,并能快速响应市场变化。同时,还逐步推行以收入和利润为核心指标的绩效激励机制,设立达标奖与超额奖,以绩效驱动项目高效落地,真正实现“让听得见炮声的人呼唤炮火”,有效激发了创新活力和潜能,研发投入产出效率显著提升。

打造全要素支撑的中试赋能平台,打通“中间一公里”

成果转化的“中间一公里”是创新成果跨越“死亡之谷”最为关键的工程化验证阶段,特指技术原型经过中试验证走向产业化应用的核心环节,核心难点在于中试验证能力缺失,实验室样品无法工程化应用,产业化门槛居高不下。面对“中间一公里”的中试验证能力缺失等核心难点,国创中心前瞻性布局,打造了覆盖整车集成、核心部件、材料工艺的全要素中试赋能平台,系统整合工程化开发、中试验证、标准制定等关键资源与服务,为跨越“死亡之谷”中段的技术项目提供一站式的“加速器”和“避风港”,显著降低其工程化风险和产业化门槛。

构建“实验室-中试线-整车平台”的梯次化验证体系。系统性构建了“实验室-中试线-整车平台”三级梯次化验证体系,为科技成果提供全链条工程化验证支撑。在基础研发层,先后投资建设了智能感知、激光技术、氢能源系统等5大创新实验室,开展前沿技术原理验证;在工程化层,自主搭建了MEMS芯片封装测试、智能运维轨旁视觉监测、轨道交通氢能“制储加用检”、碳纤维异型结构件成型等5条中试产线,聚焦关键部件工艺稳定性与成本可控性验证;在系统集成层,协同股东单位研制了符合TSI标准双层动车组、ETCS车载信号系统、智慧超级虚拟轨道列车、互联互通城市圈市域列车、跨坐式单轨车、氢燃料电池轻轨车等5大整车科研试验平台,完成系统级可靠性测试。

创建“开放共享”的中试服务与协同创新机制。国创中心创新构建了“开放共享”的中试服务与协同创新机制,依托公司建设的湖南省先进轨道交通装备科技成果转化中试基地和产业技术基础公共服务平台,面向高校、科研院所及产业链上下游企业提供中试项目开发、性能工艺改进、小批量生产、产品性能检验检测、仪器开放共享等一站式中试研发服务,显著降低了创新主体的研发成本和试错风险,有效打通了从实验室样品到产业化产品的关键路径。截至目前,已对外提供中试研发服务项目近百项,成功解决了激光先进制造、智能运维、移动供氢、智能感知器件与系统、复合材料应用等先进技术在工程化应用阶段的难题。

建立“技术-标准”联动机制,抢占产业价值制高点。国创中心创新建立“技术-标准”联动机制,将中试验证过程与标准研制深度融合。在中试阶段同步开展测试方法、工艺规范和产品标准的研究,将积累的实证数据作为标准制定的核心依据,推动自主技术转化为行业规范。通过牵头制定行业领域技术标准,为创新产品扫清市场准入障碍,进一步引领了产业技术发展路线。

打造以创新中心为内核的产业化生态圈,打通“最后一公里”

成果转化的最后“一公里”是技术到产品的“转化断链”后端,指产品已成型但难以实现规模化应用与商业成功的阶段,核心堵点在于市场准入壁垒高、场景开放度低、产业链协同弱,创新产品难以规模化应用。面对“最后一公里”的核心堵点,国创中心积极利用“首台套”政策,深度绑定产业链龙头企业、关键用户单位、核心配套供应商、优势研发机构以及专业投资机构,实施要素共投、成果共享、风险共担等利益连接机制,推动产学研大协作大联合大攻关,扩大朋友圈建好生态圈。

构建梯度辐射的产业协同组织网络。创新构建了“内核-中环-外圈”三级协同的生态化组织体系。作为治理内核,国创中心承担战略规划与资源调度核心职能,依托法人治理结构,汇聚企业、科研院所、高校等创新主体,面向产业重大需求开展协同创新。在服务中环层面,牵头组建湖南省轨道交通装备产业协会,设立产业集群促进机构,致力于建设公共服务示范点、产业发展助推器、创新人才集聚区。在生态外圈层面,2019年,创新中心牵头成功申报国家级先进制造业集群(轨道交通装备),以打造世界级轨道交通产业集群为抓手,高效运营中国先进轨道交通装备创新联盟,整合城市轨道交通产业技术创新战略联盟、中国智能无人系统产学研联盟、轨道交通装备产业工业互联网联盟等三个分联盟,汇聚上海地铁、广州地铁、青岛四方、长客股份、唐山客车、华为公司、清华大学等各类创新主体超过300家单位,形成覆盖全产业链的创新共同体。

建立市场导向的产用协同机制。针对首台套装备应用难题,创新建立“场景共建+风险共担”的市场化推广机制。一方面,深度绑定产业链龙头企业和关键用户单位,为创新产品提供真实试验场景。通过实施要素共投、成果共享、风险共担的利益联结机制,推动符合TSI标准的双层动车组、氢燃料电池轻轨车等重大装备在成员单位中率先应用。另一方面,充分发挥创新联盟的桥梁作用,推动先进技术成果在中车株机、株洲时代电气、上海地铁、南宁地铁、广州地铁、联诚集团等联盟单位中开展成果转化,提供试验装车条件和实施基础。

完善专业化服务支撑体系。为扫清创新产品市场准入障碍,构建了“检测认证+标准制定”的一体化服务支撑体系。牵头组建国基检测认证公司,获得国家认监委CMA检测资质,为产业链企业提供权威第三方检测服务。同时,将检测实践转化为标准输出,牵头制定智能运维、氢能应用等领域技术标准,推动检测结果互认,大幅减少重复认证成本。此外,通过与湖南大学、西南交通大学等高校共建联合创新实验室,与大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室等国家级平台实现资源共享,持续强化技术支撑能力。通过推动技术标准互认、检测结果共享,合力打通市场准入通道、开放示范应用场景、构建紧密协作的产业生态。突破学科壁垒和行业界限,为跨越“最后一公里”的创新产品提供从“能用”到“好用”再到“广用”的强力助推器。

实施效果

通过打通成果转化“三个一公里”,成功构建起以“公司+联盟+创新联合体”为核心的科创生态体系,在经济效益、社会效益与品牌效益上实现全面突破,进一步夯实了我国轨道交通装备产业的创新根基,更以“国之重器”的使命担当,主动服务制造强国、“双碳”目标与“一带一路”倡议等国家战略,为高水平科技自立自强提供了坚实支撑,成为高能级创新平台赋能产业高质量发展的标杆典范。

经济效益显著

关键技术转化破局,降本增效成效显著。依托“需求导向科研+中试赋能”双轮驱动的成果转化机制,成功推动10余项关键共性技术实现产业化突破。轴端发电、电气化公路接触网系统等成果获市政府创新转化先锋计划支持;自主研发的国内首台套牵引电机激光清洗设备实现规模化应用,较传统方式节能40%、效率提升3倍,每年为轨道交通运维环节节约成本超千万元,进一步为我国轨道交通装备产业链的高质量发展提供了硬支撑。

产业集群辐射带动,激活上下游经济链条。充分利用株洲轨道交通装备国家先进制造业集群的优势,着力推动碳纤维滑块、新型紧缩式防爬器等一批自主创新成果在广州、郑州、乌鲁木齐等10余条地铁线路中实现装车验证与示范应用,有效拉动区域内碳纤维材料、精密制造等上下游配套产业协同发展,累计带动产值增长超5亿元。通过提供激光先进制造、智能运维等专业中试服务,显著为近百家中小企业降低创新试错成本达60%,并成功孵化出轨道交通激光清洗装备、氢能“制储加用检”系统等新兴市场主体。成功构建起“核心技术突破—产业集群壮大—区域能级提升”的良性发展格局,彰显了高能级平台在服务国家战略与驱动区域经济中的枢纽价值。

跨域赛道延伸布局,拓展收益边界。积极推动轨道交通领域的技术溢出与跨界融合,依托自主可控的专有技术体系,联合产业链骨干企业,成功实现从“两条铁轨”向新能源、航空等战略新兴领域的系统延伸。通过“以轨带新、跨域协同”的拓展路径,正逐步构建起“技术同源、市场多元”的产业新生态,为国家绿色低碳战略与高端装备创新提供重要支撑。

社会效益突出

筑牢关键核心技术自主可控根基。紧密围绕国家重大战略需求,牵头攻克ETCS车载信号系统、智慧超级虚拟轨道列车等10余项首台套重大技术装备,有效填补了我国在轨道交通智能控制与新型运载工具领域的多项技术空白,为国家产业链供应链安全与高水平科技自立自强提供了坚实支撑。

赋能区域产业高质量发展。作为湖南省及非省会城市首家获批的国家制造业创新中心,通过构建“实验室-中试线-整车平台”梯次验证体系,有力补齐了湖南轨道交通产业从技术研发到工程化、产品化的关键环节,推动株洲由制造基地向全国轨道交通技术的策源高地与成果转化核心区跃升。依托中车株机等链主企业,协同长株潭城市群构建了“基础研究-中试验证-高端制造-智能运维-全球服务”的一体化产业生态,不仅带动集群内汇聚上下游企业超过500家,建成了全球规模最大、配套最全的产业基地,更依托该完整生态赋能我国轨道交通装备成体系、全链条走向世界,显著提升了一带一路沿线项目中的中国技术标准与装备的竞争力。

引领行业绿色低碳转型。积极践行“双碳”战略,以核心技术突破引领行业绿色革命。主导研发的全球首列氢燃料电池轻轨车已成功实现商业化示范运营,百公里氢耗低至4.5公斤,实现全程“零排放”运行,全生命周期碳排放较传统燃油机车降低超90%。在制造环节,率先应用激光清洗、甲醇制氢等环保工艺,替代传统高污染作业,减少化学试剂使用量超60%。其中,单台激光清洗设备年均可获碳交易收益2万至5万元,并以远超GB16297国家环保标准的排放水平,为行业提供了可复制、可推广的绿色制造系统解决方案。

品牌效益卓越

树立行业管理创新典范。首创的“三个一公里”成果转化模式获国家层面高度认可,相关协同创新模式亦获评省级管理创新成果。该模式已从轨道交通领域凝练为具有普适意义的“系统范式”,被江苏、广东等多地省级创新平台借鉴引入,并在新能源汽车、高端装备等战略新兴领域实现跨行业推广,逐步成为推动中国制造业体系化协同、高质量发展的典型样本。

抢占全球行业标准话语权。系统构建“技术-标准-认证”一体化推进体系,在国际标准领域实现关键突破。同时,累计参与或主导制定国际、国家、行业及团体标准31项,企业技术标准22项,有效填补智能运维、氢能应用等前沿领域标准空白。

打造国家级创新“金名片”。在国际标准化领域,代表中国深度参与IEC/TC9等国际组织,推动我国标准贡献率跃居全球第五,并助力双层动车组、调车机车等核心装备通过欧盟TSI认证,实现“株洲造”高端轨道交通系统服务“一带一路”基础设施建设,产品出口覆盖全球百余个国家和地区,出口规模稳居全国首位。“跨地域、跨领域、跨学科、跨专业”的协同模式被国家制造强国建设战略咨询委员会作为典型案例全国推广,成为“十四五”时期高能级平台建设的示范标杆。

综上所述,通过打通成果转化“三个一公里”,成功构建起以“公司+联盟+创新联合体”为核心的科创生态体系,在经济效益、社会效益与品牌效益上实现全面突破,进一步夯实了我国轨道交通装备产业的创新根基,主动服务制造强国、“双碳”目标与“一带一路”倡议等国家战略,为高水平科技自立自强提供了坚实支撑。

THEEND

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