科技創(chuàng)新評(píng)估體系實(shí)證研究

陳華雄王 健張兆成王冠杰

（1．科技部科技評(píng)估中心，北京 100081；2．北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院，北京 100191）

科技創(chuàng)新評(píng)估體系實(shí)證研究

陳華雄1王 健2張兆成1王冠杰1

（1．科技部科技評(píng)估中心，北京 100081；2．北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院，北京 100191）

為進(jìn)一步增強(qiáng)科技評(píng)估對(duì)科技創(chuàng)新發(fā)展的導(dǎo)向作用，優(yōu)化我國重點(diǎn)領(lǐng)域科技創(chuàng)新資源的配置，本文建立了重點(diǎn)領(lǐng)域科技創(chuàng)新評(píng)估體系?；诳萍碱I(lǐng)域全創(chuàng)新鏈評(píng)估模型，構(gòu)建了包括科學(xué)創(chuàng)造力、技術(shù)創(chuàng)新力、產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?、科技影響力、政策與條件保障力的評(píng)估指標(biāo)體系。以石墨烯新材料領(lǐng)域?yàn)槔M(jìn)行了實(shí)證研究，對(duì)世界主要國家石墨烯新材料領(lǐng)域的創(chuàng)新能力進(jìn)行了評(píng)估，所形成的評(píng)估結(jié)論為我國石墨烯領(lǐng)域科技資源配置的提供重要依據(jù)。

領(lǐng)域評(píng)估；科技創(chuàng)新；科技計(jì)劃；石墨烯；資源配置

1 引言

國際上通常利用R&D經(jīng)費(fèi)與科技創(chuàng)新人力資源指標(biāo)、論文與專利指標(biāo)以及GDP與進(jìn)出口指標(biāo)等對(duì)國家整體科技創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行評(píng)估，對(duì)世界主要國家的科技創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)估排名。形成的影響力較大的國家創(chuàng)新評(píng)估報(bào)告主要有：歐盟發(fā)布的《創(chuàng)新聯(lián)盟記分牌》[1-2]，世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織發(fā)布的《全球創(chuàng)新指數(shù)》[3]，世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布的《全球競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告》[4]，瑞士洛桑國際慣例學(xué)院發(fā)布的《世界競(jìng)爭(zhēng)力年度報(bào)告》。同時(shí)，中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院也發(fā)布了《國家創(chuàng)新指數(shù)報(bào)告》，福建師范大學(xué)和中國常駐聯(lián)合國代表團(tuán)科技組聯(lián)合推出了《世界創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)展報(bào)告》[5]。

國內(nèi)一些學(xué)者對(duì)區(qū)域?qū)用娴目萍紕?chuàng)新評(píng)估進(jìn)行了大量研究，崔俊富針對(duì)科技領(lǐng)域創(chuàng)造力的評(píng)估主要集中在科技創(chuàng)新能力評(píng)估[6]，唐炎釗采用區(qū)域科技創(chuàng)新能力模糊綜合評(píng)估模型對(duì)廣東省科技創(chuàng)新能力進(jìn)行綜合評(píng)估分析[7]，榮飛構(gòu)建了區(qū)域科技創(chuàng)新能力評(píng)估方法并進(jìn)行了實(shí)例研究[8]，楊大楷構(gòu)建了長江三角洲區(qū)域科技創(chuàng)新能力評(píng)估體系[9]，還有學(xué)者分別采用層次分析法（AHP）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RBF）和主成分分析等方法對(duì)區(qū)域科技創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)估研究[10-11]。一些學(xué)者還對(duì)具體領(lǐng)域的科學(xué)創(chuàng)新評(píng)估進(jìn)行了研究。張靜[12]從農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的知識(shí)創(chuàng)造能力和科技創(chuàng)新的知識(shí)應(yīng)用能力兩個(gè)方面構(gòu)建了農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力評(píng)估的指標(biāo)體系；王澤宇[13]運(yùn)用層次分析、綜合指數(shù)法對(duì)我國沿海地區(qū)海洋科技創(chuàng)新能力和海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行了評(píng)估；高峰[14]利用科技基礎(chǔ)水平、科技活動(dòng)投入、科技活動(dòng)產(chǎn)出、科技轉(zhuǎn)化能力4個(gè)綜合性指標(biāo)對(duì)民航領(lǐng)域的科技創(chuàng)新進(jìn)行了評(píng)估；周建[15]等提出一套覆蓋制造業(yè)企業(yè)全局的量化融合評(píng)估體系和評(píng)價(jià)方法。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)科技創(chuàng)新的評(píng)估都是圍繞科技創(chuàng)新投入、創(chuàng)新產(chǎn)出展開的，評(píng)估結(jié)果是對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行描述和縱向比較，缺乏對(duì)創(chuàng)新鏈重要環(huán)節(jié)的評(píng)估，對(duì)科技創(chuàng)新鏈上的資源配置參考價(jià)值不大。本文根據(jù)科技創(chuàng)新鏈重要環(huán)節(jié)產(chǎn)出建立科技領(lǐng)域全創(chuàng)新鏈評(píng)估模型，對(duì)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、產(chǎn)業(yè)化特重要環(huán)節(jié)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后基于創(chuàng)新鏈各環(huán)節(jié)競(jìng)爭(zhēng)力提出資源配置的建議。

2 評(píng)估的模型、指標(biāo)與方法

科技創(chuàng)新發(fā)展一般遵循“基礎(chǔ)研究—應(yīng)用研究—產(chǎn)業(yè)技術(shù)—產(chǎn)品及商業(yè)化”的演化發(fā)展鏈條。創(chuàng)新鏈各環(huán)節(jié)具有不同的產(chǎn)出與價(jià)值形式，基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)新的理論、規(guī)劃，形成論文和專著等知識(shí)；應(yīng)用研究形成技術(shù)專利、專有技術(shù)等形式的創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究形成生產(chǎn)工藝、試制產(chǎn)品等價(jià)值形式，最終技術(shù)的產(chǎn)品化和商品化通過市場(chǎng)化應(yīng)用產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。從創(chuàng)新發(fā)展演化鏈各環(huán)節(jié)產(chǎn)出的計(jì)算和分析，可以評(píng)估該重點(diǎn)領(lǐng)域的科技創(chuàng)造力、影響力，技術(shù)創(chuàng)新力及影響力，產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?，政策與條件保障力等內(nèi)容。據(jù)此建立的科技領(lǐng)域全創(chuàng)新鏈評(píng)估模型，如圖1所示。

圖1 科技領(lǐng)域全創(chuàng)新鏈評(píng)估模型

根據(jù)價(jià)值的表現(xiàn)形式，領(lǐng)域創(chuàng)新力評(píng)估的指標(biāo)包括5個(gè)一級(jí)指標(biāo)、15個(gè)二級(jí)指標(biāo)，如表1所示。其中，科學(xué)創(chuàng)造力包括科學(xué)論文創(chuàng)造的數(shù)量、科學(xué)網(wǎng)絡(luò)的中心性、科學(xué)研究的前沿性；技術(shù)創(chuàng)新力包括專利技術(shù)創(chuàng)新的數(shù)量、專利技術(shù)創(chuàng)新的質(zhì)量、技術(shù)市場(chǎng)的潛力；產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Π▏鴥?nèi)企業(yè)產(chǎn)業(yè)投入、技術(shù)或產(chǎn)品的成熟度、形成的產(chǎn)值；科技影響力包括科學(xué)影響力、技術(shù)影響力以及國際獎(jiǎng)勵(lì)情況；政策與條件保障力包括發(fā)展戰(zhàn)略的引導(dǎo)力、政策扶持力度以及經(jīng)費(fèi)與項(xiàng)目支持力度。

科技創(chuàng)新評(píng)估的方法是在指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，首先利用文獻(xiàn)計(jì)量分析方法和信息可視化工具（CiteSpace軟件），繪制研究領(lǐng)域、研究熱點(diǎn)等知識(shí)圖譜，研究計(jì)算得到的有關(guān)數(shù)據(jù)與科學(xué)研究宏觀特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系，采集表征科學(xué)研究的數(shù)量和指量指標(biāo)數(shù)據(jù)。其次應(yīng)用專利分析法、TDA、CiteSpace和Excel等方法和工具，對(duì)創(chuàng)新鏈重要環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，獲取量化指標(biāo)數(shù)據(jù)。再次利用產(chǎn)業(yè)與政策分析輔助工具快速采集國家部門、地方政府、企業(yè)、科研院所以及論文、專利庫的相關(guān)信息資料，形成有關(guān)政策支持、項(xiàng)目部署、成果應(yīng)用、產(chǎn)品銷售等結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)資料。然后采用綜合評(píng)估算法（Topsis算法）對(duì)領(lǐng)域創(chuàng)新鏈各環(huán)節(jié)的科技創(chuàng)新情況進(jìn)行綜合評(píng)估。最后邀請(qǐng)重點(diǎn)領(lǐng)域的多名專家，對(duì)領(lǐng)域分類與關(guān)鍵技術(shù)、評(píng)估指標(biāo)的科學(xué)性等議題進(jìn)行咨詢，對(duì)我國該重點(diǎn)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新情況進(jìn)行評(píng)議，并對(duì)排名評(píng)估的合理性進(jìn)行判斷，研討我國本領(lǐng)域科技創(chuàng)新中存在的不足，并對(duì)優(yōu)化創(chuàng)新資源配置提出合理化建議。

表1 領(lǐng)域創(chuàng)新評(píng)估的指標(biāo)體系

3 案例分析

現(xiàn)以評(píng)估世界主要國家石墨烯材料的創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力為例，來檢驗(yàn)本研究提出的評(píng)估體系。

（1）石墨烯科學(xué)創(chuàng)造力

據(jù)論文檢索和統(tǒng)計(jì)，在石墨烯領(lǐng)域有70個(gè)國家發(fā)表了相關(guān)論文，其中主要包括中國、美國、韓國、日本、德國、印度、新加坡、英國、法國、西班牙等。通過CiteSpace軟件，對(duì)主要國家發(fā)表石墨烯論文的引用頻率、中心性和前沿性進(jìn)行研究和采集數(shù)據(jù)。其中，引用頻率是指一個(gè)國家在該領(lǐng)域發(fā)表論文的共被引總數(shù)。科學(xué)創(chuàng)造前沿性是指知識(shí)圖譜中長時(shí)間研究的熱點(diǎn)，當(dāng)某項(xiàng)技術(shù)長時(shí)間持續(xù)被同領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者廣泛關(guān)注和應(yīng)用，將產(chǎn)生新的研究成果，則該技術(shù)成為技術(shù)發(fā)展的前沿。中心性是指一個(gè)國家發(fā)表的論文在科學(xué)知識(shí)引用網(wǎng)絡(luò)中的中心地位，或者一個(gè)研究主題在整個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中的核心位置。各主要國家發(fā)表石墨烯領(lǐng)域科學(xué)論文的中心性如圖2所示。其中國家名稱字號(hào)的大小表示被引次數(shù)的多少，節(jié)點(diǎn)的大小表示處于科學(xué)論文網(wǎng)絡(luò)的中心程度。

圖2 石墨烯領(lǐng)域各國論文數(shù)量及中心性

石墨烯領(lǐng)域主要國家科學(xué)創(chuàng)新指標(biāo)的表現(xiàn)如表3所示。中國在發(fā)表論文和被引數(shù)量上具有明顯優(yōu)勢(shì)，穩(wěn)居全球首位；英國在創(chuàng)新的前沿性上居全球第一；德國在創(chuàng)新的中心性上拔得頭籌。采用Topsis（逼近理想點(diǎn)）算法綜合評(píng)估石墨烯領(lǐng)域的科學(xué)創(chuàng)造力，美國在數(shù)量、中心性和熱點(diǎn)性上均取得了較好的成績(jī)，綜合排名全球第一，而德國、英國、中國、西班牙分別處于第二到第五位置。

（2）石墨烯技術(shù)創(chuàng)新力

各主要國家的專利技術(shù)指標(biāo)如表4所示。其中，專利數(shù)量指標(biāo)是一個(gè)國家所屬單位在該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量、有效專利數(shù)量的綜合評(píng)價(jià)值；專利質(zhì)量指標(biāo)是一個(gè)國家所屬單位在國外專利申請(qǐng)、PCT專利申請(qǐng)、國外有效專利數(shù)量的綜合評(píng)價(jià)值；技術(shù)市場(chǎng)潛力指標(biāo)是指在該領(lǐng)域國外專利申請(qǐng)的數(shù)量、比例的綜合評(píng)價(jià)值。從表4可知，中國在專利技術(shù)創(chuàng)新的數(shù)量上具有明顯優(yōu)勢(shì)，美國在技術(shù)創(chuàng)新質(zhì)量和技術(shù)市場(chǎng)潛力上均居全球首位。采用Topsis算法綜合評(píng)估石墨烯領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，美國綜合排名全球第一，中國、韓國、日本分別處于第二、三、四的位置。

（3）產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?/p>

發(fā)展?jié)摿χ饕侵钙髽I(yè)產(chǎn)業(yè)投資與投入、技術(shù)或新產(chǎn)品的成熟度、形成的產(chǎn)值等方面的情況。目前制備的石墨烯已經(jīng)達(dá)到了納米石墨烯薄片和石墨烯薄片的級(jí)別，但離單層石墨烯還有較遠(yuǎn)的距離。各國積極出臺(tái)政策，推動(dòng)石墨烯的產(chǎn)業(yè)化，一些石墨烯概念產(chǎn)品已經(jīng)在市場(chǎng)出現(xiàn)，嚴(yán)格意義上的石墨烯離產(chǎn)業(yè)化還有較遠(yuǎn)的距離，目前無法采集到產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)，不作量化計(jì)算評(píng)價(jià)。

（4）科技影響力

在國際上研發(fā)石墨烯材料的主要研究機(jī)構(gòu)有266家，其中科學(xué)創(chuàng)造能力前10的科研機(jī)構(gòu)具有很強(qiáng)的影響力。根據(jù)發(fā)表石墨烯論文的被引次數(shù)、創(chuàng)新中心性、研究的前沿性對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合排名，處于前10的機(jī)構(gòu)，日本、中國分別有3家，美國有2家，法國和西班牙分別有1家。中國科學(xué)院發(fā)表的論文數(shù)量及被引次數(shù)最多，日本大阪大學(xué)綜合研究能力最強(qiáng)。石墨烯領(lǐng)域共有240多名科學(xué)家發(fā)表了相關(guān)論文，排名在前10位的科學(xué)家具有很強(qiáng)的影響力。根據(jù)發(fā)表論文的被引次數(shù)、創(chuàng)新中心性和研究的前沿性，對(duì)石墨烯領(lǐng)域的科學(xué)家進(jìn)行排名。在綜合排名前10的科學(xué)家中，中國有1位（復(fù)旦大學(xué)的張遠(yuǎn)波）；美國有5位；英國有3位；荷蘭有1位。石墨烯領(lǐng)域共有2萬多項(xiàng)專利技術(shù)，排名在前10位的技術(shù)具有很強(qiáng)的影響力。根據(jù)申請(qǐng)專利的施引專利數(shù)量、技術(shù)的熱點(diǎn)性，對(duì)石墨烯領(lǐng)域的專利進(jìn)行排名。在綜合排名前10的專利中，美國有4項(xiàng)、德國、中國分別有2項(xiàng)，日本、韓國分別有1項(xiàng)。

表3 石墨烯領(lǐng)域主要國家科學(xué)創(chuàng)造力排名

表4 石墨烯領(lǐng)域主要國家技術(shù)創(chuàng)新排名

綜合來說，英國卓越科學(xué)家較多，最早發(fā)現(xiàn)了石墨烯的神奇功能，獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，科技影響力排名第一；美國、中國、日本、韓國分居第二、三、四的位置。其中，美國在科學(xué)和技術(shù)方面均有好的表現(xiàn)，一流的科研機(jī)構(gòu)和科學(xué)家較多、高水平的專利技術(shù)申請(qǐng)人和熱點(diǎn)專利的數(shù)量也較多。中國在熱點(diǎn)專利和高水平專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)的數(shù)量較多。

（5）政策與條件保障力評(píng)估

英國、德國、美國、日本、韓國、中國、歐盟等國家和地區(qū)出臺(tái)了創(chuàng)新戰(zhàn)略規(guī)劃和政策措施，不斷加強(qiáng)石墨烯技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的支持，培育發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的熱忱空前高漲，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用逐步加快。各國主要支持情況如3圖所示。

4 結(jié)論與建議

（1）本研究建立了科技創(chuàng)新鏈評(píng)估模型，按5個(gè)一級(jí)和15個(gè)二級(jí)指標(biāo)構(gòu)建了科學(xué)創(chuàng)造力、技術(shù)創(chuàng)新力、產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?、科技影響力、政策與條件保障力的評(píng)估指標(biāo)體系，采用文獻(xiàn)計(jì)量分析法和信息可視化方法、專利分析法、產(chǎn)業(yè)與政策分析輔助工具等方法與工具，利用Topsis綜合評(píng)估算法對(duì)各環(huán)節(jié)的科技創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行排名評(píng)估。

圖3 主要國家石墨烯領(lǐng)域的投入支持情況

（2）在案例的實(shí)證研究中，對(duì)世界主要國家石墨烯材料科技創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果顯示：在科學(xué)創(chuàng)造力方面，美國綜合排名全球第一；德國、英國、中國分別處于第二、三、四的位置。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Ψ矫?，目前制備的石墨烯已?jīng)達(dá)到了納米石墨烯薄片和石墨烯薄片的級(jí)別，一些石墨烯概念產(chǎn)品已經(jīng)在市場(chǎng)出現(xiàn)。在科技影響力方面，英國卓越科學(xué)家較多，相關(guān)研究獲得諾貝爾獎(jiǎng)，科技影響力排名第一；美國、中國、日本、韓國分居第二、三、四、五的位置。在政策與條件保障力方面，英國、德國、美國、日本、韓國、中國、歐盟等國家和地區(qū)出臺(tái)了創(chuàng)新戰(zhàn)略規(guī)劃和政策措施，全球培育發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的熱忱空前高漲，石墨烯的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用逐步加快。我國石墨烯科技和產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，在基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新上均處于前列，但在評(píng)估中發(fā)現(xiàn)有不足之處，對(duì)此針對(duì)有關(guān)資源配置提出以下建議。

一是基礎(chǔ)研究強(qiáng)的高校在專利技術(shù)上并不突出。建議各級(jí)政府充分發(fā)揮戰(zhàn)略、規(guī)劃、組織和協(xié)調(diào)作用，制定石墨烯發(fā)展技術(shù)路線圖，加強(qiáng)支持力度。

二是產(chǎn)學(xué)研合作成效不明顯。我國石墨烯科研成果集中在大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，企業(yè)掌握熱點(diǎn)技術(shù)專利不多，成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化規(guī)模不大。建議組織優(yōu)勢(shì)力量，建立以企業(yè)為主體，產(chǎn)—學(xué)—研—用協(xié)同創(chuàng)新體系，制備工藝與應(yīng)用研究同步推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)下游1～2個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的突破。

三是產(chǎn)業(yè)化存在重復(fù)建設(shè)。我國石墨烯及相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量不高，全國各地大量投入建設(shè)石墨烯產(chǎn)業(yè)園、產(chǎn)業(yè)基地。根據(jù)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律，石墨烯真正產(chǎn)業(yè)化還需要較長的時(shí)間，建議在國家層面上對(duì)石墨烯科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，結(jié)合各地科技和產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)有基礎(chǔ)和發(fā)展需求進(jìn)行科學(xué)布局，防止概念炒作和低水平重復(fù)投入。

四是政府對(duì)基礎(chǔ)研究和高端人才的投入有待加強(qiáng)。對(duì)石墨烯卓越科學(xué)家的投入不足，對(duì)微電子、半導(dǎo)體替代方面的重大基礎(chǔ)研究投入較少。建議加大投入力度，讓新銳科學(xué)家擔(dān)起重任，研發(fā)顛覆性、前沿技術(shù)，服務(wù)于國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和安全保障的重大需求。

[1] EUROPEAN COMMISSION. European innovation scoreboard 2016[R/OL]. [2017-03-15].http://ec.europa.eu/DocsRoom/documents/17822/.

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Demonstrate Research on Evaluation System of Science and Technology Innovation

CHEN Huaxiong1, WANG Jian2, ZHANG Zhaocheng1, WANG Guanjie1
(1. National Center for Science and Technology Evaluation, Beijing 100081; 2. School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University, Beijing 100091)

In order to strengthen the guiding role of technology evaluation for science and technology innovation, and to optimize the innovation resources and investment allocation, the evaluation system of science and technology innovation in key areas was established in this paper. Based on the evaluation model of science and technology innovation chain, the evaluation index system including scientific creativity,technological innovation, potential of industrial development, scienti fi c and technological in fl uence, policy and conditions is constructed in it. Evaluation of technological innovation empirically is studied in graphene area,and the innovation of graphene of the major countries is evaluated. The conclusion of the evaluation provides an important basis for the allocation of scienti fi c and technological resources in graphene area.

fi eld evaluation, technological innovation, science and technology plan, allocation of resources

F124.3；G322

A

10.3772/j.issn.1674-1544.2017.03.016

陳華雄（1975—），男，科技部科技評(píng)估中心副研究員，主要研究方向：科技評(píng)估、科技管理（通訊作者）；王?。?988—），男，北京航空航天大學(xué)博士研究生，研究方向：科技評(píng)估；張兆成（1980—），男，科技部科技評(píng)估中心高級(jí)工程師，研究方向：科技評(píng)估；王冠杰（1988—），男，科技部科技評(píng)估中心助理研究員，研究方向：科技評(píng)估。

2017年2月24日。