RAL國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)業(yè)價值創(chuàng)新實(shí)踐

□ 陳桂云 郁培麗

一、研究背景

東北大學(xué)軋制技術(shù)及連軋自動化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（以下簡稱“RAL”），前身是建于1950年代的東北工學(xué)院軋鋼實(shí)驗(yàn)室，擁有三連軋機(jī)等多個設(shè)備科研團(tuán)隊(duì)。1991年，RAL獲得國家批復(fù)，開始建設(shè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；1995年，實(shí)驗(yàn)室通過國家驗(yàn)收，由兼?zhèn)淅碚撆c創(chuàng)新實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的王國棟教授出任實(shí)驗(yàn)室主任，肩負(fù)起支持產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的使命。RAL從為鋼鐵企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)起步，在與企業(yè)深度融合創(chuàng)新過程中，不斷推出新技術(shù)、新工藝、新裝備、新材料，相關(guān)產(chǎn)品批量應(yīng)用于以艦船、海工平臺、第三代核電站等為代表的國家重點(diǎn)工程、重大裝備上，批量出口至美國、英國等十多個國家。

現(xiàn)有理論表明，大學(xué)會在產(chǎn)業(yè)形成初期提供知識、咨詢服務(wù)，但其影響力會逐步減弱。但在大規(guī)模技術(shù)引進(jìn)情境下，RAL長期致力于產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，成為產(chǎn)業(yè)技術(shù)的策源地。另有理論指出，堅(jiān)持開發(fā)式創(chuàng)新和探索式創(chuàng)新的知識密集型組織在理論上有可能與在位企業(yè)進(jìn)行價值共創(chuàng)，從而使整個創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)受益。本文在洞察RAL產(chǎn)業(yè)價值創(chuàng)新歷程演進(jìn)的基礎(chǔ)上，分析創(chuàng)新生態(tài)演進(jìn)、多主體價值共創(chuàng)、科學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)互動情況，揭示產(chǎn)學(xué)合作價值創(chuàng)新機(jī)制。

二、RAL產(chǎn)業(yè)價值創(chuàng)新歷程演進(jìn)

1.多方服務(wù)產(chǎn)業(yè)，立足市場需求創(chuàng)新

在創(chuàng)建之初，RAL大量參與開發(fā)式創(chuàng)新，憑借自身積累的技術(shù)承擔(dān)國家“八五”“九五”攻關(guān)項(xiàng)目及國家自然基金項(xiàng)目等國家重大科技攻關(guān)任務(wù)，與撫鋼、寶鋼、武鋼、鞍鋼等大型骨干鋼鐵企業(yè)合作研發(fā)；大批師生長期深入寶鋼生產(chǎn)現(xiàn)場學(xué)習(xí)外國先進(jìn)技術(shù)，為企業(yè)提供技術(shù)改進(jìn)服務(wù)；派出青年教師與三菱、西門子等企業(yè)開展聯(lián)合設(shè)計(jì)研發(fā)。

RAL始終堅(jiān)持理論探索，最早提出用人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測鋼材性能，進(jìn)行相應(yīng)的軟件消化學(xué)習(xí)與開發(fā)；超越同行，完成用剛塑性有限元求解軋制問題時極值點(diǎn)的唯一性猜想和證明；還長期資助國內(nèi)外學(xué)者開展開放課題研究，與國內(nèi)外大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系。

立足市場需求創(chuàng)新是RAL實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)，也體現(xiàn)了其企業(yè)家精神。熱軋薄帶比冷軋產(chǎn)品有100美元/t的成本優(yōu)勢，這促使RAL瞄準(zhǔn)熱軋技術(shù)，利用產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)和理論攻關(guān)，花費(fèi)10年時間成功研制出三連軋機(jī)、熱力模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)等實(shí)驗(yàn)裝備。因?yàn)榧夹g(shù)有市場需求，RAL成功尋找到無錫和新余的民營企業(yè)采用其窄帶生產(chǎn)線，并與之結(jié)成長期創(chuàng)新合作伙伴。

2.切入主流設(shè)備，合作突破前沿技術(shù)

實(shí)驗(yàn)室三連軋機(jī)的突破為RAL創(chuàng)造了進(jìn)入主力生產(chǎn)設(shè)備市場的機(jī)會。RAL在1998年贏得了首鋼3 500 mm中厚板軋機(jī)改造項(xiàng)目，改造完成后，負(fù)差盈重率、薄規(guī)格成品成材率創(chuàng)出中板廠歷史最好水平。RAL由此實(shí)現(xiàn)了大型主力軋機(jī)的國產(chǎn)化，并推廣到10余家中板廠。與此同時，RAL實(shí)現(xiàn)了各類實(shí)驗(yàn)機(jī)的工程化、系列化、商品化，并與10余家企業(yè)建立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。

1998年，RAL主任王國棟教授爭取到承擔(dān)超級鋼開發(fā)13個課題中最初級的400 MPa級軋制晶粒細(xì)化研究，這是日、美、韓競相投入研發(fā)的鋼鐵界國際前沿課題。RAL發(fā)揮了創(chuàng)新熱力模擬機(jī)和鋼材組織性能預(yù)測技術(shù)的雙重優(yōu)勢，先后與寶鋼、鞍鋼、本鋼合作完成超級鋼的開發(fā)，用超級鋼代替同強(qiáng)度級別的低合金高強(qiáng)度鋼可降低成本200～300元/t。

3.深入產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，原創(chuàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)共贏

2005年，為解決科研創(chuàng)新成果局限于實(shí)驗(yàn)室的困局，RAL主任王國棟院士提出了研發(fā)-工程-推廣-服務(wù)（R&DES）一體化創(chuàng)新機(jī)制與理念。RAL以超級鋼的研究成果為起點(diǎn)，廣泛調(diào)研現(xiàn)存設(shè)備，研發(fā)中厚板輥式淬火機(jī)，2006年與太原鋼鐵（集團(tuán)）合作完成首臺套，2011年在南鋼4 700中厚板生產(chǎn)線國際招標(biāo)中勝出。RAL的淬火機(jī)已推廣到10多家企業(yè)，同時建立了太鋼、馬鋼、包鋼、寶鋼不銹鋼、首鋼、沙鋼等中試基地。

RAL在超級鋼研發(fā)中發(fā)現(xiàn)了原始創(chuàng)新契機(jī)，2001年開啟了具有減少投資、降低能耗、降低排放、環(huán)境友好等優(yōu)勢的短流程技術(shù)研發(fā)。2015年綠色化薄帶連鑄電工鋼生產(chǎn)技術(shù)（E2Strip）開發(fā)成功，被評為年度世界鋼鐵工業(yè)十大技術(shù)要聞之一；2017年武鋼半工業(yè)-半實(shí)驗(yàn)高硅鋼示范線完工，研制的鋼材可用于航母用電磁彈射系統(tǒng)、潛艇靜音電磁系統(tǒng)、高效率且低噪音輸變電系統(tǒng)等。2008年，RAL開始部署本領(lǐng)域國際前沿的熱點(diǎn)課題研究，同時支持年輕科研人員的原創(chuàng)性自由探索。

4.強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合創(chuàng)新，智能低碳創(chuàng)新探索

2016年，RAL牽頭“鋼鐵共性技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心”，與舞陽鋼鐵、寶鋼等國內(nèi)20余家單位參與承擔(dān)的“高強(qiáng)度、大規(guī)格、易焊接海洋工程用鋼及應(yīng)用”等多個推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)躍遷的跨產(chǎn)業(yè)協(xié)作項(xiàng)目，成效顯著。2016年，河鋼集團(tuán)有限公司與東北大學(xué)聯(lián)合共建“河鋼東大產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院”，RAL師生對河鋼集團(tuán)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行“起底式”診斷、“靶向式”攻關(guān)。RAL還超越鋼鐵產(chǎn)業(yè)，與廣西南南鋁、山東南山鋁等公司合作進(jìn)行鋁、銅的冶煉加工設(shè)備與工藝的創(chuàng)新；面向產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，與河鋼、漣鋼等鋼鐵企業(yè)，以及華為等信息通信企業(yè)合作，組建聯(lián)合創(chuàng)新中心、智能制造研究院等合作機(jī)構(gòu)。

在東北大學(xué)校內(nèi)，采礦、冶金、自動控制等專業(yè)團(tuán)隊(duì)的加入，使RAL進(jìn)入冶金全流程創(chuàng)新階段。冶金團(tuán)隊(duì)的高端裝備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鞍鋼、寶武等國內(nèi)10余家重點(diǎn)企業(yè)的20多條生產(chǎn)線；采礦團(tuán)隊(duì)采礦技術(shù)與裝備已經(jīng)成功應(yīng)用于鞍鋼、酒鋼及非洲贊比亞等難選礦生產(chǎn)線。面向未來，RAL領(lǐng)銜東北大學(xué)低碳鋼鐵前沿技術(shù)研究院，緊盯鋼鐵-化工-信息-材料-能源深度交叉融合的發(fā)展趨勢，推進(jìn)環(huán)境友好型鋼鐵、化工、氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

RAL的產(chǎn)業(yè)價值創(chuàng)新歷程演進(jìn)見圖1。

圖1 RAL的產(chǎn)業(yè)價值創(chuàng)新歷程演進(jìn)

三、產(chǎn)學(xué)合作產(chǎn)業(yè)價值創(chuàng)新啟示

1.產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)生態(tài)系統(tǒng)

從創(chuàng)新歷程演進(jìn)看，RAL最初為產(chǎn)業(yè)提供知識和技術(shù)服務(wù)，進(jìn)行開發(fā)式創(chuàng)新，雖然與產(chǎn)業(yè)建立了較廣泛的聯(lián)系，但不足以形成產(chǎn)學(xué)互動。促使RAL超越一般情境深入產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)的基礎(chǔ)是RAL的實(shí)驗(yàn)平臺，該平臺為RAL進(jìn)入主流設(shè)備市場、突破領(lǐng)域前沿技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。同樣重要的是RAL的企業(yè)家精神：基于對產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求的洞察進(jìn)行技術(shù)探索和突破設(shè)備瓶頸；勇于抓住進(jìn)入產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和前沿技術(shù)研發(fā)的機(jī)會。

2.產(chǎn)學(xué)雙方的價值收獲

在產(chǎn)學(xué)合作中，RAL的價值收獲包括：學(xué)習(xí)產(chǎn)業(yè)知識，培養(yǎng)人才和建設(shè)實(shí)驗(yàn)平臺；深入理解產(chǎn)業(yè)技術(shù)需求，確定創(chuàng)新方向；與企業(yè)建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、中試基地，促使最新技術(shù)得到驗(yàn)證和推廣；整合資源，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)的深度變革。在此期間，產(chǎn)業(yè)的價值收獲包括：得到優(yōu)質(zhì)低價技術(shù)服務(wù)和設(shè)備；聯(lián)合進(jìn)行探索性創(chuàng)新，彌補(bǔ)創(chuàng)新能力不足，突破技術(shù)瓶頸，汲取創(chuàng)新紅利；結(jié)成跨產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，集結(jié)創(chuàng)新資源突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸。

3.產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)關(guān)系演進(jìn)

RAL的產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)實(shí)現(xiàn)了良性循環(huán)，為雙方帶來巨大收益，其背景和演進(jìn)過程值得關(guān)注。一是鋼鐵產(chǎn)業(yè)依靠技術(shù)引進(jìn)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展是捷徑，但存在投資巨大、后期服務(wù)費(fèi)用高昂、低水平競爭等問題，難以形成核心競爭力。二是以軟件為內(nèi)核的現(xiàn)代鋼鐵冶金技術(shù)使具有交叉學(xué)科優(yōu)勢的RAL相較于技術(shù)基礎(chǔ)薄弱的大型鋼鐵企業(yè)有獨(dú)特優(yōu)勢，巨大而多樣的技術(shù)市場需求又為RAL提供了較大的創(chuàng)新空間。三是RAL的創(chuàng)新切入點(diǎn)是產(chǎn)業(yè)的技術(shù)薄弱環(huán)境，如引進(jìn)設(shè)備的技術(shù)改造、資金和技術(shù)實(shí)力相對薄弱的企業(yè)等。四是真正使RAL擁有領(lǐng)導(dǎo)力的是世界領(lǐng)先的技術(shù)和設(shè)備，以及幫助企業(yè)突破瓶頸技術(shù)實(shí)現(xiàn)收益的創(chuàng)新積累。

4.產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)的機(jī)制

從RAL的產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)實(shí)踐（見圖2）可看出：人才是起點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)平臺是基礎(chǔ)，企業(yè)家精神推動開發(fā)式創(chuàng)新和探索式創(chuàng)新開展，形成動態(tài)能力；開發(fā)式創(chuàng)新立足市場機(jī)遇實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)價值共創(chuàng)；探索式創(chuàng)新聚焦技術(shù)機(jī)遇實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)價值共創(chuàng)；在產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)中，大學(xué)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新能力提升，產(chǎn)業(yè)合作伙伴根據(jù)需求汲取產(chǎn)學(xué)合作價值。

圖2 產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)機(jī)制

四、結(jié)束語

本文基于創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)理論，在梳理RAL產(chǎn)業(yè)價值創(chuàng)新歷程演進(jìn)的基礎(chǔ)上，分析了產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)系統(tǒng)的形成、產(chǎn)學(xué)雙方的價值收獲及產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)關(guān)系的演進(jìn)，總結(jié)了產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)機(jī)制。RAL的產(chǎn)學(xué)價值共創(chuàng)經(jīng)驗(yàn)值得相關(guān)單位學(xué)習(xí)和借鑒。