美国国防创新实验单元剖析与启示
发布时间:2018-09-04

  【编者按】 “国防创新实验单元”(Defense Innovation Unit Experimental,DIUx)是美国国防部在硅谷成立的常设科技成果转化试验组织机构,主要负责将民间的新兴前沿技术引入国防部,是美国国防部和硅谷的桥梁。本期信息速递梳理分析DIUx发展历程、主要职责、运行模式,以及取得的成效,并提出促进我国民用技术转军用的建议。

  一、国防创新实验单元(DIUx)基本情况

  2014年,美国政府发布《四年一度防务评审》(QDR)报告,将创新确立为美国国防战略的主线。同年底,美国国防部提出第三次“抵消战略”[1],美国国防部战略能力办公室、军种实验室、项目管理部门都在不断强化自身的创新能力。

  长期以来,美国国防部的技术创新一直作为美国国家安全能力强有力的支撑,并屡屡引领技术创新潮流。新世纪以来,创新技术往往由政府投资和主导的态势已经发生改变,技术创新方式更为灵活,军民两用的趋势更明显,以信息技术为代表的两用技术已经由商业公司引领发展。同时,美国严格控制国防预算支出规模,美军响应作战要求的周期越来越短,传统由政府单向主导、官僚化的管理模式逐渐脱离技术创新的需要,不再适应当前的环境。因此,在寻求新技术时,五角大楼不得不把眼光投向外部商业创新公司,从而发现中小企业在推动国防科技创新中的重要支撑作用。

  在此背景下,国防创新实验单元(DIUx)应运而生,在组织架构、职能任务和运作模式等方面进行了大胆创新,从全新的角度做出尝试,顺应当前创新竞争的大环境,使国防部从非传统商业领域获得技术创新,并解决当前面临的诸多问题,加速国防科技快速发展,重新巩固美军技术和能力优势。

  DIUx由美国前国防部部长阿什顿·卡特于2015年4月宣布成立,2015年8月正式运营。2016年5月,卡特宣布对DIUx进行调整,将其从1.0升级为2.0(依照软件版本升级形式命名)。

  (一)DIUx主要职责

  DIUx作为军民两用技术科技成果转化的核心机构,发挥着“联结”和“沟通”作用。DIUx并不是直接资助感兴趣的技术,而是发现有价值的技术后,与国防实验室或项目执行官建立联系,由后者去获得更多的技术信息。其主要任务包括[2]:加强并构建国防部与企业之间的联系,使国防部获取前沿的商业技术和人才;将前沿的商业技术转移到国防部,确保作战人员的战场优势;简化创业公司和非传统成员参与国防工业采办的路径;利用合同、竞赛等手段解决国防部面临的问题,同时维持企业家和投资者对美国面临技术挑战的兴趣;吸引最出色的科学家和工程师,通过DIUx,私营公司可以选择派遣年轻的技术人员到国防部工作1-2年。

  作为跟美国国防部高级研究计划局(DARPA)同样专注于创新的机构,其与DARPA的不同在于,DARPA更关注内部的军事科技创新,而DIUx更注重借助外部创新,主要是商业技术的创新来推动国防创新。DARPA的创新是由内而外,DIUx是由外向内。而且DIUx管理方式灵活高效。摆脱了传统办事制度繁琐的约束,军方工作人员和企业沟通联系紧密,便于开展合作和协调。目前,DIUx项目已经直接支撑了国防部多个机构,主要包括空军航空与导弹系统中心、陆军医务司令部、陆军情报和安全司令部、网络司令部、特种作战司令部、海军第十舰队等。

  (二)DIUx组织机构

  DIUx成立之初,由合伙人和高级领导及员工组成,共50余人。其中,合伙人3位,高级领导共5位,剩下的40余人是从事具体工作的员工。在DIUx 1.0向DIUx 2.0的转型过程中,DIUx团队分成了3个小组[3]。

  1、军民对接小组

  军民对接小组主要负责把民间公司引入到解决军事技术问题上,同时把军事技术介绍给民间公司。

  2、成果转移小组

  成果转移小组主要负责将已经成熟、直接可以为军所用的商业技术,或者需要进行大幅度适应性修改的相关技术,转移到国防部。

  3、风险投资小组

  风险投资小组负责捕捉和辨识潜在的商业技术,探索在军事领域应用的潜在价值。值得注意的是,DIUx的风险投资小组与市场上的风险投资公司存在本质的区别,风险投资公司只负责发现好的苗子,一般不负责后续的成熟孵化,而DIUx的风险投资小组却从支持基础前沿科学探索开始,一直到关键技术攻关和样机研发都有所关注。

  二、DIUx运行模式

  (一)DIUx1.0运行模式

  DIUx成立以来,国防部一直强调其联结国防部和创新型公司的功能,强调其“X”实验特征,并允许其作为新生事物可以不断尝试和失败。DIUx1.0运行模式如下图所示。

图1.DIUx 1.0运行模式

  DIUx的理想运行模式是:初创公司提出创新性的想法——被DIUx认可并注入少部分资金——DIUx的认可促使初创公司加大投入,同样也吸引了风险投资的进入——借助民间资本使新技术得到发展,为国防部所用——初创公司拿到军方订单,做大做强,使新兴企业、军方和投资者都受益。国防部对DIUx报以太大期望,称其为“同类中的首创”,赋予了它“太过完美”的职能目标。DIUx 1.0参照国防部的组织模式,接受国防部长办公室事无巨细的管理,运营了八个月,却没有取得实质性进展。DIUx的办公室主任乔治·杜查克认为,DIUx 1.0模式的失败,主要在于国防部与创新企业匹配后,没有持续的跟踪和服务能力。

  (二)DIUx2.0运行模式

  2016年5月,卡特做出大胆举措,宣布对DIUx进行调整,将其从1.0升级为2.0。同1.0相比,2.0总体而言更为务实,可操作性也更强,为后续发展奠定了基础。其改变主要包括如下几个方面:

  1、团队结构

  在团队结构上,选择的基本上是既有丰富创新公司背景,又对五角大楼或者联邦政府运行有深刻理解的人员,便于双方的沟通和交流。此外,还吸收了大量预备役人员参加,丰富了人力资源构成。

  2、决策流程

  在决策流程上,由于可以直接向国防部长汇报,DIUx的决策时间将更短,反应速度也将更快。值得关注的是卡特还将指导DIUx与DARPA等组织建立联系,为项目可行性增加了保障,也便于有实质的成果落地。

  3、采办模式

  DIUx 2.0采用风险投资的采办模式,鼓励寻求有潜在创新与突破的领域,风险较高,但是允许相关投资的失败并且要求投资回报周期短。该小组的投资周期与商业领域的周期相似,一般在3至6个月,与传统获取技术与产品的数以年记的采办周期有很大差异。

  4、运营模式:

  采用“商业开放解决方案”,主要是以下四个阶段:

  (1)初步方案提供阶段

  首先,DIUx在其网站上发布一个需要解决的问题,例如,他们希望寻找一种能够发现网络系统未知漏洞的新方法,一种能够快速将3D打印微型飞行器批量生产的新方法。然后,任何感兴趣的商业公司都可以介绍他们的技术信息以及如何解决这个问题的方案。提交方需提交一份解决方案概要,主要包括标题页、执行概要、技术概念、公司的生存能力。

  该阶段的评估分三部分,首先评估技术观念的价值优势即在政府目的领域的可行性;然后对概念/技术/方案与政府目的领域的相关性以及提议的创新性、独特性和可利用性进行评估;最后政府会评估公司实力和提出方案的商业可行性,并将根据外部市场的研究来评估公司的生存能力。如果DIUx对递交的方案感兴趣,会在30天内回执。

  (2)提案展示阶段

  这一阶段公司通过面对面演示或提交书面意见向政府展示,需包括更多的细节以及技术和商业上的可行性。主要标明:价格/时间表的估算、国防效用、运行影响、技术原型、数据权力声明。该阶段将会基于以下因素进行评价:1)提案与增强DOD任务有效性的相关程度;2)粗略估算价格的可接受程度;3)大致进度表;4)非传统和或小企业参与或分担1/3费用的公司情况;5)提案要具备开发样机的条件;6)相关数据权属。

  (3)提案评估阶段

  如果DIUx认为解决方案和国防部的需求匹配度良好,则需要递交一个完整的提案——这是谈判拟议合同的所有条款和条件的开始。这一阶段主要讨论提案的想法和细节。由技术提案和提案价格/成本/进度两部分组成。

  提案由政府的专家基于以下标准进行评估:1)提案与破坏性防护能力的相关程度,包括加速创新发展对第三次“抵消战略”促进的程度;2)提案尤其创新方案的技术优势;3)提案执行计划的现实性和充分性;4)价格的现实性和合理性。

  (4)合同签订阶段

  根据评审结果和经费的实际情况,DIUx将会与最合适的单位签订合同。合同为固定价格,使用“其他交易协议”(OT)的基本类型[4]。OT类似于商业合同,可以不受绝大部分政府采购法规和规章束缚,允许政府更加快速及简便的与企业签订合同,从而避免部分最具创新性的商业公司因手续繁琐不愿意为国防部开展研发工作。协议官将直接参照OT的条款和条件(包括支付)与公司进行谈判。

  尽管DIUx的成立和运营仍处在探索阶段,但却是美国国防领域一次革命性的尝试,它将与DARPA等传统创新机构互为补充,有力推进美国国防科技快速发展。

  (三)DIUx 2.0特点分析

  1、管理非行政化

  在组织模式上,DIUx不再照搬国防部的组织管理模式,领导层为合伙人制度,管理层级减少,结构扁平化。在团队结构上,选择的基本上是既有丰富创新公司背景,又对国防部或者联邦政府运行有深刻理解的人员,便于双方的沟通和交流。

  2、规模不断扩大

  截至2017年10月,DIUx在五角大楼、硅谷、波士顿、奥斯汀均成立了办公室,据悉DIUx将遍布美国各大技术创新中心。在2017年度国防预算申请中,国防部计划给DIUx 拨付3千万美元,可直接投给拥有先进军事技术的非传统承包商。同时,国防部还将联合军兵种投资,并努力建设更多投资渠道。

  3、决策更加简化

  DIUx可以直接向国防部长汇报;DIUx有很多在人事任命方面的特别授权;美国通过特别法律条款,允许DIUx在收到提案后仅60天内就投资;直接签订500万美元以下合同,无须通过国防部常规采办流程,尤其针对作战和维护方面合同;召开50万美元以下的会议不需要通过常规渠道获得批准;拥有自行发布广告、通告和方案的权力。这些“特权”这一方面显示了国防部对其重视程度高,一方面也有利于快速决策,反应速度也将更快。

  三、DIUx案例与成效

  (一)DIUx关注领域

  DIUx近期关注的五大前沿技术领域分别是:[5]。

  1、人工智能

  能够为实时对抗服务的人工智能和机器学习。现在限制人工智能在军事领域应用的关键是短时间、强对抗的交战环境能够提供的机器学习样本数量太少,导致人工智能难以在对抗环境中施展,所以DIUx关注的主要是具备自主学习能力的人工智能。

  2、无人系统

  重点关注人机协同和编队技术,或者与无人系统对抗的技术。

  3、人类系统

  能够通过增强人体生存能力、训练水平和生化保护等技术,应对新兴的生物威胁;人类系统,在提高生存能力、培训、生物医学保护和绩效的同时,应对新出现的生物威胁。

  4、信息系统

  能够使战斗人员实时获得和使用交战信息的信息技术,特别强调实时性,战场瞬息万变,延迟或宕机都不能接受)。

  5、航天技术

  随时进入太空、全天候卫星服务和天基互联网等航天技术。太空资产往往防护能力差,容易被摧毁,这就需要随时补充太空资产的能力。

  (二)DIUx项目介绍

  DIUx通过联系国防部合作伙伴(如军事部门、作战部队、国防部长办公室、国防机构)和特定公司来签订试点合同,通常签订一个试点合同需要90天左右,试点项目资金主要来源为国防部合作伙伴,DIUx在项目上每投资1美元,国防部合作伙伴通常需要投资3-4美元,同时,DIUx努力建设更多投资渠道,包括风险投资。现介绍DIUx签订的典型试点项目。

  “无人水面艇”。合同客户:国防部,授予公司:Saildrone,合同价值150万美元。目前,海上科学数据及海事信息的收集工作在全球很多地区都存在挑战。有人艇成本高,一般数量不足且无法到达某些区域。该合同致力于风力驱动、可在水面航行的自主平台,为海军提供持久的海上监视与侦察,且能够在无人驾驶情况下进行自主航行。

  “反UAS项目”。客户:USMC战斗实验室;联合临时威胁组织。授予公司:Sensofusion(Milton,DE和纽约)。由于无人机系统(UAS)的进步,国家和非国家行为者对国防部行动的威胁正在增加。 DIUx已经与几个国防部合作,利用商业技术来增加反UAS能力。 Sensofusion的项目旨在利用其独特的射频传感器在M-RZR单元上配对,以提供海军陆战队员对UAS威胁的高级警告。移动系统将能够在白天、夜晚和所有天气条件下被动地识别、跟踪并击败UAS。

  “对自主战术室内无人机的扩展”。客户:特种作战部队(SOF)和海军航空系统司令部(NAVAIR)。公司:Shield AI(San Diego, CA and Boston, MA)。鉴于DIUx于2016年10月宣布的Shield AI试点项目取得成功,该项目专注于室内自主测绘,SOF客户已与DIUx合作,将Shield AI无人机与当前的“海军无人机(UAV)”计划进行整合,将提高无人机将提高射程和能力。这项扩大工作已经表明了DIUxs将商业解决方案快速整合到现有DoD计划中的能力。

  “无创冷却技术”。客户:战斗伤亡护理研究项目,美国陆军外科研究所。授予公司:Qool Therapeutics(Menlo Park,CA)。该项目旨在推进低温治疗的最新技术,低温治疗是减轻作战伤害的关键概念。这项技术通过提供雾化冷冻盐水,对于改善患者预后心脏骤停、脊髓损伤、脑外伤能有很大进步。该技术的预期应用包括对患者的中枢器官(即肺,心脏和脑)的系统性冷却,以及药物或生物制剂向气道的递送。

  “数字辅助近距离空中支援平台”。客户:美国空军空中作战司令部。授予公司:Rockwell Collins (Richardson, )。该项目为联合终端攻击控制器、前进空中控制器和小型无人驾驶空中系统建立一个标准化平台和高性能平台接口。未来的开发人员和计划办公室人员可以使用更简单的插件系统来调整他们的接口,以适应每个任务的差距,而不是重新创建复杂的系统。

  “终端查询解决方案”。客户:国防部首席信息官/陆军,授予公司:Tanium,合同价值1270万美元。美国国防部拥有全球最大的企业网络之一,对该网络所有机器的状态(如补丁水平、配置等)进行持续跟踪,以及有能力对其加以修改。DIUx正与Tanium公司合作致力于“近实时的可视性及对网络终端的控制”,使网络防护人员能够更快地监视并应对威胁。

  (三)DIUx取得成效

  DIUx作为民间科技界交流的前沿桥头堡,帮助国防部与数百家公司企业建立了联系,成功将许多商业技术转移到国防领域中,使陆军、海军、空军和海军陆战队队员都从中收益。“商业开放解决方案”的运营模式产生了实实在在的成果,DIUx2.0在运营31天后就与Halo神经科学公司签署了协议,其具体试点合同金额与试点项目数如图2所示[6]。

图2.DIUx升级以后取得成效

  自2016年6月以来,截至2017年9月30日,DIUx已经在59个试点合同和两项生产合同授予了1.84亿美元。其中,这两个生产合同的签订标志着国防部首次成功根据其他交易(OT)授权生产合同,DIUx设计了这些生产OT合同,允许任何国防部实体购买和使用成功实施的技术,而无需分配时间和资源来制定新的合同。此外,由于DIUx的合并购买上限超过10亿美元,因此确保了这些技术可以扩展到整个部门。美国国防部在2017财年预算中为DIUx编列3000万美元,在2017年5月23日出台的2018财年预算中编列4500万或5400万。

  四、启示与建议

  美国国防部成立DIUx,成功将许多商业技术转移到国防领域中,探索出一条“民参军”的新路子。当前,我国正深入实施军民融合发展战略,在国防科技和武器装备领域,“民参军”是军民融合深度发展的重点,在推进“民参军”过程中,应当在思想观念、管理体制、运行机制上进行创新和突破,不断探索民转军工作的新途径、新方法和新措施,确保最先进的民用技术及时、快速应用于军事领域。为此,建议成立类似DIUx的机构,搭建专业化的民转军技术交流、对接、转移平台,采用更加市场化的管理方式和运作模式,快速捕捉和辨识具有潜在军事应用价值的商业技术,通过开发试验,转移到军事领域中应用,促进国防科技和武器装备创新发展。(中国航天科工集团知识产权研究中心 焦文慧、马曙辉、淦述荣供稿,桂立昌审校)

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  [1] 2015年1月,美国国防部副部长罗伯特。沃克在一次讲话中提出“第三次抵消战略”概念,此后,这一概念便成为众多论述和争鸣的焦点,目前,各种军事著作通常把“第三次抵消战略”定义为一种基于先进技术建立相对于对手的新的持久性竞争优势的思路。

  [2]国防科技要闻《美国推动国防科技创新的新尝试—国防创新试验小组》(ID:CDSTIC)作者:蔡文君,谢冰峰等

  [3] 卡特2016年7月在东部波士顿地区DIUx启动会上的演讲,原文标题为“Remarks On Opening DIUx East and

  Announcing the Defense Innovation Board”

  [4] OT:Other Transaction(OT)Authority,其他交易,是联邦机构用于获取或推进研发、技术原型的专用工具,OT不是合同、赠款或者合作协议,可以不受绝大部分政府采购法规和规章束缚,只有已经获得OT权利的的机构才能从事其他交易。

  [5] DIUx官网,网址:https://diux.mil/

  [6] 数据来源:DIUx季度报告,来自其官方网站:https://diux.mil/