王少華，王克勤，牛振喜，高建偉，李 飛

創(chuàng)新是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力，是國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的核心要素。產(chǎn)學(xué)研合作是高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)共同發(fā)展，加強(qiáng)科技為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化，發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，培養(yǎng)高素質(zhì)人才，提高生產(chǎn)力水平的有效途徑［1］。

實(shí)踐證明，我國(guó)的產(chǎn)學(xué)研合作取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，得到了全社會(huì)的廣泛認(rèn)同［2］，同時(shí)關(guān)于產(chǎn)學(xué)研合作的學(xué)術(shù)研究也碩果累累［3］。金芙蓉等建立了包含“合作的經(jīng)濟(jì)績(jī)效”等6大準(zhǔn)則、13項(xiàng)具體評(píng)價(jià)指標(biāo)的產(chǎn)學(xué)研合作績(jī)效評(píng)價(jià)體系［4］;杜鵑等從內(nèi)部機(jī)制與外部條件兩方面分析了產(chǎn)學(xué)研合作中存在的問題，并提出了相應(yīng)對(duì)策［5］;王娟茹等將合作模式歸結(jié)為技術(shù)協(xié)作型、契約型和一體化型等3類，并詳細(xì)分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)、適用條件及其組織形式等［6］;魏奇鋒等分析了環(huán)境、組織、個(gè)人、知識(shí)等因素對(duì)知識(shí)共享的影響，并提出了促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟知識(shí)共享的途徑［7］。此外，也有學(xué)者從法律角度、知識(shí)產(chǎn)權(quán)角度、政府職能角度對(duì)保障產(chǎn)學(xué)研合作順利進(jìn)行了研究［8－10］。從上述研究文獻(xiàn)可以看出，目前我國(guó)學(xué)術(shù)界關(guān)于產(chǎn)學(xué)研合作的研究主要集中在問題與對(duì)策、合作模式、知識(shí)管理、績(jī)效評(píng)價(jià)、保障機(jī)制等方面，定性研究多，定量研究少;政策研究多，實(shí)際解決方案研究少。

產(chǎn)學(xué)研協(xié)同作為連接科技創(chuàng)新和技術(shù)商業(yè)化的跨組織合作模式，近20多年來得到了世界各國(guó)的普遍重視，并逐漸向跨區(qū)域化、國(guó)際化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展［11］。基于此，本文提出利用云計(jì)算建立產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，為解決產(chǎn)學(xué)研間的協(xié)同提供具體解決方案。

1 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新存在的問題及云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)

1.1 目前產(chǎn)學(xué)研合作存在的問題

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不同學(xué)科之間的相互滲透、交叉和學(xué)科綜合已成為當(dāng)今科技發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì);另一方面，學(xué)術(shù)與產(chǎn)業(yè)的結(jié)合更加緊密，兩者相互牽引，協(xié)同發(fā)展。當(dāng)前的產(chǎn)學(xué)研合作卻不能適應(yīng)這一新趨勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:

a.企業(yè)與科研單位互補(bǔ)機(jī)制不足。

在中國(guó)，高校、企業(yè)和研究院(所)是主要的科技創(chuàng)新主體。雖然企業(yè)資金雄厚，有一定的市場(chǎng)運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)，但技術(shù)積累不足，創(chuàng)新能力相對(duì)薄弱;高校和研究院(所)具有一定的技術(shù)儲(chǔ)備，但大多缺乏資金支持，而且高校和研究院(所)往往注重基礎(chǔ)研究，研究成果多因工程化能力薄弱而難以推廣應(yīng)用。由于當(dāng)前創(chuàng)新特別是重大創(chuàng)新，資金投入大，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)高，因此迫切需要在產(chǎn)學(xué)研各實(shí)體間建立良好的互補(bǔ)機(jī)制，使高校、企業(yè)和研究院(所)發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新。

b.科研資源的共享渠道不暢。

面向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新具有系統(tǒng)集成性，涉及多學(xué)科和多產(chǎn)業(yè)，研發(fā)周期較長(zhǎng)，科技創(chuàng)新的系統(tǒng)性和復(fù)雜性大大增加，需要各個(gè)環(huán)節(jié)緊密配合，任何一個(gè)單位都不可能擁有創(chuàng)新所需的全部技術(shù)儲(chǔ)備、數(shù)據(jù)規(guī)范、設(shè)計(jì)軟件、試驗(yàn)平臺(tái)等要素，這就需要有完善的資源共享機(jī)制，以降低資源獲取的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)也可避免重復(fù)投資和建設(shè)。

c.各創(chuàng)新主體、政府、第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)等耦合松散。

目前，技術(shù)、經(jīng)貿(mào)、教育等各系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制不盡相同，政府對(duì)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的管理，如管理機(jī)構(gòu)、程序、制度和政策等都不盡完善［12］。各創(chuàng)新主體、政府、第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)等耦合松散，缺乏統(tǒng)一的協(xié)調(diào)手段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研間的協(xié)同工作，導(dǎo)致創(chuàng)新效率低下。

1.2 云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算是一種商業(yè)計(jì)算模型，它將計(jì)算任務(wù)分布在由大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使用戶能夠按需獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)［13－14］。利用云計(jì)算技術(shù)，用戶可以動(dòng)態(tài)申請(qǐng)部分資源，支持各種應(yīng)用程序的運(yùn)轉(zhuǎn)，無需為細(xì)節(jié)而煩惱，能夠更加專注自己的業(yè)務(wù)，有利于提高效率、降低成本和技術(shù)創(chuàng)新［15］。

本文基于云計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建由政府主導(dǎo)，企業(yè)、高校、研究院(所)及第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)參與的集資源共享、協(xié)同開發(fā)、信息交互、管理服務(wù)等為一體的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，促進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)學(xué)研各創(chuàng)新要素的發(fā)現(xiàn)、調(diào)配、共享和整合，有助于提高提升產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新水平和效率。同時(shí)，運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)建立產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)還具有以下優(yōu)勢(shì):

a.經(jīng)濟(jì)性。平臺(tái)的基礎(chǔ)設(shè)施由政府統(tǒng)一建立，各創(chuàng)新實(shí)體無需采購(gòu)昂貴的設(shè)備。同時(shí)設(shè)備由政府統(tǒng)一進(jìn)行維護(hù)和管理，既可以保證較高的維護(hù)質(zhì)量，也能通過規(guī)?；?yīng)降低成本。

b.專業(yè)性。政府可將平臺(tái)的維護(hù)和升級(jí)工作委托給大型IT企業(yè)，整個(gè)平臺(tái)由開發(fā)方根據(jù)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的需求開發(fā)，并不斷升級(jí)，各創(chuàng)新實(shí)體專注于通過平臺(tái)尋找合作伙伴、確立項(xiàng)目和獲取科研資源，以提高科技創(chuàng)新能力。

c.靈活性?！霸啤钡氖褂每梢詣?dòng)態(tài)伸縮，各單位可以根據(jù)自己的實(shí)際需求向政府租用服務(wù)，既滿足需求，同時(shí)又不會(huì)造成資源浪費(fèi)。

d.可靠性。云計(jì)算平臺(tái)由專業(yè)的IT企業(yè)建立，由大量商用計(jì)算機(jī)組成集群向用戶提供數(shù)據(jù)處理服務(wù)，采用多種專業(yè)的故障處理和容災(zāi)技術(shù)，可以保障協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)的連續(xù)性。

2 基于云計(jì)算的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)

協(xié)同創(chuàng)新的本質(zhì)是管理創(chuàng)新［16］，利用云計(jì)算技術(shù)搭建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)，將各創(chuàng)新主體、政府及第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)都納入到該平臺(tái)，憑借云計(jì)算提供的大規(guī)模計(jì)算和通信能力，實(shí)現(xiàn)跨組織的資源共享，構(gòu)建開放的信息交互渠道，可有效減少產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新的投入和風(fēng)險(xiǎn)，縮短創(chuàng)新周期，提高各創(chuàng)新主體的反應(yīng)能力。

2.1 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)的系統(tǒng)框架

該平臺(tái)以政府主導(dǎo)建立的公共云為核心，各創(chuàng)新實(shí)體、第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)、行政主管部門等將自己的資源和系統(tǒng)接入公共云，組成功能完備的服務(wù)體系，面向用戶即協(xié)同創(chuàng)新的單位、團(tuán)隊(duì)或個(gè)人提供全方位的科研支持服務(wù)。從應(yīng)用對(duì)象的角度可分為前臺(tái)和后臺(tái)兩大部分，其系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)系統(tǒng)框架

圖1 所示的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)系統(tǒng)框架中，后臺(tái)面向各創(chuàng)新主體、第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)、行政主管部門，分別整合各自資源，為前臺(tái)提供服務(wù)。各創(chuàng)新主體可以通過兩種方式接入公共云平臺(tái):一是私有云接入方式，創(chuàng)新實(shí)體建立自己的私有云平臺(tái)，將自身擁有的資源進(jìn)行規(guī)范化描述和封裝，然后通過標(biāo)準(zhǔn)接口與公共云相連，再共享給用戶，這種方式具有較高的靈活性;二是直接接入方式，創(chuàng)新實(shí)體直接租用公共云的設(shè)施，將自身資源和人員信息上傳到公共云，然后通過公共云平臺(tái)提供的工具管理這些資源和信息，這種方式享有較高的經(jīng)濟(jì)性。前臺(tái)面向用戶，提供協(xié)同數(shù)據(jù)管理、協(xié)同流程管理、協(xié)同溝通工具、協(xié)同組織管理、科研資源共享、項(xiàng)目運(yùn)行過程的監(jiān)控與評(píng)審以及各類配套服務(wù)等。

2.2 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

2.2.1 SOA 架構(gòu)和 OSGi規(guī)范

面向服務(wù)架構(gòu)(Service Oriented Architecture，SOA)是近年來發(fā)展迅速的一種軟件建模方法，與傳統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法中以函數(shù)或類作為基本功能模塊、以應(yīng)用程序接口(Application Programming Interface，API)作為程序間通信手段不同，SOA以服務(wù)為基本功能模塊。SOA將每一種主要功能都包裝成服務(wù)的形式，且各服務(wù)相互獨(dú)立，以可擴(kuò)展標(biāo)記語言(eXtensible Markup Language，XML)等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行通信。當(dāng)任何一種功能需要更新時(shí)，只需要更換相應(yīng)的服務(wù)即可。此外，基于SOA架構(gòu)，可以將若干服務(wù)自由組合，從而快速形成新的系統(tǒng)，同時(shí)通過模塊化、集成化、動(dòng)態(tài)組裝，使得系統(tǒng)的重用性、可靠性、可擴(kuò)展性和開發(fā)速度大大提高［17］。開放服務(wù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Open Service Gateway Initiative，OSGi)定義了組件規(guī)范和服務(wù)規(guī)范，服務(wù)是組件之間的交互接口，組件可插拔，可動(dòng)態(tài)改變行為，復(fù)用能力更強(qiáng)。產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新云平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)是以SOA規(guī)范為基礎(chǔ)，將諸多基本功能以服務(wù)的形式實(shí)現(xiàn)，然后以O(shè)SGi標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各個(gè)服務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一封裝，為應(yīng)用接入方提供統(tǒng)一的應(yīng)用發(fā)布功能，為科研人員和創(chuàng)新實(shí)體間提供統(tǒng)一的通信方式。

2.2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

按照產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新云平臺(tái)的服務(wù)特點(diǎn)，從技術(shù)角度可將服務(wù)層劃分為3個(gè)子層:用戶層、通用服務(wù)層和核心層，其實(shí)現(xiàn)機(jī)制如圖2所示。用戶層是直接面對(duì)用戶的層面，該層面主要基于Web 2.0技術(shù)，以Web Services方式提供訪問接口，獲取用戶需求，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與用戶的交互，其主要職責(zé)是為用戶提供各管理要素的協(xié)同、工作環(huán)境的協(xié)同、工作流程的協(xié)同及工作內(nèi)容的協(xié)同。

圖2 產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

在用戶層中，管理協(xié)同主要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目立項(xiàng)、過程監(jiān)督檢查、項(xiàng)目結(jié)題、項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)及成果等協(xié)同統(tǒng)一管理;實(shí)現(xiàn)各創(chuàng)新主體間、各科技管理部門的協(xié)同;實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、軟件等各種資源的調(diào)用;實(shí)現(xiàn)工作數(shù)據(jù)發(fā)放、工作狀態(tài)更改、工作結(jié)果提交等功能。環(huán)境協(xié)同主要提供協(xié)同工作平臺(tái)，提供開放統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一描述，提供統(tǒng)一的接口交互規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，便于各創(chuàng)新主體的信息交互和共享。流程協(xié)同主要實(shí)現(xiàn)工作任務(wù)分解，對(duì)各業(yè)務(wù)功能進(jìn)行統(tǒng)一定義，統(tǒng)一對(duì)資源進(jìn)行協(xié)調(diào)和調(diào)配，為業(yè)務(wù)功能的輸入和輸出提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。工作協(xié)同主要是基于身份保護(hù)技術(shù)的(Identify Pro-tection Technology，IPT)工作團(tuán)隊(duì)模式，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)與制造、制造與制造之間的協(xié)同。以上4個(gè)主要功能模塊各有側(cè)重，同時(shí)也相互交叉，為各創(chuàng)新主體協(xié)同提供工作門戶。

通用服務(wù)層是平臺(tái)的管理層，該層主要為用戶提供用戶管理、任務(wù)管理、資源管理、安全管理等。用戶管理包括提供用戶交互接口、用戶管理和用戶身份識(shí)別，建立用戶程序的執(zhí)行環(huán)境，對(duì)用戶的使用進(jìn)行計(jì)費(fèi)等;任務(wù)管理負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶或應(yīng)用提交的任務(wù)，包括完成用戶任務(wù)的部署與管理，任務(wù)調(diào)度、執(zhí)行及任務(wù)全生命周期管理等;資源管理負(fù)責(zé)均衡地使用云資源節(jié)點(diǎn);安全管理負(fù)責(zé)保障云計(jì)算設(shè)施的整體安全，包括身份認(rèn)證、訪問授權(quán)、綜合防護(hù)和安全審計(jì)等。

核心層主要完成對(duì)高校、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的調(diào)用，并為政府、第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)提供接口，用以支持其他兩個(gè)子層。

3 結(jié)束語

目前云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)較為成熟，并在各領(lǐng)域得到了初步應(yīng)用。本文針對(duì)云計(jì)算在產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新領(lǐng)域的應(yīng)用問題，對(duì)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)的系統(tǒng)框架和實(shí)現(xiàn)機(jī)制做了初步探討?；谠朴?jì)算技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)模式是對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)學(xué)研合作模式研究的有益補(bǔ)充，對(duì)豐富現(xiàn)有研究和推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，在產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

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