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当前,首钢集团正处于转型发展的关键时期,面临着外部市场环境严峻复杂、改革发展任务艰巨繁重等多重挑战,科技创新工作也承担了更加重要的使命,必须在立足企业自主创新的基础上,加快推进跨学科、跨行业的协同创新,搭建开放、高效的协同创新研发平台,才能更好地发挥科技创新的引领支撑作用,以高质量创新助推首钢高质量发展。
一、开放式协同创新研发平台的建设背景与需求
(一)国家对企业为主体整合创新资源的要求
当今世界正经历百年未有之大变局,我国发展面临的国内外环境发生深刻复杂变化,经济社会发展和民生改善比过去任何时候都更加需要科学技术解决方案,更加需要增强创新这个第一动力。党的十九大以来,党中央坚持把科技创新工作摆在国家发展全局的核心位置,使我国整体科技水平得到大幅提升,但仍存在原始创新能力还不强、创新体系整体效能还不高、科技创新资源整合还不够、科技创新力量布局有待优化、科技投入产出效益较低、科技人才队伍结构有待优化、科技评价体系还不适应科技发展要求、科技生态需要进一步完善等长期性的难点问题,需要下大力气加以解决。
习近平总书记明确指出,“要发挥企业出题者作用,推进重点项目协同和研发活动一体化,加快构建龙头企业牵头、高校院所支撑、各创新主体相互协同的创新联合体,发展高效强大的共性技术供给体系,提高科技成果转移转化成效。”在新一轮科技革命和产业变革快速发展,学科交叉融合持续推进的背景下,单靠一家科研机构、一所大学或一家企业,已经难以形成可持续性的有效创新,为了整合科技创新资源、提升创新体系整体效能,开展跨专业、跨领域的协同创新已是大势所趋。
(二)我国钢铁工业实现由大到强的客观需求
自1996年钢产量突破1亿吨起,我国已连续20余年保持世界钢产量第一,期间钢铁行业技术装备水平不断提高、竞争力不断增强,为国民经济持续、稳定、健康发展做出了重要贡献。但也必须看到,我国在由“钢铁大国”向“钢铁强国”转变的过程中,钢铁工业技术在由“模仿创新”向“自主创新”跨越的进程中,仍面临关键核心技术领域原创性技术成果不足、产学研用创新链不牢固、上下游企业间的技术创新支持不够等隐患和问题。要解决这些问题,不仅需要多学科、跨领域的紧密配合,也需要参与创新的相关单位间形成持续、稳定的合作关系。因此,为了让产学研用形成合力,共同推进科技进步、解决瓶颈问题,在钢铁行业建立上下游企业间、企业与高校和科研院所间、同行企业间的协同创新研发平台势在必行。
(三)“十三五”以来首钢集团高质量发展的新需求
进入“十三五”以来,随着首钢自身能力不断增强,对创新平台也提出了更高的要求,与推动技术领先成为核心竞争力、打牢企业高质量发展基础的要求相比,还存在一些问题:一是在聚焦自身需求,主动策划、整合外部资源方面有待提升;二是随着首钢自主创新能力持续增强,对外合作风险防控、规范管理方面急需加强;三是人才培养仍以提升科研人员的素质为主,培养方式和渠道相对单一,需强化项目研究和人才培养并重。
因此,以我为主,主动策划用户与高校的资源,建设全链条设计、一体化推进的开放式协同创新平台是首钢高质量发展的必然需求,也是提升首钢研发体系整体效能的关键举措!
二、开放式协同创新研发平台的内涵与主要做法
首钢积极践行依法治国方略要求,不断推进依规治企工作,为了进一步防范风险、高效利用内外部智力资源,首钢技术研究院在总结协同创新工作经验,分析存在问题的基础上,通过模式、机制、管理等方面的创新,建立了更加科学的开放式协同创新研发平台。
协同创新研发平台是指围绕国家、产业政策支持发展方向和首钢战略发展方向,瞄准研发需求、技术需求及用户需求等,与外部科研院所、上下游企业通过合作协议的方式确定的以联合开展技术研发、人才培养为主要目的的合作研发平台。目前技术研究院与北汽新能源、北汽股份等下游企业成立联合研发中心,与中国一汽、北京科技大学等下游龙头企业及有技术优势的科研院所成立联合实验室合计25家,与北航、天汽模等单位开展及时高效的横向合作项目23项,与澳大利亚昆士兰大学、日本东京大学等搭建长期长效人才培养的协同创新平台14个。
其主要内涵包括:一是建立了首钢新发展阶段“以我为主、主动策划”的全链条设计、一体化推进的创新平台新模式。承担“国家队”任务,发挥企业出题者作用,突出企业为创新主体,主动策划一批技术创新联合体,在“并跑、领跑”阶段实现更多产品、工艺、应用技术的行业引领。二是建立了以制度到位、组织到位、闭环到位为特征的研发平台闭环管理体系,实现了风险防控和闭环管理。三是建立了项目研究与人才培养并重的新机制。以项目为抓手,短期“派驻式”和中长期“属地化”培养方式相结合,助推专业型人才快速成长。依托创新平台,打造创新联合体,实现技术联合研发、成果集成共享,形成了一批具有核心竞争力的行业领先产品和应用技术,在龙头企业实现应用。实现首钢的科技创新与产线同行、与用户同行、与行业同行、与国家同行。坚持合作研究与能力提升并重,以项目为抓手,做实和建设高质量研发平台,开展项目研究和人才培养具体做法如下:
(一)建立了首钢新发展阶段“以我为主、主动策划”的全链条设计、一体化推进的创新平台新模式
在首钢搬迁调整、全面转型发展的初期,与钢铁研究总院、北京科技大学、东北大学建立了紧密的合作关系,启动了“一揽子全面合作”,为新进入板材生产领域的首钢提供了快捷、有效的全方位技术源,高端板材产品实现从无到有的历史跨越。随着首钢自主创新能力的逐步增强,首钢不断实现由跟随到引领的新时期,产品开发需要不断深入市场,工艺技术需要持续定位高点,产学研用合作需要更加关注实效,聚焦产品高值化、生产集约化、人才高端化逐步成为首钢对外合作的目标,以更加开放、多元形式进行协同创新成为适应首钢新发展需求必然趋势。首钢在新发展时期,逐渐与下游用户、设备供应商、科研院所等创新载体形成协同创新生态圈,利用其资源禀赋,建立了联合研发中心、联合实验室、技术合作协议、长期长效的人才培养协议等形式的开放式协同创新新模式。
1.“以我为主,主动策划”的内涵。承担“国家队”任务,发挥企业出题者作用,突出企业为创新主体,主动策划一批技术创新联合体,在“并跑、领跑”阶段实现更多产品、工艺、应用技术的行业引领。
2.“以我为主,主动策划”的做法。锁定行业龙头企业和一流高校、科研院所的优势资源。探索创新资源要素共同投入和创新成果共享机制。以项目为抓手,做实平台,推动双方技术进步和人才培养。主动组织、策划,联合承担国家和省部级科技项目。
首钢与中国一汽、南京小原、帝国理工等共建25家联合实验室。下面结合3个实例详细论述。
实例1:“首钢——一汽汽车用钢联合实验室”。依托“首钢——一汽汽车用钢联合实验室”,第一时间得到工信部组织开展“新能源汽车材料生产应用示范平台”的消息,首钢组织一汽并联合北汽等11家龙头企业组成联合体,打败宝武、河钢组建的竞标团队,成功中标,获国家资金支持1400万元;首钢作为唯一家钢铁企业受邀参加一汽集团2019年度红旗新材料成果新闻发布会,首发产品DH590/DH780成功亮相,并应用于红旗品牌轿车;牵头与一汽集团等单位共同承担河北省重点研发计划项目“吉帕级先进汽车高强钢关键技术及应用示范”,首钢获国家资金支持189万元。
实例2:“首钢——兴民联合实验室”。首钢出资近千万元购置了国内首台套内转鼓式卡车双轴疲劳试验机,与兴民在山东共建了国际先进水平的车轮钢研发与疲劳评价实验室;与兴民联合开发出率先达到双轴疲劳要求的40kg重卡车轮,首钢车轮用双相钢SRS650实现国内首发;助力首钢开发出应用于31kg全球最轻重卡车轮用钢;“十三五”期间车轮钢市场占有率达到40%以上,稳居第一,车轮用钢生产和应用技术实现行业引领。
实例3:“首钢——小原汽车板点焊联合实验室”。国际知名汽车焊机生产商小原先后赠送首钢两台点焊焊机,共建汽车板焊接联合实验室;获得福特全球第三方焊接实验室授权,为奔驰、宝马等用户累计提供焊接认证报告150余份,节约认证费用超千万元;首钢开发了“汽车可视件高等级电阻点焊工艺”,在长城、吉利等企业迅速得到应用推广;与小原共享焊接研究数据,助力小原焊机升级换代,实现共赢;汽车板EVI能力持续提升,技术黏结用户,助力汽车板EVI供货量达到总量的30%。
(二)建立了以“三个到位”为特征的研发平台闭环管理体系
建立了科学规范的创新平台管理体系。系统总结协同创新的效果和在实践中发现的问题,提出了适应首钢新形势的开放式协同创新平台,实现了风险防控和闭环管理。坚持制度到位,制定了《技术研究院联合研发平台管理暂行办法》等4项制度,做到了风险防控有力支撑了研发平台建设和人才培养;坚持组织到位,通过固化流程、科学评估、动态管理等先进管理工作的实施,更加科学的开展创新平台的建设和运行;坚持闭环到位,建立了策划论证、启动实施、过程监控、收尾管控四大过程的闭环管理体系。
1.坚持制度到位
制定《技术研究院联合研发平台管理暂行办法》等4项制度,实现了风险防控,规范管理。制定《技术研究院联合研发平台管理暂行办法》,固化了流程,规范了实施,实现了充分论证,防范了风险发生;制修订《首钢科技项目管理办法》,以项目为抓手,促进平台高质量建设;制修订《首钢职工教育培训管理办法》,为赴外单位学习培训提供制度基础,保障人才无后顾之忧;制修订《首钢技术研究院科技人才培养管理办法》,规范人才培养流程,防范人才流失风险。
2.坚持组织到位
对研发平台策划论证、过程监控、收尾管控全链条、各环节进行规范化组织和管理。
事前论证保障合作质量、强化风险防控。一是建立以“产销研”一线团队为主体的合作伙伴策源组。二是规范合作申报流程,建立协同创新研发申请表,内容包括合作对象及其简介、组织模式、初步确定的合作方向等。三是组建专家组,成员由院领导、首席专家等组成;建立论证会机制,对合作必要性、合作风险充分评估;建立院领导为第一责任人机制,签字后方可实施。
事中评估保证高质运行。一是建立合作协议模板,做好知识产权、保密条款等约定,由院长办公室审定;二是成立管理委员会和技术委员会,由公司(院)级领导挂帅主任,组织启动会、阶段技术交流;三是确定合作项目,以项目为抓手,配置项目攻关团队;四是建立运行过程定期监督机制:每年2次评估,实现动态评估、持续改进,管控到位。
事后管控强化运行实效。一是组织到期平台续签论证会,组建评审专家组,成员由合作伙伴、院领导、首席专家等;由院长办公会审定是否继续合作。
3.坚持闭环到位
坚持以“运行实效、风险管控”为原则,科学的开展到期平台评估和续签决策,做到“有进有出”,实现闭环管理。建立到期平台的动态管控机制。协同创新平台协议到期后,首钢视自身发展需要决定是否续签,对于合作成效显著、符合首钢未来中长期规划的协同创新平台将继续进行平台建设;对于完成特定时期的历史使命、不是首钢未来发展方向的平台将不再进行续签。规范协同创新平台终止后的管理,包括向管理部门提交履行终止手续、以正式文件的形式告知对方终止信息及原因等。
(三)建立了项目研究与人才培养并重的新机制
“十三五”以来,首钢人才培养方式由“以提升科研人员的素质为主”转为“项目研究与人才培养并重”,不断创新人才培养机制。一是联合行业龙头企业,以项目为抓手,进行短期“派驻式”培养,与用户形成“同一个任务,同一个目标,同一个团队”,提高工程技术能力,技术黏结用户;二是联合国内外知名高校和科研院所,依托项目,进行中长期“属地化”培养,提高基础研究和数字化研发能力,助推首钢原始创新。
实例1:派驻到一汽、吉利等开展红旗HS6新车型实践、B平台模具开发同步工程技术研究等项目,快速掌握了CAE分析、DOE试验等工具与方法在实际车型中的应用。
实例2:与中汽研合作,在合作协议中设置人才培养的考核指标,选派骨干到天津参与某车型设计项目的攻关(为期2年),首钢在白车身建模、选材、基于吸能特性的前舱结构设计等方面能力大幅提升。
实例3:与英国帝国理工、德国亚琛工业大学等建立联合实验室,形成长期长效的人才培养模式,定期选派人员到国外参与项目研究,开拓了国际视野,提升了前沿技术研究和数字化研发能力。培养了一批首席研究员和科研骨干。
三、开放式协同创新研发平台的实施效果
(一)建成了以我为主、协同高效、一体化推进的创新研发平台
“十三五”以来,为满足高质量发展的新需求,逐步形成了要素完整、组织健全的创新体系架构,建成了以我为主、主动策划、协同高效、开放务实的创新研发平台,形成了以具体项目为抓手促进高质量平台建设的良性循环,支撑了产品结构持续优化、成果水平稳步提升和科技人才快速成长,研发体系整体效能进一步提高。
(二)助力原始创新,支撑产品技术持续升级
一是“三首”技术引领行业发展。“十三五”期间,依托协同创新平台开发首发产品15项,开发了首创工艺1项,有力地提升了首钢原始创新能力。例如,通过协同创新平台,首钢DH钢、CP钢等首发产品在中国一汽、北汽新能源等下游用户迅速实现试用及批量供货,引领了汽车车身用材的升级,首钢DH钢等首发产品目前仍处于国内领先地位;与正兴车轮等龙头企业共同进行车轮钢轻量化工作,双方合作实现当时国内最轻的37kg车轮产品并持续降低至全球最轻的31kg,引领了车轮行业发展。此外,首钢与焊机设备供应商小原机电共谋发展,利用小原无偿提供的两台电焊设备,首创了汽车可视件高等级电阻点焊工艺,实现焊点压痕深度降低70%以上、堆锌高度降低70%以上,免除焊点表面的后续加工,并在吉利、长城等车企得到验证,实物质量优于宝钢、蒂森等先进企业的产品,为下游用户焊接技术的升级提供有力支撑。
二是服务能力提升,高质产品赢得用户肯定。依托协同创新研发平台,首钢与下游用户开展了广泛、深入的合作,产品质量水平和用户服务能力均得到了快速提升,以高质量产品赢得了用户信赖:汽车用钢成功亮相一汽集团红旗新材料成果新闻发布会,汽车板获得吉利汽车“最佳合作奖”、华晨宝马“质量卓越奖”、上汽大众“优秀供应商”、神龙汽车“合作共赢奖”;车轮钢产品获得中钢协“市场开拓奖”;首钢京唐获中集集团“年度优秀供应商”。此外,得益于及时、高效的用户技术支持和服务,首钢还收到了长城、上汽大众等多家重点用户的感谢信与表扬信。
(三)提高用户黏性,EVI服务支撑产品增量
与“十二五”末相比,首钢EVI供货量从无到有,2020年达到227万吨;开发了适应用户减薄、高疲劳、高扩孔等需求的新产品272项,实现供货255万吨;汽车板由204万吨提高至338万吨,车轮钢由41万吨提高至67万吨(其中490MPa级以上高强车轮钢产量由3.7万吨增加到33.6万吨),集装箱用钢由71万吨提高至137万吨。其中,得益于协同创新平台的高效运行,首钢与小原机电的共同建成了国内领先的点焊试验平台,通过了福特全球第三方焊接实验室授权,认证周期由180天缩短至20天,节约认证费用上千万元,开发的焊接技术助力大众系认证合格率由33%提升至100%。与兴民智通建立联合实验室,采购了国内首台套内转鼓式卡车双轴疲劳试验机,双方精诚合作,提供车轮用钢的全套解决方案,采用首钢开发的轮辋用钢SRS650、轮辐用双相钢SHR590DP生产的车轮在国内率先达到了双轴疲劳要求,国内车龙头企业纷纷提出双轴疲劳试验计划,用户对首钢的依存度不断提高。按2020年三类产品效益测算,协同创新平台支撑产品增加效益6.99亿元。
(四)协同创新平台支撑成果水平提升
高等奖励彰显运行成效。与中集集团、正兴车轮等单位合作完成省部级以上奖励10项次,其中国家科技进步二等奖1项,省部级一等奖4项。例如,依托一汽集团、正兴车轮等建立的联合实验室并开展车轮轻量化等相关项目攻关,“基于商用车正向设计轻量化用钢的开发与应用技术”成果获冶金科学技术二等奖,依托中集联合实验室及集装箱产品研发项目攻关,“绿色高性能系列集装箱钢板制造关键技术及应用成果获冶金科学技术二等奖”。
携手承担国家重大项目。首钢建立的开放式协同创新平台为产业链高效合作开拓了渠道,与平台内各单位携手承担工信部、科技部等国家纵向项目4项,融入了国家创新体系,在国家重大项目中留下了首钢足迹。例如,首钢与中国一汽、北汽新能源、中汽研等单位形成创新联合体,承担了工信部——国家新材料生产应用示范平台项目——新能源汽车材料生产应用示范平台建设。
合作共赢实现标准引领。协同创新平台搭建了首钢与下游用户及时沟通的平台,首钢高效掌握了下游用户用材的现状及潜在需求,在下游用户的支持与竭力配合下,制定了60余项国际、国标、行标等一系列的标准,为首钢引领用户升级、抢占市场先机、设置技术壁垒提供了有力支撑。例如,依托与一汽集团联合实验室的运行,首钢DH钢产品实现了在一汽集团的试用——小批量应用——批量供货过程全链条的支持,利用产品先发优势及合作成果,首钢制定了“汽车用高强度冷连轧钢板及钢带第12部分:增强成形性双相钢”(GB/T 20564.12-2019)。
专利技术支撑用户服务。协同创新平台为首钢提前了解用户关切、深入了解用户需求、倒逼产品开发、工艺改进建立了渠道,经过多年的协同攻关,200余项专利技术获得国家知识产权保护。例如,依托与小原机电联合实验室无偿提供的焊接设备,申请了“异种材料连接装置及连接方法”(201811123262.1)等专利技术,依托吉利、北汽等联合实验室的合作开发,申请了“一种抗拉强度1000MPa的双相钢及其生产方法”(201610438785.X)等专利技术。
(五)协同创新平台加快人才成长速度
一是助推人才队伍建设。通过更加开放、多元形式协同创新平台的搭建,为科技人才加速成长提供了平台。4名行业领军人才在钢铁腐蚀领域、汽车用钢、焊接领域、疲劳领域崭露头角;4名协同创新平台负责人成长为首席研究员,7名协同创新平台项目攻关骨干成长为首席工程师;利用在协同创新平台的工作助力8人晋升为教授级高工,48人晋升为高级工程师;2名科研人员继续深耕协同创新平台攻关方向,到北科大联合进行博士培养;2名科研人员依托协同创新平台为首钢补短板、强弱项,成长为汽车结构设计等方向的科研骨干。例如,首钢与北京科技大学建立了高品质耐蚀钢研发与腐蚀控制联合实验室,开展京唐国家级挂片站建设等4个方向的研究工作,并及时高效地开展了“南海岛礁用低合金耐蚀钢与配套应用技术开发和示范应用”等2个横向项目研究。
二是开拓人才国际视野。首钢依托海外科研院所的资源和禀赋基础,以全球视野谋划科技创新,在开放合作中提升自身的能力。目前首钢已与14家国际知名院校建立了长期长效的合作机制,定期选派人员到海外高校访学并进行项目攻关,形成了高质量的协同创新研发平台。“十三五”以来,到德国亚琛工业大学、英国帝国理工学院、比利时鲁汶大学、澳大利亚昆士兰大学、澳大利亚卧龙岗大学、日本东京大学等国际知名院校开展人才培养10人次,为首钢培养了高炉原料制备技术、洁净钢冶炼技术、汽车用钢服役技术、材料先进仿真技术等方向培养了专业技术骨干,储备了国际前沿、水平先进的工艺技术。同时,科研人员国际视野不断开阔,在国际会议上宣讲主旨报告21人次,申请PCT国际专利18件,参与制定国际标准10项。
(六)开放式协同创新平台整体运行效果
首钢坚持以平台为依托、以项目为纽带,推进高效协同创新。与合作伙伴共建协同创新研发平台25个,依托平台共同开展项目67项,其中随合作不断深入动态新增18项。目前已实现闭环24项,正在推进43项。协同创新平台支撑汽车板、车轮钢、耐候钢大幅增量,带来经济效益6.99亿元;依托协同平台承担国家重大项目,首钢获得国拨资金1.15亿元。培养行业领军人才和科研骨干62名。
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