于顥東， 柳先輝

(同濟大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院， 上海 201804)

科技資源是進行一切科技活動的根本要素，是對科技創(chuàng)新以及相關(guān)經(jīng)濟發(fā)展起戰(zhàn)略性作用的基礎(chǔ)資源，是科技人力、財力、物力、信息、組織等資源及科技成果資源等要素及其子要素相互作用而形成的系統(tǒng)，以及其在生產(chǎn)經(jīng)營中應(yīng)用成果的總稱。

科技人力資源是指直接從事科技活動或者為科技活動提供直接服務(wù)的人員?？萍钾斄Y源是指從事科技活動所消耗的勞動的貨幣表現(xiàn)形式?？萍嘉锪Y源是指從事科技活動所需要的一切物質(zhì)資料，其中包括科技的生產(chǎn)資料和科技活動的手段?？萍夹畔①Y源主要包括科技信息的設(shè)備、管理人員、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、信息機構(gòu)等硬資源，以及圖書、數(shù)據(jù)庫、科技文獻資料等軟資源。科技資源包括投入和產(chǎn)出組成要素，投入組成要素包括人員和資本，產(chǎn)出組成要素包括知識產(chǎn)出和經(jīng)濟產(chǎn)出，其中知識產(chǎn)出包括著作、論文、專利等，經(jīng)濟產(chǎn)出是指技術(shù)性收入?？萍颊呒胺煞ㄒ?guī)等相關(guān)要素，構(gòu)成了科技資源有效配置的制度和法律保障[1]。

近年來中國制造業(yè)企業(yè)在經(jīng)濟社會發(fā)展中起到了巨大的推動作用，然而相當(dāng)一部分制造業(yè)企業(yè)的戰(zhàn)略是低成本擴張的道路。由于技術(shù)創(chuàng)新能力的缺乏，這部分企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營長期處于產(chǎn)業(yè)鏈低端，產(chǎn)品附加值低，競爭異常激烈，抵御市場風(fēng)險的能力較弱。中國制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展正面臨著技術(shù)資源匱乏、分布不均以及跨行業(yè)、跨領(lǐng)域共享困難的問題[2]。

黨的十九大明確了“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力”，也提出了“建設(shè)科技強國”“強化戰(zhàn)略科技力量”“瞄準世界科技前沿”的要求，這為中國的科技資源創(chuàng)新發(fā)展指明了方向。作為推動科學(xué)發(fā)展、促進技術(shù)進步的物質(zhì)基礎(chǔ)和條件保障，科技資源的重要價值也愈發(fā)凸顯，逐步成為國家和各級政府部門關(guān)注的焦點。隨著“數(shù)字化賦能”時代的到來，裝備制造業(yè)行業(yè)發(fā)生著重大變革，傳統(tǒng)制造正轉(zhuǎn)型升級為智能制造?！皵?shù)字化賦能”促進信息化技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)的深度融合，形成制造業(yè)新的生產(chǎn)方式、經(jīng)濟形態(tài)和商業(yè)模式。

面對拓展高端制造技術(shù)領(lǐng)域，機遇與挑戰(zhàn)并存，急需一種科學(xué)有效的科技資源利用模式，來推動制造業(yè)行業(yè)企業(yè)從傳統(tǒng)到智能的突破。以高質(zhì)量供給創(chuàng)造和引領(lǐng)需求，使產(chǎn)生、分配、流通、消費各環(huán)節(jié)更加暢通，提高市場運行效率，進一步鞏固和擴展市場科技資源優(yōu)勢，建平臺、解難題、促轉(zhuǎn)化、助創(chuàng)業(yè)，以區(qū)域產(chǎn)業(yè)需求牽引科技供給，以前瞻性、突破性科技供給創(chuàng)造有效需求，以組織賦能、開放合作帶動國內(nèi)外創(chuàng)新資源有序下沉，營造良好創(chuàng)新生態(tài)，把科技共同體人才勢能轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展動能，為提升國民經(jīng)濟體系整體效能提供科技支撐。

圖1 中國各科技資源主體

中國各科技資源主體如圖1所示。其中高校中集中培養(yǎng)了高素質(zhì)人才，人才資源呈現(xiàn)出高質(zhì)量的特點。部分高校還有高級科學(xué)裝置和實驗平臺，很多國家重點實驗室坐落于高校內(nèi)。但是高?？萍汲晒霓D(zhuǎn)化率普遍較低，成果轉(zhuǎn)化后的經(jīng)濟效益也比較差。高校在強調(diào)原始性創(chuàng)新的重要性的同時，必須對技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用創(chuàng)新的重要性有充分的重視。如果高校還是停留在以基礎(chǔ)研究為主，就容易在當(dāng)前的新形勢下與社會相脫離[3]。高校應(yīng)該注重提高大型科研儀器資源利用率，為服務(wù)社會需求和科技創(chuàng)新提供豐厚人才土壤，來為實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略提供有效支撐。

國家或部門根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展需要，建立并資助各級各類科研人員所組成的科研工作單位，通常包括國家設(shè)立的科學(xué)院、研究中心、中央或地方政府部門所屬的科研院所事業(yè)單位等。隨著中國對于科技投入的資金力量不斷加強, 各地科技資源孵化器科技園得到了快速的發(fā)展, 全國已建成了大量國家及省市級重點實驗室、工程技術(shù)研究中心等科技資源平臺。但是由于受到傳統(tǒng)觀念的制約和國家機制的約束，這些機構(gòu)大多仍以政府為主體。政府投入了大量的建設(shè)資金，還承擔(dān)具體工作與運行維護。而其中大部分平臺被劃分為事業(yè)單位性質(zhì)，缺乏競爭且不愿承擔(dān)經(jīng)營帶來的風(fēng)險，這嚴重阻礙了科技體制的發(fā)展與科技資源共享的深入展開。 鑒于以上情況，應(yīng)當(dāng)堅持市場化、法治化原則，充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，更好發(fā)揮政府作用，強化競爭政策基礎(chǔ)地位，加快轉(zhuǎn)變政府職能，用足用好超大規(guī)模市場優(yōu)勢，讓需求更好地引領(lǐng)優(yōu)化供給，讓供給更好地服務(wù)擴大需求，以統(tǒng)一集聚科技資源、推動增長、激勵創(chuàng)新、優(yōu)化分工。

綜上所述，目前中國制造業(yè)企業(yè)、高校等研究機構(gòu)以及區(qū)域政府主導(dǎo)的技術(shù)資源開發(fā)平臺具備各自的優(yōu)勢資源，但同時又存在各自的問題。當(dāng)前共享模式亦存在技術(shù)類型單一、來源單一以及不能充分調(diào)動各參與主體的積極性等缺點，最終導(dǎo)致了制造業(yè)行業(yè)各類技術(shù)更新緩慢、共享困難、企業(yè)參與度的低下。整合制造業(yè)優(yōu)勢資源開展共享服務(wù)是目前亟待解決的一個課題。

1 科技資源共享服務(wù)模式方案

價值網(wǎng)的理論基礎(chǔ)關(guān)鍵在于社會得到分工程度的精細化。通過實現(xiàn)科技資源的優(yōu)化配置，盡可能地使各個單位從事其最擅長最核心的業(yè)務(wù)，從而使其所掌握的資源得到最充分的利用，同時將其非核心的業(yè)務(wù)或資源不足或需花費很大人力、物力建立資源才能運作的業(yè)務(wù)外包給具有專門人才、設(shè)備、經(jīng)驗的專業(yè)單位來運作，通過這種方式來達到最高的效率、產(chǎn)生最大的合力[4]。

為了解決上述各個資源主體間技術(shù)資源互聯(lián)共享的問題，當(dāng)前十分有必要研究一種技術(shù)資源共享與協(xié)同服務(wù)模式，從資源提供主體出發(fā)，將科研機構(gòu)、企業(yè)、高校、創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園區(qū)等主體組成一個高效的價值網(wǎng)絡(luò)，整合與集成各方優(yōu)勢資源，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺，提供服務(wù)接口，開展應(yīng)用服務(wù)，實現(xiàn)對企業(yè)全鏈條的生產(chǎn)經(jīng)營活動的技術(shù)支持，最終為制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供技術(shù)支撐。

整個過程可以分為3個部分來逐步實現(xiàn)。分別為科技資源組織模式、科技資源共享模式、科技資源評估模式。科技資源組織模式將各類科技資源進行有效的組織，形成多源異構(gòu)資源池，以供后續(xù)的資源共享與評估；科技資源共享模式在各個資源池中的資源之間搭建橋梁，集成形成共享元組，提供各種協(xié)同服務(wù)；科技資源評估模式對各個共享元組及其協(xié)同服務(wù)的共享效果進行評估。

2 資源組織模式

2.1 資源組織模式功能

科技資源組織模式通過分析技術(shù)資源的類型、性質(zhì)、功能參數(shù)、服務(wù)模式、交付模式、質(zhì)量保障與評價方法，將其整合成為具備多平臺統(tǒng)一描述的技術(shù)資源，如圖2所示。于是在同一個資源池中，以一定的接口標準和集成標準，通過資源存儲機制或動態(tài)接入機制可以容納原本來源功能完全不同的各個資源類。

圖2 資源組織模式功能

2.2 資源組織模式結(jié)構(gòu)特征

資源組織模式是一種面向資源數(shù)據(jù)流的體系結(jié)構(gòu)。主要為過濾器、管道兩部分構(gòu)件。過濾器是一個具體的處理模塊，接受輸入數(shù)據(jù)然后進行一定的處理，最后進行輸出，如圖3所示；管道是傳輸數(shù)據(jù)的組件，用于將數(shù)據(jù)從一個過濾器的輸出接口傳送到下一個過濾器的輸入接口。管道是充當(dāng)過濾器之間數(shù)據(jù)流的通道，是連接各個過濾器的組件[5]。

圖3 過濾器結(jié)構(gòu)圖

過濾器可以很好地實現(xiàn)功能的分解。通過將不同的功能用不同的過濾器進行實現(xiàn)，然后再用管道將各個過濾器相連，可以很好地實現(xiàn)封裝與功能分解。利用管道-過濾器模式還可以方便地將某一個舊過濾器用一個新過濾器進行更換，實現(xiàn)功能的修改或者更新，而不用修改其他的過濾器。過濾器模式流程如圖4所示。

2.3 資源組織模式應(yīng)用

資源組織模式適用于這樣的場景?？萍假Y源處理流程由多個復(fù)雜的過程組成，而且每個處理過程依次執(zhí)行，前一個處理為后一個處理提供必要的數(shù)據(jù)，后一個過程需要前一個過程提供數(shù)據(jù)支持。每個復(fù)雜的過程有自己獨特的處理邏輯，可以對輸入數(shù)據(jù)全部進行處理，也可以根據(jù)自己的特定情況只對一部分數(shù)據(jù)進行處理，最后輸出最終的結(jié)果作為科技資源標準化描述的執(zhí)行結(jié)果，即各個資源類共同形成多源異構(gòu)資源池。

如圖5所示，源科技資源輸入到過濾器模式架構(gòu)，先經(jīng)過科技資源類型、性質(zhì)過濾器，進行對資源類型性質(zhì)的分析，得出統(tǒng)一化的類型性質(zhì)描述，得到的結(jié)果過接口輸出到下一步。同理依次經(jīng)過功能參數(shù)過濾器，檢查科技資源正常使用需要的功能參數(shù)并形成相關(guān)統(tǒng)一化描述；經(jīng)過服務(wù)模式交付模式過濾器，得到科技資源在服務(wù)、交付過程中的需求的統(tǒng)一描述；最后對科技資源評價方法進行統(tǒng)一化后，目標科技資源類生成過濾器將所有的結(jié)果整合在一起最終得到目標科技資源類。

圖4 過濾器模式流程

圖5 資源組織模式應(yīng)用場景

3 資源共享模式

3.1 資源共享模式功能

資源共享模式作為整體架構(gòu)的中間層，對資源組織模式組織好的資源進一步加以利用，憑借一定的集成標準與集成方法將分散的各個資源類集成為協(xié)同服務(wù)。通過資源共享模式研究服務(wù)抽象，服務(wù)動態(tài)構(gòu)建、微服務(wù)系統(tǒng)等資源調(diào)度機制，以達到完善技術(shù)資源的共享模式、管理方法的功能，如圖6所示。

圖6 資源共享模式功能

3.2 資源共享模式結(jié)構(gòu)特征

資源共享模式的結(jié)構(gòu)特征為，將一個服務(wù)端類的接口變換成客戶端所期待的另一種接口，從而使得原本因接口不匹配而無法協(xié)同工作的兩個資源類可以實現(xiàn)協(xié)同工作。比如，電腦工作電壓20 V，而家庭用電的電壓是220 V，這就需要一個電源適配器——俗稱充電器或變壓器。在利用科技資源進行協(xié)同服務(wù)中，同樣需要科技資源的適配器。

在圖7中，Interface為科技服務(wù)調(diào)用的目標接口，聲明了科技服務(wù)調(diào)用的方法。Adaptee為科技資源適配者類，包含科技服務(wù)實際上調(diào)用到的科技資源類方法。 Adapter為科技資源適配器類，實現(xiàn)科技服務(wù)調(diào)用的目標接口，通過調(diào)用科技資源適配器類間接地調(diào)用到科技資源適配者類的方法[6]。

圖7 適配器模式結(jié)構(gòu)

資源池中的科技資源的數(shù)據(jù)和行為都有較大的利用價值，但彼此之間接口不符時，應(yīng)考慮適配器的使用，使一個原有科技資源對象與某個科技服務(wù)接口匹配。適配器模式主要應(yīng)用于希望調(diào)度一些資源類，但是接口又與調(diào)度環(huán)境要求不一致的情況。

3.3 資源共享模式架構(gòu)設(shè)計以及處理流程

資源共享模式從宏觀角度上主要分為3層，如圖8所示自上而下分別為協(xié)同服務(wù)層、適配器層、資源池層。

圖8 適配器模式模型架構(gòu)

本文對適配器模式的傳統(tǒng)模型加以改造, 選用經(jīng)典的對象適配器模式, 補充創(chuàng)建型模式中的工廠方法，將兩者結(jié)合使用。為了原本不兼容的技術(shù)資源目標對象能在同一項目中互相配合協(xié)同服務(wù)，進行接口轉(zhuǎn)換，隔離資源池層與協(xié)同服務(wù)層，改造后的新接口解耦了協(xié)同服務(wù)應(yīng)用程序?qū)υ邢到y(tǒng)的依賴。適配器模式在未對現(xiàn)有資源類和接口改造的前提下，從外部增加新對象——適配器類，完成從資源池接口到協(xié)同服務(wù)接口的集成處理。適配器層接收資源池層的參數(shù)輸入信息，輸出響應(yīng)信息，并將輸入輸出封裝。應(yīng)用層通過HTTP協(xié)議或直接調(diào)用socket接口建立連接。通過適配器層可切換任意資源類接口，適配器支持可擴展性。適配器統(tǒng)一接口的工作流程如下：

1)客戶端執(zhí)行請求函數(shù)，配制出帶有資源池資源類類型，實際操作等參數(shù)項的request。

2)調(diào)用適配器包中的統(tǒng)一外部接口創(chuàng)建相應(yīng)的適配器。

3)適配器調(diào)用具體實現(xiàn)，在內(nèi)部創(chuàng)建適配器執(zhí)行對象Adaptee，獲得適配者資源類單例。

4)適配者根據(jù)傳入request的信息類型，構(gòu)造響應(yīng)資源類內(nèi)所規(guī)定的API請求URL,并對參數(shù)及URL進行序列化。

5)調(diào)用檢查函數(shù)檢測服務(wù)器連接成功與否。

6)調(diào)用執(zhí)行函數(shù)，實現(xiàn)掛載磁盤、創(chuàng)建鏡像等各種功能的API命令。

7)適配器將返回的相應(yīng)信息封裝成Response響應(yīng)類，發(fā)送至客戶端的調(diào)用處，客戶端接收Response，并將結(jié)果顯示。

建立適配器模式的目的和意義在于，能夠有效地整合并調(diào)度資源池中不同資源類的虛擬化科技資源，基于適配器而開發(fā)的協(xié)同服務(wù)系統(tǒng)可對基礎(chǔ)技術(shù)資源實現(xiàn)集中式、可視化的管理，簡化了資源管理的復(fù)雜度，提高了資源利用和復(fù)用率，及時合理地調(diào)度資源，節(jié)約成本，提高效率。

4 資源評估模式

4.1 資源評估模式功能

資源評估模式功能如圖9所示。對于適配器模式中產(chǎn)生的各種協(xié)同應(yīng)用服務(wù)，研究服務(wù)定制與服務(wù)交易方法、技術(shù)資源服務(wù)流程優(yōu)化與協(xié)同方法、質(zhì)量保障與評價方法，運用這些方法對上述應(yīng)用服務(wù)進行“觀察”。 通過資源評估模式，每當(dāng)一個應(yīng)用服務(wù)改變狀態(tài)，則所有依賴于它的評價方法都會得到通知并綜合判斷得到其價值創(chuàng)造的評價結(jié)果，從而決定是否自動更新從過濾器模式起直至服務(wù)完成整個流程中的某個相應(yīng)環(huán)節(jié)。

圖9 資源評估模式功能

4.2 資源評估模式結(jié)構(gòu)原理

觀察者模式定義了科技資源類對象間的一種一對多的依賴關(guān)系，當(dāng)一個對象的狀態(tài)發(fā)生改變時，所有依賴于它的對象都將得到通知，并自動更新。觀察者模式屬于行為型模式，行為型模式關(guān)注的是對象之間的通訊，觀察者模式就是觀察者和被觀察者之間的通信。

如圖10中Subject類是主題，把所有對觀察者對象的引用在了一個聚集里，每個主題都可以有任何數(shù)量的觀察者，抽象主題提供了一個可以增加和刪除觀察者對象的接口。Observer類是抽象觀察者，為所有的具體觀察者定義一個在得到主題的通知時更新自己并進行操作的接口[7]。

圖10 觀察者模式結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)設(shè)計中，各個科技資源對象協(xié)同工作，一種常見的情況是, 當(dāng)一個對象的狀態(tài)發(fā)生變化時, 關(guān)注該對象的其他對象都需要隨之變化。這種情況下對象之間相互依賴，緊密耦合。觀察者模式可以弱化具體科技資源類之間的耦合關(guān)系, 使得相互協(xié)作的對象不需要了解對方而能進行必要的通信與交互。

5 科技資源共享服務(wù)模式價值網(wǎng)

5.1 互聯(lián)共享和協(xié)同服務(wù)模式的價值網(wǎng)模型

針對技術(shù)資源互聯(lián)共享問題，在分析技術(shù)資源分布和應(yīng)用需求基礎(chǔ)上，通過過濾器模式分析技術(shù)資源的類型、性質(zhì)、功能參數(shù)、服務(wù)模式、交付模式、質(zhì)量保障與評價方法，通過適配器模式研究技術(shù)資源的共享模式、管理方法，通過觀察者模式研究技術(shù)資源服務(wù)流程優(yōu)化與協(xié)同、服務(wù)定制與服務(wù)交易方法、質(zhì)量保障與評價方法，并結(jié)合多方共贏、互利合作的原則，提出基于價值網(wǎng)的資源共享和協(xié)同服務(wù)模式，如圖11所示。

圖11 技術(shù)資源互聯(lián)共享和協(xié)同服務(wù)模式價值網(wǎng)整體架構(gòu)

5.2 互聯(lián)共享和協(xié)同服務(wù)模式的價值創(chuàng)造原理

在觀察者模式下，當(dāng)協(xié)同應(yīng)用服務(wù)的狀態(tài)發(fā)生變化，所有依賴于它的資源評價方法會得到通知。若當(dāng)前協(xié)同服務(wù)的價值創(chuàng)造評估結(jié)果達到一定的閾值，則保留這項應(yīng)用服務(wù)，否則觸發(fā)自動更新，重新建立資源適配共享的協(xié)同應(yīng)用服務(wù)，直至形成一種相對合理的資源共享方式。對于價值創(chuàng)造的判定可以基于圖12所示的價值網(wǎng)的原理模型來解釋[8]。

圖12 價值創(chuàng)造原理模型

圖12展示了在資源共享中價值創(chuàng)造的3個核心要素，它們兩兩之間存在著的動態(tài)正反饋聯(lián)系。牢固的科技資源相互關(guān)系以所共享科技資源的核心能力為前提，協(xié)同服務(wù)價值實現(xiàn)的正面評價反饋到價值網(wǎng)成員則會更加強化各科技資源之間的相互關(guān)系；科技資源核心能力的類型、水平約束著科技資源相互之間的合作共享方式，基于核心能力建立的相互關(guān)系網(wǎng)絡(luò)促進著優(yōu)越的服務(wù)價值得以實現(xiàn)；而服務(wù)價值的實現(xiàn)會進一步加強科技資源的緊密合作，協(xié)同服務(wù)的需求也決定了科技資源的核心能力發(fā)展。三者之間形成積極的自我增強閉合循環(huán)，體現(xiàn)出價值網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)運行[9]。本文通過資源組織模式——過濾器模式優(yōu)化各科技資源的核心能力來進行價值創(chuàng)造；通過資源共享模式——適配器模式優(yōu)化科技資源的相互關(guān)系來提升價值創(chuàng)造；通過資源評估模式——觀察者模式來監(jiān)督并把控協(xié)同服務(wù)的價值實現(xiàn)。

基于以上的分析，資源共享與協(xié)同服務(wù)模式全方位建立在價值網(wǎng)原理基礎(chǔ)上，包含了客戶、政府部門、核心企業(yè)、合作組織、高校、研究所、金融機構(gòu)等各個科技資源主體，有效地利用信息技術(shù)，通過資源池耦合實現(xiàn)各技術(shù)資源的無障礙溝通，進而進行科技資源共享和協(xié)同服務(wù)，具有開放性、高協(xié)同和無邊界等特征，獲得了保持快速合作、敏捷響應(yīng)和協(xié)同增值的價值網(wǎng)核心能力[10]。

6 結(jié)語

針對中國制造業(yè)企業(yè)與高校和政府之間科技資源共享模式單一、技術(shù)更新緩慢的問題，本文提出基于價值網(wǎng)的技術(shù)資源共享服務(wù)模式。從資源提供主體出發(fā)，分析了科研機構(gòu)、企業(yè)、高校、創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園區(qū)等主體的資源優(yōu)勢以及不足，對癥下藥。通過一系列模式，整合與集成各方優(yōu)勢資源，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺，提供服務(wù)接口，開展應(yīng)用服務(wù)，組成一個高效的價值網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對企業(yè)全鏈條的生產(chǎn)經(jīng)營活動的技術(shù)支持，最終為制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供技術(shù)支撐與價值創(chuàng)造。