揭开德国科技转化的神秘面纱 | 弗劳恩霍夫模式探索（下）_风闻

（本文探讨了弗劳恩霍夫研究的转化机制，分为上下篇。本文为下篇）

研究院越多，转化越厉害

弗劳恩霍夫研究院对于德国各州的经济增长，影响巨大。

图1 研究开发科技转化之对比（F=研究，E=技术开发，U=企业转化）

上图是2009年贝塔斯曼基金会对德国各联邦州研究，开发和企业对研发成果的技术转化比例条件的统计对照表(可惜最近几年的研究对照表没能找到)，排在前五名的分别是：

图2 德国各联邦州技术转化比例统计

而研究开发和企业转化条件得分高的地区，经济发展和工业水平普遍也更高。这是一个正相关的对照。

弗劳恩霍夫研究院及研究机构在德国各地分布图。一是星罗密布，覆盖全境，74家弗劳恩霍夫研究所及其分支机构，遍布全德国，弗劳恩霍夫研究所都设立在经济相对发达，工业和产业比较集中的地区和城市。

图3 弗劳恩霍夫的分布图（来源：官方网页）

最集中超过20个研究院和分支机构的四个地区分别是：巴伐利亚州拥有42家，主要分布在慕尼黑、纽伦堡、奥古斯堡、维尔茨堡等地；北威州34家，主要分布在亚琛、波恩、多特蒙德、明斯特、帕特伯恩、比尔弗莱德等地；萨克森州拥有33家，主要分布在德累斯顿、莱比锡、开姆尼茨、哈勒等地；巴登符腾堡州23家，主要分布在斯图加特、弗莱堡、海尔布隆、曼海姆等地。

研究机构最集中的城市是德累斯顿，该地区的工业优势明显。而且一个城市集中了12家研究所和研究机构。且主要集中在材料、纳米、有机电子、光电半导体、光子微系统、陶瓷、机床设备和成型技术等，从而形成了一个材料、装备、电子配套的产业集群。同时附近城市群也有德累斯顿工业大学，莱比锡大学，哥廷根大学等著名理工科院校作为科研体系支撑和人才储备供应的大本营。萨克森州首府德累斯顿（Dresden意为“河边森林的人们”）是一座古老的城市，德国十大主要城市之一，东部仅次于首都柏林的第二大城市。化工制药兴起于19世纪末，世界上最著名的药物阿司匹林就诞生于此，位于德累斯顿的萨克森血清工厂属于葛兰素史克拥有，是世界领先的疫苗生产厂家。而创新和尖端技术在德累斯顿地区发挥了极其重要作用；信息技术和纳米电子学在经济和科技领域地位举足轻重，也因此被称为“萨克森硅谷”技术中心。药品、化妆品、机器、车辆和工厂工程、食品、光学工业、服务、贸易及旅游为德累斯顿创造了巨大附加值。德累斯顿的半导体工业建立于1969年，在德累斯顿的GDP中占很大比重，德累斯顿成为“欧洲硅谷”的核心。主要企业有AMD、英飞凌、ZMD、Qimonda等，德累斯顿及其周边地区已发展成为涵盖电子和微电子领域，拥有近800家企业的产业集群，欧洲最大的微电子技术中心。

巴登符腾堡州以斯图加特的制造技术和自动化IPA研究院为龙头的8家研究机构，结合能源，信息技术和移动链接解决方案应用中心，构成的研究组合，与当地强大的汽车产业集群，为上下游产业链提供了从材料，到设备工艺产线，软件系统集成，自动化和智能工厂建设规划形成技术支撑合力。德国联邦经济能源部和巴登符腾堡州经济部科技部共同投资资助,由IPA和IAO等斯图加特研究院与德国龙头企业40多家单位共建的未来工作中心：未来工作实验室“Future Work Lab”，专门向工业界产业界展示数字化工具和工业4.0最新研究成果。

北威州的亚琛集合了5家研究机构：分子生物和应用生态研究院，激光技术研究院，制造技术研究院，和2家应用信息技术研究分支机构形成的生产设备和工艺硬件技术中心。量身定制的光源和组件-弗朗霍夫激光研究所ILT的科学家与德国和国际顶级研究人员一起，正在为新量子技术开发广泛的解决方案组合。德国EdgeWave公司，是高端创新激光器产品的供应商，是世界尖端技术InnoSlab技术的先驱和当今世界这个新激光技术领域的领先者。而最能体现德国电动汽车初创先锋性的企业，e.GO Mobile AG是从亚琛工大和弗朗霍夫制造技术研究所共同孵化出来的亚琛电动汽车制造企业，也是北威州乃至德国智能制造领域工业4.0工厂的典型案例，该公司成立于2015年，于2017年3月推出了e.GO Life其首个系列型号。而GrünenthalGmbH是亚琛最大的公司，拥有约5,500名员工。这家制药公司成立于1946年，主要是因为它在德国推出了青霉素药物而闻名。

波恩则是人工智能的老巢，附近10家研究机构，在信息技术领域独树一帜。

一衣带水，研究院紧邻大学而建

德国有106所综合性大学、207所应用技术大学、2455所职业专科学校，科学研究型、高技术和职业技能型等各种层级的人才培养，井然有序，分布均匀。而弗劳恩霍夫研究院始终保持和大学及高等院校的紧密合作，和大学的硬件设施协同使用，实验室和实验设备共享。

这些连接与合作通过大学基础研究资源进一步完善，同时从大学获得科研人才。弗劳恩霍夫与大学的紧密合作获得一种双赢成果。大学通过与弗劳恩霍夫实践导向的培训，以及与实际应用相关的研究主题的协同配合获得其所需成果。这一合作最明显的标志就是通过研究院和大学共有教授席位，大学教授同时担任研究院院长和负责人的方式协调一致。在某些前言研究领域和年轻研究人才培养方面，弗劳恩霍夫和马克斯普朗克学会也会展开多方面合作。

最与众不同的是，研究院院长通常都同时兼任大学教授，既要给大学上课，又要在研究院招收博士研究生，为大学和工业同时培养研究型人才，博士研究生学位是大学授予的。研究院招收的博士研究生，主要时间和精力要以项目为重，项目之外有时间才能开展博士研究工作和准备研究论文。当然，参与开发性研究工作，也可以作为博士研究工作的一部分。

这种方式，非常容易形成应用导向的人才梯队。弗劳恩霍夫研究院的人才培养原则也充分体现产学研紧密相连的原则，工作人员要能够独立承接工业项目。而无论是国家创新研究，还是针对工业界量身定制的特定技术难题合同委托开发研究，都必须能够解决技术难题。而公共基金研发项目，则起到了这种指挥棒的作用。

大学是基础学术研究和人才培养的公地，而弗劳恩霍夫研究院则通过自身直接承接工业项目的经验，把基础研究成果最高效率转化为应用技术。一种漂亮的双连发，总是精确地击中目标。

研究院的联合组成研究网络

德国弗劳恩霍夫研究院，会按照相同相近领域和行业，或产业上下游链条上的研究院之间建立固定联盟机构。采用研究集群网络，或者项目机制下的联合攻关小组，形成多样化的组合方式。通过分工协作的方式，各自发挥所在研究组特长。74个研究院和研究机构在德国各地开展工作。这样的话，对外与优秀研究伙伴交流，而对内，则建立了跨学科的大联盟，形成合纵联合研究机制。

这一点跟美国制造创新研究院非常类似。这个后来更名为“制造业USA”的共性技术体系，最早命名就是“美国制造创新网络NNMI”，非常强调创新院之间的网络连接关系，也鼓励这些创新院，跟既有的院所、企业形成更加紧密的合作关系。

研究院所有研究院和机构按照行业特征，工业门类，学科方向和研究重点组合成8个集团大军：

图4 8个集团大军

通过研究联盟的强大组合，承接弗劳恩霍夫前沿研究主题。通过初步研究影响有前景的新技术的开发和应用，为未来市场提供超前3-5年的技术和产品解决方案。这个时间是概率，原则是引领市场，为企业提供战略指导。

这种研究院层次的分散式战略规划形式，研究小组内部的协调机制，是规划研究院研究活动的重要成功因素。因为越来越多的技术和科学上的挑战，只有通过几个学科共同努力和协同公关才能够实现。使用单一的技能，单个学科，甚至单个研究院不太可能掌握全部系统的解决方案或复杂的应用程序。很少有构造物只有一种材料组成，几乎所有产品都是由几个，几十个，几百个，几千个部件组成，如今的生产系统几乎都是依靠信息和通信技术来完成。这也正是弗劳恩霍夫研究院要提供的独特战略所在：必要时，研究院各项核心竞争力能够快速高效地汇集在同一屋檐下，协同攻关，一种在弗劳恩霍夫前沿主题范围内进一步发展的集团军力量，能够充分展示内部协同效应。

弗劳恩霍夫分析宏观趋势，并确定将在迎接未来挑战中扮演着特别重要角色的研究领域，如气候变化，正在减少的资源和预防保健领域。弗劳恩霍夫打算为这些解决方案做出积极的贡献，提供前沿主题，在初步研究中投入它自己的资源并连接它的分散式的研究攻关技能以便促进行业的对接。在推行这些前沿主题的同时，弗劳恩霍夫正在加强其作为在德国的应用研究驱动器的作用。它也正在提高其工业的研究和发展的吸引力，在未来的市场中打通新的商业机遇。

作为重要的八大支柱之一，“材料-组件”联盟整合了弗劳恩霍夫研究院所有以材料科学为导向的研究院综合能力。材料科学和工程涵盖了整个生产价值链：从新材料开发，现有材料和材料的改进，到准工业规模的适配制造工艺，特性表征和使用实践评估。材料联盟共有19个研究所：

图5 19个研究所

这些联盟会形成广泛的合作，在实验室，中试工厂，以及中试工厂进行实验研究之外，还优先使用数据模拟和建模方法，使之适用于所有规模，从分子到组件再到复杂系统和过程仿真。这是一种惊人的生态，为了为工业开发一种新材料，从材料制备工业，到使用材料的零部件，到生产工艺，以及质量控制参数等全部过程，都可以联合完成。这得益于在弗劳恩霍夫材料网络涵盖了由可再生原材料以及半导体材料制成的金属等所有范围。近年来，混合材料和复合材料越发重要，研究院就会通过战略预览来支持未来材料和技术的研究和开发。

如汽车在汽车轻量化制造，利用碳纤维合成新材料制造轮毂、车桥、发动机复杂部件等，从碳纤维制备、新型合成材料制备、生产设备设计和工艺设定，到部件组件制造过程，质量测试，到成品装配到整车上的质量和安全测试全部过程，在联盟各个研究所配合下及委托企业的参与全部完成。

图6 2016材料联盟的11个机构 （当时生产联盟 7个研究院，3个研究机构和一个中心的分布图）

通过联邦和州政府制度性的研究经费的支持，弗劳恩霍夫也开展战略研究项目。

目前，弗劳恩霍夫不仅遍布全德国，在北美，南美，欧洲，亚洲等国设立的代表处，使其当今和未来科学和经济领域在世界各地都有了窗口。合同制研究70%来自于工业项目委托，应用技术研究目标是直接为客户创造价值。

创新研究与工业价值的循环反哺

德国的研究与创新应用，给全世界留下了深刻的印象。根据德国科学教育部BMBF《2018年研究和创新报告》，2016年全世界最多引用的科学出版物12.2%来自德国；2015年每百万居民世界市场相关专利登记371个是在德国；2016年产品创新为德国经济贡献了7190亿欧元销售额；2016年全球与深度研究开发的产品11.6%来自德国。

工业支撑，沁入骨髓。弗劳恩霍夫各个研究院的研究项目，几乎涵盖了所有工业门类的所有细分领域。每个研究所和每个联盟，研究集群都有细分领域的项目，数百数千个。很多都是跨学科跨行业跨研究机构的合作项目，就像排列组合一样。犹如工业的毛细血管，技术深入骨髓，到处流通。对于工业的技术能量供给和输送犹如为工业母体输送血液。而且始终要求保持动态的生机勃勃的生长。这一条件的满足来自于弗劳恩霍夫著名的运营原则，即所有研究和开发项目约70%要直接来源于工业。2019年弗朗霍夫研究院通过参与联邦科教部共同推进高科技论坛以及创新对话，为保证和促进可持续发展战略和2025高科技战略目标的实现。德国2018年达到173亿欧元的投入，2019年183亿欧元。至2025年对科学研究和科技开发的投入要达到和实现国内生产总值的3.5%的目标。

这样的运营模式敦促研究人员始终和市场保持同步，不仅要解决企业在市场上遇到的技术难题，同时也要引领企业超前布局，抢占市场和技术高地。这些举措，无论从技术积累和保障，通过持续不断创新提升和保持竞争力，对于德国的中小企业始终是强心剂，对大企业也是巨大帮助。尽管大企业都会拥有强大的研发部门，但是任何大企业也无法保证在所有科技领域开展研究。为了解决自身研发部不能解决的技术难题，也始终会和研究机构，尤其是如弗劳恩霍夫研究院这种应用技术导向的机构进行协同攻关。大企业再大，也无法做到像研究院这样无孔不入，也很难做到深度探索。高精尖技术的研发，需要协同攻关，发挥研究集群的整体实力。

无论是公共研究项目还是工业项目，运营收入又会大量反馈反哺投入到新一轮的研究开发领域中。例如通过专利许可费，技术转让，孵化企业退出机制等获得的收益，成为研究院自身投入新的研发项目的资金支持。

由于各个研究院，走在工业前沿技术开发，其创新速度和转化效率非常高。无论是来源于政府和非营利等研究基金的公共委托研发项目，还是工业委托项目，在提供技术解决方案的过程中都会产生大量专利技术、创新产品。研究院本身设立有创新孵化基金，加之政府公共孵化基金，以及私募孵化投资基金的支持，专利和科技创新多数都能够第一时间在研究院孵化成立公司，从孵化器到急速工厂逐步走向市场，形成一股良好科技孵化机制。例如激光技术研究院20年之间孵化出30多家公司，而生产制造和自动化研究院IPA仅仅在2017-2019三年，就孵化了20多家创新公司。尽管研究院也是非营利机构，但以上成果也是应用基础科研机构本身的价值所在。

如何确定主题方向？弗劳恩霍夫专注于具有市场引领和重大战略技术储备的前沿课题研究。主要来自三个方面，研究院本身每年都会根据全球技术发展状况提出的挑战，规划技术路线，制定战略研究方向；同时，也有欧盟，德国联邦政府和地方政府根据产业前沿提出的研究任务委托。而最重要，当然还是来自于工业和市场领域提出的深度技术挑战。

小记

弗劳恩霍夫研究院作为一家应用技术为主的科研机构，其组织结构和运营模式鼓励工业企业和研究部门紧密合作，构建了产学研金三角的全生态，成为产业集群的高效粘合剂。跨学科、跨行业、跨地域的细分研究机构，加上灵活地交叉组织、集群攻关，形成了协同作战的合力优势。

作者

倪道钧：中德工业技术有限公司，佛劳恩霍夫制造技术和自动化研究所IPA、无损检测研究所IZFP合作伙伴

林雪萍：南山工业书院发起人，北京联讯动力咨询公司总经理