美国能源部国家实验室：科技创新核心与领先地位的关键作用

Zhaiyao

摘要：美国能源部的国家实验室是美国科学和技术创新的核心，在维持美国科学和技术方面起着关键作用。本文总结了美国能源部国家实验室的发展历史，定位和现状。以劳伦斯·伯克利（Lawrence Berkley）的国家实验室为例，分析了国家实验室的管理系统和运营机制。

1国家实验室概述

1.1美国国家实验室的现状

作为世界排名第一的科学技术力量，美国在1940年代建立了国家实验室系统。如今，它已经形成了一个大规模的科学和技术创新系统，具有大规模的，完整的管理系统和成熟的操作机制。美国国家实验室系统完全反映了美国国家战略和国家意志，并已成为美国科学和技术创新体系的核心。

国家实验室通常是指美国能源部（DOE）的17个实验室，其中列出了这17个国家实验室的概述。根据2020年美国能源部国家实验室的年度报告，2019年国家能源部的2019年预算为175亿美元，65,000美元，全职工作人员（FTES），超过1,400双重 - 雇员，有5,000多个博士后 - 博士和大学的大学。已经培训了10,000多名大学生和研究生，有10,000多名学者访问了学者，有42,000名大型科学装置的用户。国家实验室的相关工作中有一百多个结果获得了诺贝尔奖。

1.2国家实验室历史革命

1942年6月，美国启动了陆军原子弹计划，也称为曼哈顿计划。为了实现这一目标，美国当局意识到，它必须是国家的力量，将该国甚至许多其他国家的科学和技术才华融合在一起，并建立了从理论到技术的完整链系统的系统工程研究系统进行工程。为此，美国已经建立了一系列机构。加利福尼亚大学的半径实验室负责元素自然研究，芝加哥大学冶金实验室负责连锁反应研究，洛斯阿拉莫斯实验室负责原始子弹的设计和组装，克林顿实验室负责反应堆研究，EMES项目负责铀的分离和汉夫特别工厂的生产。

曼哈顿计划是当时人类历史上最大的科学与技术研究与发展项目，吸引了世界上最好的科学研究机构，科学家和工程技术人员参加。在短短三年内，曼哈顿计划取得巨大的成功。第二次世界大战结束后，美国成立了原子能委员会，以控制和监督美国所有核武器和核能使用的所有工作。 1947年1月，曼哈顿计划的所有财产和权力都转移到了原子能委员会。曼哈顿的7个研发基地已成为现任国家实验室的基础，如表2所示。1947年1月，布鲁克·海文国家实验室成立了，这是第一个以国家实验室名称命名的研究机构。从那以后，美国根据国家需求建立了一组国家实验室。

在1970年代，建立了美国能源部，整合了原子能委员会的所有职能。原子能委员会原子能委员会的国家实验室也被置于能源部的管理下。美国能源部国家实验室是世界类似系统中最大，最综合的研究系统。其科学研究力量的坚固性和研究程度以及世界上很少有机构可以与之相比。

2国家实验室的管理系统

在美国科学和技术创新系统中，国家实验室处于核心地位。该学院着重于切割边缘科学发现，主要是对个人或小型团队的研究；企业主要从事对市场需求和技术整合的快速响应的创新研究和发展；国家实验室主要负责长周期，多学科十字架，“基本 - 技术 - 工程学实现”完整的链 - 通过研究，这些是大学和企业不愿意和无法完成的系统性工作，例如核风险管理。有关详细信息，请参见图1。

2.1美国能源部国家实验室管理

美国能源部设有不同的办公室，每个办公室都是基于与劳工部有关的国家实验室。

美国17个国家实验室中的16个由“政府拥有的合同行动（GOCO）模型管理，也就是说，美国能源部拥有资产和委托运营商来管理和运营实验室。能源提出了实验室的开发目标和研发要求，即做什么（什么）；

该模型的基础是“联邦政府采购法”。根据该法案，“国家拥有的私人”管理模型的实验室必须满足以下要求：首先，满足政府的特殊长期研究和发展需求；其次，客观和独立的工作是为了公共利益，并向管理部门充分披露；第三，作为自治组织或母公司可识别的操作单位操作（类似于独立法人）；第四是熟悉管理部门的需求，保持长期合作关系并吸引高质量的才能；第五位是第五。专业领域保持良好的声誉，并提供快速的响应能力。

采用“国家拥有的私人”管理模型的实验室由美国能源部和运营商签署，以签署实验室运营合同。运营商通常是大学或非营利机构，实验室人员（包括实验室主任）由实验室运营商雇用和管理。 “国家拥有的私人”模型允许竞争对手选择操作员，并允许运营商投资实验室研发资金。这是完成美国能源部指定任务目标的有效方法。如果实验室管理有效并且有出色的下一个工作计划，则操作员可以奖励管理合同的延迟。当美国能源部认为实验室管理较差或需要调整战略时，它可以重新选择实验室的操作员，同时确保研究人员的科学研究工作不受实验室管理变化的影响。

国家实验室唯一的“政府拥有政府运营（GOGO）模式的唯一实验室是国家能源技术实验室（NETL）。“国家拥有的国家 - 州”模型实验室的运营负责美国部门。能源和实验室成员是联邦雇员或合同雇员。

2.2国家实验室管理和运营机制

以下主要基于劳伦斯·伯克利国家实验室（LBNL）作为介绍国家实验室内部管理系统的一个例子。有关详细信息，请参见图2。

2.2.1

劳伦斯·伯克利国家实验室的基本情况

LBNL由物理学家Onets -Lawrence于1931年成立。劳伦斯（Lawrence）因发明旋转加速​​器而于1939年获得诺贝尔物理奖。该实验室位于加州大学伯克利分校的校园内。有3,663名全职员工，245个双重雇教授，513名邮政学生，500名毕业生和本科生，1,600多次短期交流的访谈以及14,000名具有庞大科学装置的用户。 2021年/年的2021年预算（超过美国能源部的80％以上）。 LBNL科学家获得了14个诺贝尔奖，80名LBNL科学家是国家科学院（NAS）的院士，15位科学家赢得了国家科学奖章。

2.2.2

组织操作机制

LBNL独立于加利福尼亚大学的伯克利校园，并分别管理，但两者密切相关：超过200名LBNL研究人员是伯克利大学的教授，加利福尼亚大学的500多名学生参加了LBNL。

LBNL主任由加利福尼亚大学董事会任命，并向加利福尼亚大学校长报告。实验室副主任和各个部门主任应由实验室招募。实验室研究人员的职位如下：学生研究助理和研究助理（研究助理），分为三个），博士后，科学工程人员（三个级别），工程师（工程师），科学家（级别）。实验合同有两种类型：长期就业和短期就业（一年签署）。

LBNL每年评估员工，主要是基于科学研究结果和出版物，并参考资金，社会贡献和影响力，并且没有固定的计算公式。 LBNL根据评估结果调整雇用人员的薪水。国家实验室评估指标与国家实验室运营机构的性质有关。如果运营机构是大学（例如LBNL和Agung National Laboratory），那么对科学家的评估将更多地关注学术因素。此外，国家实验室还拥有项目经理（计划经理）的头衔。项目经理通常不会从事特定的科学研究工作。他们更加关注自己的项目管理，找到新的项目基金，合作伙伴和特定的项目实施。本质

LBNL通常以优异的评估结果（占总数量的10％）增加了4％的薪水，并且将良好的工资提高了2％至3％。 LBNL资金方法是根据美国能源部法规实施的。大多数管理费用来自项目基金。国家实验室工作人员的收入仅与其职位水平有关。一般而言，每个级别都有一定的薪水范围。相同的水平，工作时间越长，平均工资水平的经验越高，高于低级员工。此外，工资水平还与实验室的平均工资水平和位置市场的竞争程度有关。例如，LBNL与美国的硅谷相邻，该地区的计算机工程师通常很高。当LBNL在计算机，电子和其他工程领域的科学研究和工程师中制定了科学研究和工程师时，它将指代该地区同一简历工程师的工资，以确保实验室的工资在市场上。竞争的。

2.2.3

项目管理机制

美国能源部的国家实验室项目分为四类：能源部的来源，非能源部项目，实验室的内部项目和实验室的礼品。其中，内部项目和礼物的管理费略低于其他能源部和非能源部项目。

美国能源部为国家实验室项目提供的资金遵循稳定支持的模型，并鼓励竞争。对于基本的学科研究，由于很难获得本地和社会资金，因此美国能源部的资金通常占大多数基础研究基金。特别是对于大型科学设备的运行，美国能源部将提供长期稳定的资金支持。根据科学研究，美国能源部的项目通常仅占据国家实验室的一部分，而项目的其他部分来自地方政府，企业，捐赠等。

国家实验室的所有科学研究项目都必须进入项目管理系统，并且项目管理系统是由实验室本身建立的。通常，购买外部商业管理系统软件和数据库，然后植入实验室项目管理系统。该系统与实验室相关职位的负责任邮箱相关联，批准通过电子邮件通知完成。一些重要文件的操作，例如项目负责人的签名，需要人工签名。由于新冠状动脉肺炎流行，因此某些需要手动签名的部分可以通过在线签名服务软件完成，以实现完全无纸化的办公室。

在准备项目提案时，负责项目的人员还必须准备诸如项目预算清单之类的材料，然后计算实验室预算专员的每个项目的预算表。负责该项目的人还签署了利益证书冲突（利益冲突），以证明其与项目A没有冲突。同时，它必须完成实验性道德审查并阐明知识产权的所有权权利。实验室伦理审查需要以单独的形式填写，要求项目负责人与项目筹款人A的关系，包括公司的性质，无论项目负责人是董事还是部分工作政党一家公司，无论是获得A党A以获得一定金额的礼物，人工费用还是旅行费用。从理论上讲，在批准期间，必须自愿披露任何项目负责人与A方非项目合同之间的经济交流。道德审查还需要注意实验项目是否将“人”用作实验的对象。任何涉及的实验，包括参加实验，研究等的第三方参与者，他们需要进行道德审查，以确保实验对人类和个人隐私信息没有影响。此外，安全审查，包括是否有第三方分包商还是参与的学生，是否使用设备以及是否涉及危险（例如与核相关的实验）。安全审查最终得到了部门的安全审计人员的批准，以确保项目的开发符合美国能源部国家实验安全行动的要求。能源部，实验室和能源办公室的项目将进行审查。为了审查海外合作项目，不得泄漏能源部和国家实验室的一些研究结果。海外合作项目将执行出口管理的过程。美国国务院将各个国家的安全水平分为三个层次：“支持恐怖主义”，“敏感”和“非敏感水平”。鼓励它；敏感国家级别国家的高级科学研究领域的海外合作项目，例如量子计算，人工智能，遥感，芯片，智能电网和其他领域，它们将受到限制，需要实验室和美国能源部批准。

美国能源部项目产生的知识产权通常使用能源政策部。能源部通常使用软件知识产权的开源管理，也就是说，所有软件的源代码数据必须上传到公共空间以供公众下载。非能源部门所有者的知识产权属于实验室运营商，并鼓励外部企业与实验室合作进行知识产权转移和工业化。国家实验室已经成立了一个专业的知识产权管理办公室，以接受科学研究人员研究结果产生的知识产权。科学研究人员的知识产权是科学研究人员绩效评估的一部分。如果产生了知识产权转移，科学研究人员可以从企业向国家实验室提供的知识产权转移费中获得一定比例的资金，以奖励他们对知识产权的贡献。

2.2.4

人才培训和国际交流

LBNL和Agen等几个国家实验室由大学管理。尽管不能授予这些实验室的博士学位和硕士学位，但实验室和学院已经开设了研究生研究（GSRA）职位，以从大学招募和研究，完成该国以完成国家，完成国家，并完成国家，以完成该国以完成国家。在实验室科学研究任务的同时，它还满足了大学和大学的硕士和博士培训的要求。该实验室为学生的研究提供奖学金，还可以在学期或学年为学生提供学费。

国家实验室鼓励国际交流，并鼓励来自世界各地的科学研究人员使用其大型科学设备。国家实验室还开展了美国能源部，美国国务院，美国国际基金局和美国贸易发展局的国际合作科学研究主题。同时，实验室还获得了来自各个国家的访问学者。来访的学者不受实验室评估。他们可以自由完成自己的科学研究主题，并参与实验室的科学研究主题。

2.2.5

美国能源部的管理与监督机制

美国能源部约有20名员工定居在LBNL，以行使联邦政府对LBNL的监督。由于LBNL由美国能源部科学办公室管理，因此驻扎在LBNL的经理来自该部门。

办公室中有三个主要的职能部门：首先，项目管理部门负责能源部和其他美国政府机构的科学研究项目的管理，以及大型科学设备的运营和管理；财务，公共事务和合同批准（例如非能源部门项目的批准）等；第三，运营办公室运营部门负责操作办公室的安全操作，安全，基础设施，环境等。

在正常情况下，在获得实验室批准的批准后，办公室还需要批准非能源部门项目，以确保实施非能量部门项目与该部的科学研究指导一致活力。该项目带来冲突。该办公室还将批准重要报告，例如国家实验室的年度财务报告和安全运营报告，以评估实验室的运营是否与美国能源部商定的目标一致。办公室的办公室通常不会评估特定科学研究项目的实施，而是对各个实验室部门项目部门的实施进度，资金的使用以及人员准备。国家实验室特别注意安全操作。如果发生实验室事故，将极大地影响美国能源部实验室的评估。国家实验室的安全和机密性原则遵循美国能源部安全部门的安全水平。通常，国家实验室将分为：秘密实验室（例如国家军事工业实验室），而敏感的国家实验室（其中的某些研究涉及核心技术）和非敏感的国家实验室（例如LBNL，主要是LBNL由于主要是非义务研究，非义务研究是一种非敏感的机构）。根据安全性的类型，将制定有关实验室数据外部网络访问，电子邮件发行法规，雇员进入安全检查，携带电子设备，接收访问学者，外国访客报告以及是否允许拍照的特定规定。

通常，秘密实验室和敏感的实验室将具有一些敏感的信息位置。这些职位只能与美国公民身份的雇员订婚，并持有美国国务院的安全许可。如果该帖子不涉及敏感信息，那么外国员工也可以工作。

人事招聘和外国合作遵循前面提到的三种国家安全水平。如果要招募“支持恐怖分子国家”的外国雇员，则雇员招聘程序将非常复杂且漫长，这需要批准美国能源部等多个政府部门。接受来访的学者或访问外国会议的学者也需要遵循这三个安全级别的批准。还需要实验室中的电子设备进行安全管理。电子设备的国际旅行社，特别是对于支持恐怖主义的敏感国家或国家的国家，需要向实验室报告，以报告电子设备数量的数量。

美国的实验室严格设法设法从事部分时间 - 在国外工作。所有部分 - 时间工作，隶属关系或付费收入必须自行披露，并且已由实验室批准，以确保与实验室的主要业务没有冲突。如果您不主动举报，您将被发现面临被解雇的风险。特别是在国外，尤其是敏感国家或支持恐怖国家，甚至导致司法调查。

3国家实验室系统的操作和管理的特征和灵感

在长期发展之后，国家实验室建立了一种相对稳定且独特的运营管理模型，该模型具有重要的灵感和参考意义，这对于我国国家实验室的建设具有重要意义。

3.1加强顶级的整体设计，改善国家实验室系统

国家实验室的布局应考虑到各个区域之间，任务和地区之间的协调，互补和相互合作，以便科学研究机构可以发挥其独特的优势，形成有机整体，并共同完成整体国家国家目标。在建立国家实验室的开始时，每个实验室的劳动力定位和分工完全考虑了避免重复建筑的实验室，以便每个实验室都具有独特的功能。这种布局客观地促进了实验室之间的密切合作，并提高了研发效率。无论是“曼哈顿计划”，还是核工业的成功实施，这都是劳动分工和多个实验室密切合作的结果。

3.2鼓励竞争与合作刺激国家实验室的活力

除了国家实验室之间的密切合作外，还必须形成某种竞争机制来防止技术垄断。同时，当一方遇到困难时，竞争对手通常可以提供最有效的帮助。美国故意在实验室布局的方向上建立了竞争性实验室。例如，在朝着核反应堆方向建立Agan实验室之后，建立了橡树林国家实验室。就核武器的整体设计而言，在建立了洛舍斯国家实验室之后，劳伦斯勋爵莫罗国家实验室的国家实验室从事核武器的核武器方面。工作。

3.3专注于加强人才培训并创建人才团队

从成立开始，国家实验室就将培训才能作为实验室的重要任务之一，并采用了在与大学的联合培训中保留和培养才能的方法。美国的许多国家实验室起源于大学，最初具有培养才能的传统。例如，LBNL和Lawrence Labool国家实验室均来自加利福尼亚大学的放射性实验室。目前，实验室中有200多人是加利福尼亚大学的实验室研究人员和教授。

3.4加强科学平台的作用，促进国际合作和交流，并领导基础设施创新

国家实验室获得许多主要结果的重要原因之一是，它们非常重视大型科学设施的平台角色，加强国际合作并领导基本的边境创新。除了机密性的机密性研究外，许多大型科学设备向世界上其他国家开放。同时，它还有助于美国吸引世界上最好的才能进入美国，并领导世界边界创新。

作者：中国科学院的科学与技术使命局，他的Jingdong，Cao Daquan，Wu Yuantao，Li Qifeng