科研方向规划方法及科研计划撰写指南（科研方向规划方法及科研计划撰写指南）

有序策划和管理科研方向是科研人员的基本功。很多高校年轻教师和科研人员在规划自己的科研方向时混乱无序，造成科研方向管理体系不完整、方向重复冗余、文件错乱丢失、教师网页科研方向介绍混乱、研究生选题困难，严重影响开展有条理的科研。关键的原因是缺乏一个有条理的科研课题管理系统。科研方向规划是指建立带有代码编号体系的层级式项目或课题序列。一个项目可以包括多个课题。科研计划是指针对每个项目或课题撰写的项目或课题经费申请书或规划书和具体工作计划。

科研工作的项目或课题管理体系与企业产品研发工作管理体系具有类似的地方，也有不同的地方。企业的产品研发活动具体分为项目管理（协调）、分析（计算）、设计、测试四大工作职能。分析和测试工作须支持设计工作。企业通常将研发任务及其文档的管理具体划分为PTM、ATM、DTM、TTM四大职能任务管理系统，按照时间轴上所期望或要求的三个产品设计阶段（方案设计、详细设计、量产化设计）进行管理和签收。

在PTM（Program Task Management，项目任务管理）系统中，协调工程师与客户联系产品项目研发要求，撰写项目计划书和研发（分析、设计、测试）项目任务需求书，管理内部和外包的研发资源和设计验证阶段的进度，统筹协调分析、设计和测试等工作职能，组织设计和验证评审，选择供应商，管理产品材料成本和研发成本，收集供应商样品，制作样机，安装调试样机，交付设计给制造，量产化衔接，交付量产化产品给客户。企业的一个项目通常是指一个产品的全部研发活动。一个任务是指在给定项目中某个工作职能的一项具体分解任务，例如制图。

在ATM（Analysis Task Management，分析任务管理）系统中，分析工程师进行模拟计算分析，包括性能（一维气体、一维液体、三维计算流体动力学、三维振动等）和耐久性。在DTM（Design Task Management，设计任务管理）系统中，设计工程师设计系统和部件，绘制草图，选用标准件，建立三维模型，制作二维图纸，检查封装性。在TTM（Testing Task Management，测试任务管理）系统中，测试工程师测试系统和部件的性能和耐久性。

对于上述每个任务管理系统，企业都需要建立一个任务管理汇总表，涵盖分解的详细任务名称、输入条件、输出结果、标准工时（内部和外包）、工作方法和标准工作流程、交付内容及文档，以便管理工作量和协调上述四大任务管理系统。分解任务和确立每个任务的工作方法是企业的技术核心。这样的产品研发管理体系以任务为基本元素，实施工作量管理，力求涵盖产品的四大属性（性能，耐久性，封装性，成本）。虽然企业的产品研发主要是针对新产品，但是研发任务从技术性质上讲，多数仍然是不具有创新性的常规工作。

与企业的产品研发活动管理相比，高校或科研院所的科研活动管理具有非常不同的以下三个特征：（1）大中型企业通常按照协调、分析、设计、测试职能划分部门，使得一个课题或一个人通常仅从事一项工作职能；而对比在高校的科研活动中，一个课题通常需要完成分析、设计、测试这三项职能，尤其是分析和测试；（2）企业的任务管理系统包括大量不具备创新性的常规工作任务，例如使用发动机性能模拟软件计算功率；而对比在高校的科研活动中，科研课题必须具有创新性，因此通常无需执行企业中存在的常规任务；（3）企业的研发活动规划是围绕产品进行的，而高校的科研活动不一定是围绕产品进行的，更多地是围绕科学机理或研究方法进行的。

因此，高校的科研方向规划体系具有与企业产品研发管理体系截然不同的需求和特征，这就要求高校的科研方向管理体系以课题为基本元素，实施创新性管理，力求在新发现、新方法、新技术上有所创新。具体来讲，体现在以下三层模式构建方法上。

第一，科研方向规划体系的顶层是反映学术特征和学术特色的主要专业方向关键词，以及支持该主要方向的其他扩展方向和基础辅助方向。学术特征是指从教育部学科目录或国家自然科学基金方向目录中提炼出来的专业方向，例如热力学、动力学、自动控制等。学术特征不是企业产品的四大属性（性能，耐久性，封装性，成本），更不只是产品实体名称。学术特色是指研究的特点，比如高原性能、低温燃烧、系统设计等。扩展方向是指从主要方向有逻辑地延伸出来的相关方向，例如当动力机械系统设计作为主要研究方向时，动力机械与其匹配设备之间的系统集成优化就是一个很有必要开展研究的扩展方向。基础辅助方向是指支持主要方向和扩展方向的通用基础方向。例如，系统工程、可靠性工程、试验设计与优化是发动机系统设计与系统集成优化的三个辅助方向。做好基础辅助方向上的更具普适性的科研，能够直接帮助主要方向和扩展方向的科研，而且也符合高校科研需要偏重基础研究和应用基础研究的学术要求。在研究手段上可以是分析（计算）、设计、测试等。

需要注意的是，国家自然科学基金的研究方向目录虽然能够给出比较明确的学术特征，但是通常无法指明学术特色。而且，在科研活动跨学科交织的情况下，涉及的方向目录可能比较庞杂凌乱，需要科研人员自己梳理和凝练。以“发动机系统设计、动力系统集成、系统工程、可靠性工程、试验设计与优化”这5个方向作为顶层设计的科研方向规划体系为例，在国家自然科学基金的研究方向目录上实际对应着10个代码学科（工程热力学、空气污染控制、船舶工程、系统工程理论与技术、系统建模理论与仿真技术、控制理论与技术、控制系统与应用、机械动力学、机械设计学、机械结构强度学）和44个方向（如热力学评价新方法、热力系统性能和优化方法、热力系统动态特性和仿真、气体动力循环）。那么，筛选几个开列出来还可以，但是将它们都开列出来显然是不合适和不必要的。

第二，科研方向规划体系的第二层是在顶层方向之下的具体细化，通常根据产品实体和用途划分，例如航空活塞发动机、船舶柴油机、燃料电池发动机等。通常不宜按照性能（或耐久性）割裂细分，否则会造成课题研究结果的片面化。

第三，科研方向规划体系的第三层是在第二层方向之下的进一步细化，最好能够直到项目或课题的标题层面，包含具体凝练的科学问题。

科研方向管理体系按照上述三层（甚至四层）模式构建之后，需要为第三层的每个项目或课题赋予缩写代码和编号。例如，对于发动机系统设计中的“二冲程对置活塞发动机瞬态性能及控制”课题，可以将课题及其文件夹编号为ESD-OPE2，其中ESD是Engine System Design（发动机系统设计）的英文缩写，OPE是ESD的下一层级的Opposed-Piston Engine（对置活塞发动机）的英文缩写，“2”是指这个方向的第2个课题。按此方法编制好所有课题代码和编号之后，即可对应建立文件夹，存放工作文件。这样，就可以有效避免乱放文件且经费申请、工作计划、论文数据这三者文件体系结构不统一的混乱问题。

主要的工作文件包括项目或课题经费申请书或规划书（按照国家自然科学基金申请书的格式和内容要求撰写，包括研究目的、意义、科学问题、工作基础、预算和人员等）、工作计划（按照分析、设计、测试等不同职能分别撰写，格式和内容按照期刊论文要求撰写，形成论文的草稿，包括目的和引言、方法、结果、讨论、结论、遗留问题和解决计划等）、分配给本科生或研究生做的学位论文、期刊论文、技术报告、数据文件等。