大型低溫制冷系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于大科學(xué)裝置、航天發(fā)射、氫能儲運、氦資源提取、量子計算等國家安全和戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域，是我國重要戰(zhàn)略支撐技術(shù)。隨著我國經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展，對大型低溫技術(shù)和裝備的需求日益迫切，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所（以下簡稱理化所）曾于2010年和2015年先后承擔(dān)兩項財政部國家重大科研裝備研制專項任務(wù)，成功研制出我國首套液氫溫度（20K）大型低溫制冷裝備、2.5kW@4.5K/500W@2K大型低溫制冷系統(tǒng)，關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

　　但是，由于當(dāng)時我國尚未具備液氦溫度萬瓦級超大型低溫制冷技術(shù)和裝備制造能力，多個大科學(xué)裝置建設(shè)還需要進(jìn)口西方的制冷裝備系統(tǒng)，并隨時面臨漫天要價和斷供的風(fēng)險。面向國家戰(zhàn)略需求，理化所迎難而上，揭榜掛帥，發(fā)起對“液氦溫度萬瓦級超大型低溫制冷技術(shù)和裝備制造”這一低溫技術(shù)制高點的新一輪沖刺，承擔(dān)起中科院C類先導(dǎo)專項重大攻關(guān)任務(wù)，努力為氦資源自主保障以及航天工程低溫制冷裝備的自主可控提供重要技術(shù)支撐。

　　從早期的重大專項到如今的先導(dǎo)專項，研究所在項目實施過程中最大的挑戰(zhàn)是工程化能力。一是科研團(tuán)隊偏小、偏散，實施重大任務(wù)的工程化研制能力有待進(jìn)一步提高；二是統(tǒng)籌協(xié)調(diào)難度加大，特別是先導(dǎo)專項，理化所牽頭數(shù)十家單位共同研發(fā)，需要院內(nèi)外各方面協(xié)調(diào)配合，對研究所工程化管理能力提出了更高要求。

　　十幾年來，面對挑戰(zhàn)，理化所做了三方面嘗試：

　　一是打破PI（學(xué)術(shù)帶頭人）制，重組課題組成立研究中心。以重大任務(wù)為牽引，整合研究所內(nèi)研究開發(fā)、系統(tǒng)集成和工程應(yīng)用3個課題組，組建“低溫工程與系統(tǒng)應(yīng)用研究中心”，形成首席科學(xué)家領(lǐng)銜，科研骨干、技術(shù)支撐人員聯(lián)合攻關(guān)的創(chuàng)新團(tuán)隊模式，建立了一支集研究開發(fā)、集成制造、工程應(yīng)用于一體，具備工程開發(fā)能力的大型低溫技術(shù)核心團(tuán)隊。

　　二是任務(wù)為經(jīng)、方向為緯，實行矩陣化管理模式。在傳統(tǒng)任務(wù)專項-項目-課題層級設(shè)置的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步按照工藝流程設(shè)置流程設(shè)計與控制、透平膨脹機(jī)、冷箱集成、冷壓縮機(jī)、氦壓縮機(jī)及濾油系統(tǒng)、系統(tǒng)集成調(diào)試六大方向，由各個方向統(tǒng)籌把握各類任務(wù)實施進(jìn)度，加強(qiáng)不同任務(wù)之間的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，確保高效協(xié)同作戰(zhàn)。

　　三是技術(shù)管理、黨建高效協(xié)同，深化“三線”工作法。借鑒理化所在空間制冷研制中發(fā)展的“三線”工作法，在大型低溫制冷系統(tǒng)研制過程中進(jìn)一步深化，設(shè)置項目指揮線、技術(shù)線和黨建線，指揮線抓管理，技術(shù)線抓節(jié)點，黨建線抓思想，形成三線高效協(xié)同的管理模式，有力保障了項目順利實施。

　　通過大家的努力，在方方面面的大力支持下，2022年7月底，先導(dǎo)專項經(jīng)過一年多緊急攻關(guān)，成功研制出300L/h氦液化器樣機(jī)，性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平并通過專家成果鑒定。更重要的是，通過這些任務(wù)的實施，理化所建立了一支不計個人得失、敢于創(chuàng)新、特別能戰(zhàn)斗的年輕低溫技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊，和一整套行之有效的工程化管理模式，為后續(xù)重大任務(wù)實施提供了有益借鑒。

　　與此同時，我們也認(rèn)識到，由于科研團(tuán)隊長期圍繞重大任務(wù)持續(xù)攻關(guān)，重視關(guān)鍵節(jié)點的把控，對于事關(guān)長遠(yuǎn)發(fā)展的一些基礎(chǔ)科學(xué)問題還考慮不足，因此，研究所正在以重點實驗室體系重組為抓手，不斷凝練重大戰(zhàn)略需求背后的基礎(chǔ)科學(xué)問題，著眼未來可持續(xù)發(fā)展。

　　面向未來，理化所仍將繼續(xù)秉持“低溫國家隊”的使命定位，承擔(dān)“國家事”“國家責(zé)”，為國家戰(zhàn)略資源、能源、重大科技基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域的發(fā)展提供重要戰(zhàn)略支撐。到“十四五”末，我們將突破萬瓦級制冷機(jī)核心關(guān)鍵技術(shù)，推動我國大型低溫制冷技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。未來，理化所還將在極低溫乃至mK溫度大型低溫制冷技術(shù)研究和裝備研制的路上繼續(xù)拼搏、持續(xù)創(chuàng)新，努力成為國際低溫科學(xué)與技術(shù)的研究高地。

　　（作者：汪鵬飛，系中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所所長）