大科学装置是最具前沿性、规模性及影响力的科学研究设施,其作为国家科学研究水平和技术制造能力的集中体现,在国家科技、经济及社会发展中发挥着越来越重要的作用。伴随着大科学装置建设及运营所需投资体量不断增大,有关投资者、决策者对其运行效率表现的关注度在不断提高,同时装置管理者及技术研究人员也迫切需要了解装置运行情况以对管理及研究工作进行调整和完善。因此,大科学装置运行效率评估工作已逐渐成为装置运行研究的重要议题。而传统的大科学装置运行评价研究大多从定性角度展开,少数采用定量评估的方法也存在缺乏系统性、评价角度单一、可行性低等问题。基于以上背景,本文围绕大科学装置的运行过程,兼顾投入产出两方面因素,对大科学装置运行效率评估的定量方法进行探索。从指标体系设计到评价模型应用,层层递进构建出系统的量化评价方法,以期提供一种能够科学准确测度和分析装置运行表现的方法,作为当前普遍采用的专家定性评价方法的补充,为研究制定大科学装置效率提升的有关决策提供参考。本文主要的研究工作包括以下四个方面:首先,本文对大科学装置的运行评价及DEA方法的研究现状分别进行了调研综述。前者从评价指标构建情况切入,对国内外学者和国际组织两个群体的指标设计思路、核心指标内容及存在的不足进行总结;然后研究从定性评价方法和定量评价方法两个角度对已有装置运行评价方法展开论述,梳理当前评价方法的评价维度及其存在的问题。而后者包括了对确定数据DEA模型研究发展情况的系统梳理,总结DEA模型的拓展方法,并对其在不同学科上的应用情况进行论述,以启发后续评价模型的构建工作。其次,本文对研究提出的大科学装置运行效率评价指标的设计步骤进行阐述。明确指标体系的设计的6项基本原则及5个步骤,并就指标初步构建阶段中引入的软系统方法,及评价指标使用阶段中采用的二阶聚类分析的优点及方法做出详细介绍。再次,本文对研究提出的大科学装置运行效率评价所使用的方法模型展开论述。研究在传统的产出导向DEA模型基础上引入指标权重约束以反映专家对不同指标的关注程度,并在此基础上结合Bootstrap方法和改进时间窗技术,构建出适用于大科学装置运行效率评价的Bootstrap-SE-DEA模型。最后,本文以第三代同步辐射光源为例对研究提出的大科学装置运行效率评估方法进行实证分析。研究将专家意见贯穿于同步辐射光源运行效率评价指标体系的设计全过程,构建出契合光源运行特点的21项评价指标,并选取5个代表性光源对其2010年-2016年期间的运行表现进行评估分析,探索第三代光源运行效率情况。实证结果显示,光源运行规模与其运行效率存在一定关联性,但并非主导要素,而光源能级与其运行效率的关联性更为显著;在改进方面,不同光源需要改进的重点各有不同,但均需重视对机时保障率的提升,研究也进一步给出促进光源运行效率提升的有关建议。本研究在大科学装置运行评估过程中创新性地引入软系统方法、DEA模型、二阶聚类分析等研究方法,研究成果将为大科学装置的战略规划、资源配置、实验部署等相关问题的科学决策提供参考,有助于促进大科学装置以更为高效的状态运行。本文共包含图19张,表12个,公式15个,附录7份。