航天工程实施技术成熟度管理探索.docx

          航天工程实施技术成熟度管理探索                    马宽 王崑声一、引言先进航天型号产品的核心是采用了一些先进技术，但是采用先进技术是一把“双刃剑”它一方面给新型号带来了更高的技术指标，另一方面给工程研制带来了一些更大的技术风险，因此如何在航天工程中加强对先进技术的管理是一项十分重要的任务我国航天经过50余年发展，对于传统航天工程有一套成熟、规范的研制办法在我国航天跨越式发展的科研形势下，一批自主创新性强、技术跨度大、技术难度高、技术风险大的航天工程启动，航天工程研制的复杂性大大提高这就要求我国航天科研管理方法必须创新，有一套相应的科研管理方法来支撑重大航天工程健康可持续发展技术成熟度(TRL)起源于美国国家航空航天局(NASA)，是在大量科研和工程实践基础上对技术成熟规律认识的一种总结技术成熟度评价是一种基于技术发展成熟的科学规律，识别航天工程的关键技术，采用技术成熟度这一度量标准对技术成熟程度进行评价的系统化方法技术成熟度在航天科技发达国家已经有多年的应用和实践，并取得了很好的效果但这套办法应用到我国航天工程中还存在国情不同、管理体制机制不同等因素制约。

为更好地把握航天技术发展规律，防范技术风险，科学高效可持续地推进航天工程研制工作，本文在对技术成熟度如何应用到我国航天工程进行探索和试点基础上，初步提出了一套航天工程研制实施技术成熟度管理的方法框架二、技术成熟度介绍1．技术成熟度等级定义技术成熟度等级是指对技术成熟程度进行量度和评测的一种标准技术成熟度共分9个等级，其中第一级最低，第九级最高遵照循序渐进的原则，TRL将型号产品发展过程中关键技术逐渐成熟的过程划分为若干个阶段，这些阶段表明技术成熟的不同程度TRL各级参考定义见表2．国外技术成熟度应用情况简介上世纪70年代中期，NASA的研究人员萨丁最早提出了技术成熟度的概念，分阶段描述了一项技术从萌芽状态到成功应用于系统的发展历程1989年，萨丁将TRL划分为7级1995年，NASA专家曼金斯将TRL划分为9级上世纪90年代，美国大量的武器和航天项目研制过程中出现了经费严重超支、工期延误、指标降低、甚至中途下马的现象1999年，美国总审计署(GAO)发布了一份影响深远的报告，建议美国国防部采用NASA的TRL2003年，美国国防部发布了《国防部技术成熟度评价指南》，2005年、2009年、201 1年陆续发布改进版；2004年，美国国防部将技术成熟度评价写入《国防部采办指南》。

TRL已被美欧等发达国家和机构广泛采用，例如美国国防部、NASA、美国总审计署、美国能源部、美国国土部、欧空局(ESA)、英国国防部、北大西洋公约组织、波音公司等目前，国际标准化组织(ISO)正在制定技术成熟度国际标准国外通过大量TRL评价实践，对失败和成功项目进行统计分析，总结出最佳实践的项目各阶段TRL等级要求例如，美国国防部要求概念研究阶段达到TRL4级，技术开发阶段达到TRL6级，工程研制阶段达到TRL7级，生产部署阶段达到TRL 9级以上；2005年，美国国会立法要求NASA对进入重大系统开发合同的技术应达到TRL6级国外应用TRL主要有三种模式：TRL作为一种工具，成为评价国防项目的三个准则之一；以TRL为参照系制定重大国防和航天项目的发展路线图；采用TRL对重大国防和航天项目转阶段进行审查国外应用TRL的效果主要体现在六方面：作为高层管理机构掌握重大项目进展情况的手段之一；TRL6级作为重大国防项目转入工程研制阶段的必要条件；作为制定技术发展路线图和任务安排的重要依据之一；作为控制整个项目技术风险的手段之一；作为发现技术成熟过程中存在问题和技术风险的手段之一；作为对技术方案进行比较的依据之一。

3．国内技术成熟度应用情况简介进入21世纪，我国科技情报机构陆续报道国外技术成熟度应用情况，引起了总装备部、国防科工局、各军工集团管理层的关注国内部分科研院所也在开展TRL应用研究，TRL受到总装备部、国防科工局、航天、航空等部门重视，并开始应用试点但无论是评价方法还是应用都还处于初期阶段，对TRL各级内涵、与我国系统工程管理融合等方面认识尚未统一，更远未探索出最佳工程实践我国军方装备管理机关已经颁布了有关技术成熟度的法规该法规以完善装备预研评价机制、提高预研管理水平、促进装备预研与型号研制有机衔接、控制装备发展技术风险为目标，要求在装备预研项目验收时应当组织技术成熟度评价，在项目研究过程中可根据需要组织技术成熟度评价中国航天科技集团公司积极探索在航天工程中实施技术成熟度评价和管理2003年，为规范技术评价、提升航天系统工程管理，航天科技集团公司依托航天系统科学与工程研究院开展TRL评价方法及实施方案研究自2009年开始，航天科技集团研究发展部联合总装备部军兵种装备部，依托航天系统科学与工程研究院在某重大专项工程中开展TRL研究和应用三、航天工程技术成熟度管理框架航天工程管理范畴内容丰富，包括技术、进度、经费、队伍等。

但是航天工程管理应以技术管理为核心，以技术风险管理为主线，以技术评价为手段，促进技术从预先研究（基础研究、应用研究、先期技术研究）走向型号工程研制（方案制定与验证、初样、试样、正样／定型），促进技术从基本原理、技术概念、应用设想，走向技术方案、原理样机、工程样机、生产样机和型号产品技术成熟度评价是一种技术管理工具，它能够使管理人员和设计师队伍在工程研制活动中很好地结合起来，可以提高管理的精细化程度和决策的科学性，帮助设计师队伍准确认识技术状态、科学辨识和应对技术风险，降低新技术在工程应用中的风险在对技术成熟度如何应用到我国航天工程进行探索和试点基础上，本文初步提出了一套基于技术成熟度的航天工程研制管理方法框架，如下图所示航天工程技术成熟度管理思路是：通过将技术关键程度评价、技术成熟度评价、技术困难度评价、技术风险度评价等融入到现行航天工程研制管理中，加强航天工程的科研规划计划管理、技术状态管理、技术风险管理、经费与保障条件管理，达到及早准确辨识关键技术、准确评价技术成熟状态、正确认识技术成熟差距和成熟困难程度、科学规划技术发展路线、合理保障资源、科学辨识和应对技术风险的目的下面从基于技术成熟度的五种管理信息全景图入手，介绍航天工程技术成熟度管理方法框架。

1．航天工程关键技术全景图关键技术是关系航天工程成败的核心技术，无论是技术难度还是对技术指标的贡献度都很大因此，技术管理的重申之重是抓关键技术管理识别关键技术是技术成熟度评价的核心任务之一关键技术是指在规定时间、规定费用范围之内为完成工程设定的性能要求和任务所必须依赖的新技术技术成熟度评价中识别关键技术的两大原则是同时满足大的重要性和高的风险性本文将识别关键技术扩展为技术关键程度评价可以从两方面综合评价一项技术的关键程度：技术重要性和技术困难度技术关键程度评价的目的是，对航天工程中各项技术按照其关键程度进行分类，并实施有区别的管理航天工程关键技术全景图是技术管理的基础视图首先，建立航天工程的技术全景图，可以采用技术分解结构(TBS)的方法；其次，建立航天工程的关键技术全景图，可以采用技术关键程度评价办法评价技术全景图中各项技术的关键程度技术全景图和关键技术全景图都是树状层次结构，它们具有动态特性2．航天工程关键技术成熟路线全景图航天工程研制周期一般比较长，所以科研规划计划管理很重要因此，对于航天工程管理而言，科学合理地制定航天工程各项关键技术在宏观层面的长期发展规划和微观层面的短期科研计划都至关重要。

技术成熟度不仅可以评价技术的成熟程度，还可以按照技术成熟的一般科学规律制定技术发展路线，指导科学合理地安排科研活动本文将技术成熟度引入传统技术路线图，形成技术成熟路线图(TMR)本文将技术成熟度引入传统科研计划制定，形成技术成熟计划(TMP)技术成熟路线图和技术成熟计划为航天工程宏观层面的技术规划和微观层面的科研计划管理提供了有力手段航天工程关键技术成熟路线全景图是航天工程技术发展规划管理的基础视图；关键技术成熟计划全景图是航天工程科研计划管理的基础视图在宏观管理层面，要对关键技术全景图中的各项关键技术及早制定技术成熟路线图在微观管理层面，要针对技术成熟路线图中的规划，制定各项关键技术的更详细可行的短期技术成熟计划还要建立关键节点考核确认计划，跟踪规划计划落实情况，并及时动态调整3．航天工程关键技术成熟度全景图航天工程涉及诸多技术，各项技术往往发展不均衡例如，部分技术是沿用其他工程的成熟技术，部分技术因使用环境或技术指标要求变化而需要做适应性改进，部分技术是全新技术而需要重点攻关技术状态管理是航天工程管理的一项重要内容，及时准确掌握各项关键技术的发展状态，对于抓技术“短板”、加强计划管理、经费和保障条件管理都有帮助。

技术成熟度提供了在航天工程中度量技术成熟程度的一把尺子本文采用技术成熟度评价来度量技术状态航天工程关键技术成熟度全景图是技术状态管理的基础视图，也是制定和调整技术成熟路线全景图、技术困难度全景图的输入之一，应贯穿航天工程研制过程，评价各项技术的技术成熟度例如，在立项论证、方案制定、预先研究转型号研制、工程转阶段评审等关键节点，开展技术成熟度评价；在项目立项、合同管理、项目验收等环节实施技术成熟度评价加强管理4．航天工程关键技术困难度全景图航天工程涉及诸多技术，各项技术研发的困难程度往往不同因此，基于技术成熟度的技术管理取决于两个方面的信息：一是当前的技术成熟度以及与要求的技术成熟度之间的差距；另一个是从当前的技术成熟度向要求的技术成熟度发展的困难程度第一个信息可以通过技术成熟度评价获得，第二个信息需要通过技术困难度评价获得技术困难度(AD2)[6]是指技术从一个等级的成熟度发展为更高等级成熟度的困难程度它以技术成熟度评价为基础，是一个动态的概念，反映不同技术在不同成熟度等级之间跨越的难度航天工程关键技术困难度全景图对于加强经费和保障条件管理有帮助，应贯穿航天工程研制过程，在开展技术成熟度评价的同时，开展技术困难度评价，建立和动态调整航天工程关键技术困难度视图。

5．航天工程关键技术风险度全景图航天工程研制面临各种风险，技术风险是贯穿整个研制过程的重要风险因素要达到控制航天工程风险的目的，设计师系统掌握技术风险辨识和应对方法无疑是至关重要的；对系统工程管理人员而言，具备技术风险管理能力也是一项基本要求技术风险管理方法是一个很大的范畴，有着丰富的内涵，也有一些传统的方法本文采用技术成熟度和技术困难度来综合评价技术风险度技术成熟度、技术困难度、技术风险度与技术风险管理之间的关系是：基于当前已达到的技术成熟度、目标要求的技术成熟度、技术关键程度评价结果，评价技术风险度航天工程关键技术风险全景图对于管理人员加强风险管理，对于设计师系统辨识和应对技术风险都有帮助，应贯穿航天工程研制过程，进行技术风险度评价，建立和动态调整航天工程各个研制阶段的关键技术风险全景图例如，方案阶段的技术风险视图、关键技术攻关阶段的技术风险视图、飞行试验阶段的技术风险视图四、结束语我国航天工程实施技术成熟度管理是加强航天科研管理的重要举措，是适应航天自主发展的客观要求，是推进航天自主创新的重要方法在此，对我国航天实施技术成熟度管理提出四点建议：一是加强顶层策划，健全组织，统一管理，合理布局；二是夯实评价基础，要做好评价技术应用研究、评价标准规范的制定与宣贯；三是融入研制过程，融入管理要求，融入现行检验与评估体系，避免“两张皮”；四是有序推进，立足国情，采取“试点先行、循序渐进”的原则有序推进技术成熟度管理，逐步建立起有我国航天特色的技术成熟度管理体。