技术成熟度——技术风险量化评价的新方法

技术成熟度——技术风险量化评价的新方法

邢晨光于晓伟

风险与不确定性广泛存在于国防科研武器装备建设中，尽管在各类装备研制启动前，都会就技术、资金、配套设施等方面进行详细论证与分析，但在执行过程中，包括功能设计、技术开发、试验使用等仍然需要开展不确定性和风险评估，发现潜在风险因素，制定有效措施，合理规避不利影响。

21世纪以来，美军为解决装备研制中日益严重的技术风险问题，陆续颁布了相关法规，强制推行基于技术成熟度模型的技术风险量化评价方法，作为风险判断依据之一，识别、分析、处理装备研制过程中的技术风险，提升风险管控能力。

1. 技术成熟度方法构建原理

生命周期模型遵循孕育、出生、童年、青春期、成年、成熟、迟暮、衰老和死亡等9个阶段划分，以“鲸鱼图”形式表征，如图1所示。从本质上讲，技术的发展也是遵循相似的演变（成熟）轨迹，技术被应用于一个系统要以其成熟性、功能性、环境适应性以及集成到该系统的可能性为依据。而技术成熟度就是按照技术相对于某个具体系统或装备所处的发展状态进行划分，梳理出9个等级的模型，构建了一种基于模型的方法，相对定量的回答了“一项技术距离真正的使用还有多远”，在使用部门与研制部门之间建立起一种标准化的通用“技术语言”。

图1 包涵技术成熟度等级（TRL）的技术生命周期

将技术成熟度等级添加到“鲸鱼图”中，可以看出9个成熟度等级（TRL）在技术的生命周期前期就产生了，这是因为技术成熟度等级注重技术的开发，一旦某项技术被成功地被应用于实际产品中，并且运用于实际执行任务的部门，它就达到了TRL 9，就是技术成熟测量的

结束。虽然有的情况下它会提前发生，但这个发展点一般出现在生命周期表中“青春期”阶段，此时，这项技术的实用性或者效用已经确定，后续各阶段则是技术的深入应用阶段，再至逐渐被淘汰掉的过程。

2. 技术成熟度方法模型

技术成熟度方法模型包括9级技术成熟度等级和与之配套的判定细则两个部分，均是衡量技术风险的物理化度量工具，也是风险管理的依据。描述了技术从萌芽状态到成功应用于某个产品的全过程，客观反映了对科研工作内容的安排，实现了风险的量化评定，为在研制过程中合理规避风险起到了“标杆”作用。

2.1技术成熟度等级是步进式控制风险的度量标准

技术成熟度等级是技术成熟程度的一维度量，共分为9个等级，等级为1的成熟度最低、技术风险最高；等级为9的成熟度最高、技术风险最低。各级定义与内涵如表1所示，其核心理念是强化各阶段科研工作的验证，步进式地控制技术风险。总体上讲，技术成熟度的9个等级定义客观反映了在研制高风险的重大装备时，科技自主创新模式所必须采取的风险控制步骤和措施。

表 1 技术成熟度等级（TRL）

2.2 判定细则是全面审视研制工作的依据

为了更好的审视各项技术的技术成熟程度情况，通过对一系列严格、精细的成果形式、试验环境、试验内容、工艺制造等内容的深度划分，形成判定细则。判定细则清晰、明确、全面的体现了不同等级对科研工作内容的细致要求，易于判断和操作，避免了评价结果的主观性判断，从每级的符合条数，到每条的满足程度，都是定量化标定风险的体现。

目前，世界范围内对于技术成熟度9个等级定义的认识基本达成一致，只是各国在工程术语方面略有不同，但是所反映的科研工作内涵是一致的，构建的技术成熟度模型是相同的。但对于使用的判定细则，尚无统一的标准，更没有可以全面、客观反应国内研制流程特点的准则，所以，本土化、行业化判定细则还要在理论与实践相结合，在不断探索中寻找最佳解决方案。

3. 基于技术成熟度模型的技术风险评价方法

技术成熟度模型是一种控制不利风险因素的工具，随着技术成熟度等级的提升，装备的风险是逐渐降低的。典型的基于技术成熟度模型的风险评价过程主要包括：风险管理规划、风险识别、风险分析和风险处理等几个方面，工作流程如图2所示。

图 2 基于技术成熟度模型的风险评价过程

3.1风险管理规划

开展基于技术成熟度的风险评价，一是要做好规划工作，既要详细分析评价装备，明确

装备所处的研制阶段，还要了解装备的评价目的，知悉装备的预期目标；二是要制定评价工作方案，建立评价组织机构，构建专业覆盖全面、具备职业道德操守的评价专家队伍；三是要对评价参与人员进行评价技术专业培训，为评价工作顺利开展保驾护航。

3.2.1风险识别：确定关键技术

认真剖析装备特点后，以“型号-系统-子系统-部组件-关键技术”为划分原则，以实现产品系统、子系统、部组件功能的性能指标、技术途径及所需技术集合为补充，制定型号技术/产品分解结构。需要指出的是，如果从全面掌握风险因素的角度出发，应将技术/产品分解结构中的每一个单元作为被评价对象，准确掌握技术单元当前状态。但考虑到评价所耗费的人力、物力以及时间进度安排等因素，还是要在遍历技术单元后，根据重要性与新颖性原则，从中遴选出关键技术进行评价，对那些没有选定的单元，进行成熟度标定，以满足装备风险的全面覆盖。

3.2.2风险识别：评价关键技术

利用技术成熟度方法模型，对关键技术开展评价工作。第一步要将通用的判定等级与细则“翻译”成具有装备特征的等级与细则解释，根据装备的技术载体、试验环境、试验内容的特殊性，编写行业“可理解、可认同、可操作”的等级定义。第二步要充分搜集资料、数据，按照“初判等级、详判细则、下上迭代、得出结论”的评价流程判定成熟度等级，并且还要分析每个等级的满足情况，满足条件。如果评价结果高于或等于装备当前研制阶段所要求的技术成熟成熟度等级，则不作为风险单元；如果低于装备当前研制阶段所要求的技术成熟成熟度等级或指定为重点关注对象，则完成风险识别工作，得到典型的风险单元。

技术成熟度评价是以已经完成的科研活动作为证据开展的客观评价，其方法论核心是要排除主观因素的干扰，所以评价工作过程中，大量细致、完整的科研工作及其验证的数据则显得尤其只能更要。

3.3风险分析：技术风险确定

技术风险量化评价是采用各项技术的成熟度等级以及各项技术对装备性能、进度和费用的影响因子，共计四项指标来综合量化其风险的大小。假设P f为风险发生的概率，C f为风险后果的严重程度，R为风险系数，技术风险量化的计算公式如下：

P f =（10-技术成熟度等级）/10 (1)

C f =（性能影响因子+ 进度影响因子+ 费用影响因子）/3 (2)

R = P f + C f - P f* C f (3)

其中，性能影响因子、进度影响因子、费用影响因子的量化过程依据表2给出的标准，以专家打分为依据，风险发生的概率则以技术成熟度评价结果为依据。