丁 茹，何劍彬，彭 灝

(1.軍械工程學院裝備指揮與管理系，河北石家莊050003;2.中國國防科技信息中心，北京100142;3.太原衛(wèi)星發(fā)射中心，山西太原030027)

大型武器系統(tǒng)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復雜、技術(shù)含量高，其研制項目通常具有周期長、投資大、技術(shù)風險高等特點。如果在預研階段沒有做好項目可行性的論證分析，或者對所使用新技術(shù)的風險預計不足，往往會出現(xiàn)“拖進度、降性能、漲費用”的問題，甚至會導致整個項目的失?。?］。因此，有必要在大型武器系統(tǒng)研制過程中采取全面而有效的風險控制措施，建立相應的評估體制，來避免上述問題的出現(xiàn)。

早在20世紀70－80年代，美國就開展了技術(shù)成熟度評估(Technology Readiness Assessment，TRA)的相關(guān)研究，2000年以來，美國國防部將技術(shù)成熟度引入采辦條例，并開始推進TRA方法，初步形成了一套系統(tǒng)化的評價方法和操作程序。經(jīng)過30年的發(fā)展，TRA方法已經(jīng)成為國防部在國防采辦中普遍采用的新機制［2－5］。事實證明，使用TRA方法可以使科研管理的精確度和科學性得以有效提高，技術(shù)發(fā)展和系統(tǒng)采辦過程的風險大大降低。

1 技術(shù)成熟度等級劃分

技術(shù)成熟度等級(Technology Readiness Level，TRL)是指將武器系統(tǒng)研制中所使用的關(guān)鍵技術(shù)從發(fā)現(xiàn)并掌握原理到該技術(shù)在系統(tǒng)中的成功應用劃分為不同的等級，它可以清晰描述武器系統(tǒng)的開發(fā)狀態(tài)和技術(shù)風險，從而對研制項目的科學管理和決策起到重要的參考作用。

參照美國國防采辦局關(guān)于技術(shù)成熟度的分級，并結(jié)合我國武器裝備研制特點與實際，可以將大型武器系統(tǒng)的技術(shù)成熟度標準定義為9級，如表1所示。

表1 9級技術(shù)成熟度等級定義

結(jié)合導彈武器裝備采辦的實際，可以規(guī)定:在關(guān)鍵技術(shù)成熟度達到5級時，可以進行預研立項;達到6級時，可以將技術(shù)開發(fā)成果用于武器系統(tǒng)/分系統(tǒng)的初樣研制;達到7級時，可實現(xiàn)技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品(工程)研制之間的“無縫銜接”，即直接將技術(shù)開發(fā)成果用于武器系統(tǒng)的正樣研制;當達到9級時，標志著關(guān)鍵技術(shù)在實際武器系統(tǒng)中得到成功應用，可進入產(chǎn)品定型和生產(chǎn)階段［6］。

2 大型武器系統(tǒng)技術(shù)成熟度評估方法

2.1 關(guān)鍵技術(shù)元素的確定

技術(shù)成熟度評估的對象是組成或者構(gòu)建系統(tǒng)的若干具體技術(shù)，也即關(guān)鍵技術(shù)元素(Critical Technology Element，CTE)。其被界定的規(guī)則為:如果擬開發(fā)的系統(tǒng)需要這項技術(shù)元素才能滿足作戰(zhàn)需求(在可接受的費用和時間限制內(nèi))，且該技術(shù)元素是新穎的，或者其應用是新穎的，或者在設(shè)計及驗證過程中能夠降低系統(tǒng)技術(shù)風險，那么該項技術(shù)就是關(guān)鍵技術(shù)元素。

嚴格地確定關(guān)鍵技術(shù)元素，對于系統(tǒng)的發(fā)展與計劃的實現(xiàn)是很重要的。假如某項關(guān)鍵技術(shù)元素的發(fā)展需要很長時間，在工程研制發(fā)展的開始，不能為系統(tǒng)開發(fā)帶來必要的成熟度，那么系統(tǒng)性能、計劃時間、總體費用都要受到影響;另一方面，假如采取了極其保守的方法，將過多的技術(shù)界定為關(guān)鍵技術(shù)，那么資源分配可能傾向于發(fā)展成熟的極少技術(shù)。如果確定的關(guān)鍵技術(shù)元素數(shù)量過多，那么就表示這項計劃離實現(xiàn)目標太遠?？梢酝ㄟ^以下步驟確定關(guān)鍵技術(shù)元素。

1)通過工作分解結(jié)構(gòu)(Work Break down Structure，WBS)進行技術(shù)分解。WBS是一種工作包分解，它按照系統(tǒng)工程原理把武器裝備按系統(tǒng)、分系統(tǒng)、部件或者組件等進行逐級分解，形成由具體工作和關(guān)鍵技術(shù)組成的樹狀結(jié)構(gòu)［7－8］。對于大型武器系統(tǒng)而言，可以按照從上到下的順序，由系統(tǒng)總體到各分系統(tǒng)再到組件進行技術(shù)分解，最后確定哪些單項技術(shù)可以成為CTE。

2)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計功能、結(jié)構(gòu)和作戰(zhàn)需求，在系統(tǒng)技術(shù)分類結(jié)構(gòu)(WBS)中，利用關(guān)鍵技術(shù)元素定義限定的條件，創(chuàng)建系統(tǒng)可能利用的CTEs初始列表。

3)由獨立的評審小組與項目管理辦公室協(xié)作，通過問答的方式對初始列表中的某些項進行增加或刪減，構(gòu)建CTEs候選項列表。

4)項目管理方與國防采辦決策層對關(guān)鍵技術(shù)元素候選項列表進行審查和評估，并進行進一步調(diào)整，從而確定最終的CTEs。

2.2 收集技術(shù)成熟度證據(jù)

每項確定的關(guān)鍵技術(shù)元素，需要相關(guān)數(shù)據(jù)和材料用以評估相應的技術(shù)成熟度等級，即收集關(guān)鍵技術(shù)元素的成熟度證據(jù)。收集證據(jù)的過程應該盡早開始，在確定關(guān)鍵技術(shù)元素的同時，評審小組應從項目負責人處獲得武器系統(tǒng)詳細的功能需求、設(shè)計方案，以及組件或分系統(tǒng)的試驗內(nèi)容、環(huán)境、相關(guān)信息及數(shù)據(jù)，充分保障成熟度評估的需求。

2.3 技術(shù)成熟度等級的判定

獨立評審小組根據(jù)項目負責人所提供的相關(guān)數(shù)據(jù)和自己收集的成熟度等級證據(jù)，對CTEs進行獨立的評估。技術(shù)成熟度評估的最終結(jié)果將是一種數(shù)據(jù)，是評估系統(tǒng)中采用或者擬采用的關(guān)鍵技術(shù)元素成熟度相關(guān)的信息。這種評估結(jié)果并不預測這些技術(shù)的未來發(fā)展狀況或者系統(tǒng)的未來性能，也不評估系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)計或者綜合計劃的質(zhì)量，只是一份有關(guān)該系統(tǒng)技術(shù)完成情況的狀態(tài)報告，用來確定關(guān)鍵技術(shù)元素的當前發(fā)展狀態(tài)和預測項目的技術(shù)風險。

在判定CTEs的成熟度等級時，評審小組應由大型武器系統(tǒng)所涉及的多領(lǐng)域的專家組成。根據(jù)成員專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域分成若干分小組，讓這些分小組先進行商討，然后向整個獨立評估小組提出其觀點。獨立評審小組組長應該盡量達成一致意見，以支持某項關(guān)鍵技術(shù)的成熟度評估。

在評估過程中，也可利用綜合集成的方法，先從回答相關(guān)問題來定性地進行評估，然后由專家系統(tǒng)給出量化標準，根據(jù)這些標準對CETs打分，給出CETs的成熟度的量化等級，最后由評估小組成員對評估結(jié)果進行討論并最終確定評估結(jié)果。

3 大型武器系統(tǒng)成熟度評估

1)簡單加權(quán)評估法。設(shè)第i項CTE的技術(shù)成熟度為TRLi，則大型武器系統(tǒng)的成熟度SRL可由式(1)表示為

式中:wi為第i項CTE的技術(shù)成熟度權(quán)重;n為CTE的總數(shù)。

關(guān)鍵技術(shù)元素的成熟度越低，所需投入的研制費用就越高，研制時間就越長，其成本在總成本中的比重就越大，對整個項目進度的影響也越大。因此，CTE技術(shù)成熟度的權(quán)重與其成本成正比，即

式中:Ci為第i項關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)成本;Cs為大型武器系統(tǒng)研發(fā)總成本。

該方法適用于武器裝備子系統(tǒng)間關(guān)聯(lián)關(guān)系較為簡單時，或僅用于粗略計算整個系統(tǒng)的系統(tǒng)成熟度。

2)系統(tǒng)集成評估法。在大型武器系統(tǒng)中需涉及到多項關(guān)鍵技術(shù)元素，而某些CTE之間可能需要通過技術(shù)集成來達到武器系統(tǒng)的某項功能。當2項(或多項)技術(shù)集成時，就有必要考慮其接口標準、相互作用、兼容性、可靠性、系統(tǒng)性能等問題［9－10］。因此，需要首先確定各項CTE間的集成關(guān)系，并據(jù)此確定出有集成關(guān)系的CTE之間的集成成熟度等級IRL(共9級)。當2項技術(shù)之間沒有出現(xiàn)集成時，IRL賦值0;當2項技術(shù)之間有集成時，要充分考慮2項技術(shù)運行的物理環(huán)境和外部條件，結(jié)合集成成熟度標準，為IRL賦值。在進行集成成熟度矩陣計算時，同種技術(shù)之間的IRL為9。這樣，可以形成集成成熟度矩陣［IRL］n×n，再由式(3)計算得到系統(tǒng)成熟度矩陣，經(jīng)過式(4)規(guī)范化后可得出大型武器系統(tǒng)成熟度等級，表達式為

［1］劉旭蓉，侯妍，艾克武.美英武器裝備項目技術(shù)成熟度評估研究［J］.裝備指揮技術(shù)學院學報，2005，16(6):48－52.

［2］US DoD.Operation of the Defense Acquisition System.［EB/OL］.(2002 －04 －05)［2010 －05 －21］.http://www.ncca.navy.mil/resources/dod5000 －2 － new.pdf.

［3］Deputy under Secretary of Defense for Science and Technology(DUSD(S＆T)).Technology Readiness Assessment(TRA)Deskbook［R］.Washington:US DoD，2003.

［4］Deputy Under Secretary of Defense for Science and Technology(DUSD(S＆T)).Technology Readiness Assessment(TRA)Deskbook［R］.Washington:US DoD，2005.

［5］Deputy under Secretary of Defense for Science and Technology(DUSD(S＆T)).Technology Readiness Assessment(TRA)Deskbook［R］.Washington:US DoD，2009.

［6］朱毅麟.開展技術(shù)成熟度研究［J］.航天標準化，2008(2):12－14.

［7］格雷戈里 T，豪根.有效的工作分解結(jié)構(gòu)［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2005:38－42.

［8］胡楊博，莫蓉，常智勇，等.基于工作分解結(jié)構(gòu)復雜多級項目的進度監(jiān)控技術(shù)研究［J］.現(xiàn)代制造工程，2008(2):16－19.

［9］Brian J S.Defining an Integration Readiness Level for Defense Acquisition［D］.Hoboken，NJ:Stevens Institute of Technology.2009.

［10］Sauser B，Ramirez M J E，Magnaye R，et al.A Systems Approach to Expanding Technology Readiness within Defense Acquisition［J］.International Journal of Defense Acquisition Management，2008(1):39 －58.