（西安電子工程研究所 西安 710100）

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)高新技術(shù)武器裝備的需求日益強(qiáng)烈，武器裝備研究的節(jié)奏也隨之加快。因此在研制過(guò)程中的設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)中不可預(yù)料的風(fēng)險(xiǎn)程度將大大增加，由此會(huì)導(dǎo)致研制成本增加、產(chǎn)品性能下降、研制進(jìn)度滯后甚至項(xiàng)目的失敗。為了監(jiān)督和控制裝備研制過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，確保項(xiàng)目順利進(jìn)行，美國(guó)NASA 自1995年開(kāi)始在項(xiàng)目評(píng)價(jià)程序中引入技術(shù)成熟度等級(jí)（Technology readiness level，TRL）對(duì)技術(shù)進(jìn)行技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)（Technology readiness assessment，TRA）［1～3］。2001年美國(guó)國(guó)防部正式采用TRA 來(lái)提高科研管理的精確度和科學(xué)性從而規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，隨后英國(guó)、澳大利亞等國(guó)家相繼借鑒美國(guó)的做法。

2 雷達(dá)系統(tǒng)成熟度評(píng)價(jià)的概念

雷達(dá)系統(tǒng)作為現(xiàn)代化武器裝備的重要組成部分，其研制周期由上世紀(jì)70年代的數(shù)十年縮短至兩三年，甚至更短時(shí)間。雷達(dá)主要由復(fù)雜的電子和機(jī)械部件組成，在新型雷達(dá)研制過(guò)程中研制的風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)源于雷達(dá)分系統(tǒng)研制、系統(tǒng)集成以及平臺(tái)適應(yīng)性。目前九級(jí)技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)單項(xiàng)技術(shù)可進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，但對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)TRA 方法存在著一定的局限性。對(duì)于雷達(dá)這樣一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，即使單項(xiàng)技術(shù)都達(dá)到了某預(yù)期的等級(jí)，但系統(tǒng)中仍存在不成熟因素，多種技術(shù)的集成和對(duì)接往往會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題。

因此，針對(duì)系統(tǒng)層面的技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)問(wèn)題，需要運(yùn)用系統(tǒng)工程的思想和方法在實(shí)踐中探索行之有效的方法，將TRA 與項(xiàng)目的集成相結(jié)合，引入綜合成熟度評(píng)估（Integrated readiness assessment，IRA）、系統(tǒng)成熟度評(píng)估（System readiness assessment，SRA）的概念。通過(guò)采用技術(shù)成熟度等級(jí)來(lái)衡量每個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)成熟度，采用綜合成熟度等級(jí)來(lái)衡量任何兩種由技術(shù)成熟度等級(jí)評(píng)估技術(shù)的集成。

3 系統(tǒng)成熟度評(píng)估方法

3．1 雷達(dá)系統(tǒng)CTE

美軍采辦采用工作分解結(jié)構(gòu)（Work breakdown structure）來(lái)定義關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)WBS分解原則，雷達(dá)系統(tǒng)可由平臺(tái)級(jí)分解至器件級(jí)。在任意分解支路，當(dāng)達(dá)到一個(gè)層次時(shí)可以作出所要求準(zhǔn)確性的估算，就可以停止了。根據(jù)WBS原則規(guī)劃出系統(tǒng)評(píng)估對(duì)象，即關(guān)鍵技術(shù)元素（Critical technology element，CTE）［4］。某型雷達(dá)的CTE 分解如圖1所示。

圖1 雷達(dá)的CTE分解

從中提取出七個(gè)CTE作為描述系統(tǒng)技術(shù)成熟度的基本元素。

3．2 IRL、SAL評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)國(guó)防部根據(jù)采辦發(fā)展需求制定了一個(gè)綜合成熟度等級(jí)指標(biāo)，用于評(píng)估系統(tǒng)綜合狀態(tài)，這就是集成成熟度等級(jí)（Integrated readiness level，IRL）［5］。IRL表述不同技術(shù)之間進(jìn)行技術(shù)集成時(shí)，在同樣環(huán)境下完成功能的狀態(tài)。與技術(shù)成熟度等級(jí)的理論基礎(chǔ)相似，IRL 分為九級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

系統(tǒng)成熟度等級(jí)（System readiness level，SRL）［6］表示最終的系統(tǒng)成熟等級(jí)指數(shù)，它介于0．10～1．00之間。SRL 可以表示為IRL 與TRL 的函數(shù)，通過(guò)大量的研究論證SRL可分為理論提煉、技術(shù)發(fā)展、系統(tǒng)發(fā)展和驗(yàn)證、生產(chǎn)、操作和維護(hù)五級(jí)，具體定義如表2所示。

表1 集成成熟度等級(jí)

表2 系統(tǒng)成熟度等級(jí)

3．3 SRL評(píng)價(jià)方法

在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行成熟度評(píng)估時(shí)，技術(shù)成熟度、綜合成熟度、系統(tǒng)成熟度三者之間具有遞進(jìn)的邏輯關(guān)系。在評(píng)價(jià)單項(xiàng)技術(shù)時(shí)可采用TRL 標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)系統(tǒng)綜合的過(guò)程時(shí)，每項(xiàng)技術(shù)通過(guò)雙向綜合都與其他技術(shù)相關(guān)聯(lián)，當(dāng)某兩項(xiàng)技術(shù)綜合到一起時(shí)，其成熟等級(jí)符合IRL 標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)單項(xiàng)技術(shù)組成的整體系統(tǒng)評(píng)價(jià)時(shí)通過(guò)觀測(cè)SRL 的值來(lái)評(píng)價(jià)總體開(kāi)發(fā)成果。這三者的評(píng)價(jià)時(shí)期大致為：項(xiàng)目論證階段，側(cè)重對(duì)單項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行技術(shù)成熟度評(píng)估；系統(tǒng)發(fā)展和研制階段，側(cè)重統(tǒng)綜合成熟度評(píng)估；產(chǎn)品生產(chǎn)階段，側(cè)重進(jìn)行系統(tǒng)成熟度評(píng)估。

系統(tǒng)中單項(xiàng)技術(shù)（Ti）可表示成技術(shù)成熟度的集合，即

系統(tǒng)綜合過(guò)程中每?jī)身?xiàng)技術(shù)（技術(shù)i與技術(shù)j）之間的綜合成熟度（Iij）可表示為矩陣I，在計(jì)算過(guò)程中Iij＝Iji，同種技術(shù)的Iii為9，即

單項(xiàng)技術(shù)集合與單項(xiàng)技術(shù)之間的綜合程度相互作用形成了系統(tǒng)，于是在具體評(píng)估過(guò)程中系統(tǒng)成熟度可表示為

式（3）中，每個(gè)SRL的取值都在（0，n）的范圍內(nèi)，對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，每項(xiàng)技術(shù)的權(quán)重應(yīng)相等，所以可得到雷達(dá)系統(tǒng)成熟度的規(guī)范化矩陣：

其中ni是第i項(xiàng)技術(shù)本身加上與其他相關(guān)技術(shù)綜合的數(shù)量總和。

由于系統(tǒng)成熟度規(guī)范化處理后其值介于0．10～1．00，根據(jù)與表2中標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照得到最終系統(tǒng)成熟度的評(píng)價(jià)。

以圖1所示雷達(dá)系統(tǒng)為例，各關(guān)鍵技術(shù)成熟度及集成成熟度如表3、表4所示。

表3 關(guān)鍵技術(shù)成熟度

表4 關(guān)鍵技術(shù)集成成熟度關(guān)系表

表5 系統(tǒng)成熟度計(jì)算結(jié)果

由式（4）計(jì)算得到的最終系統(tǒng)成熟度等級(jí)為

對(duì)照系統(tǒng)成熟度標(biāo)準(zhǔn)可知，該雷達(dá)系統(tǒng)處于系統(tǒng)發(fā)展和驗(yàn)證階段。

4 結(jié)語(yǔ)

在雷達(dá)系統(tǒng)成熟度評(píng)價(jià)的過(guò)程中，SRL方法可將系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)度抽象的指標(biāo)以及系統(tǒng)綜合程度定量化，使其更容易理解、度量和評(píng)估判斷。同時(shí)，在評(píng)價(jià)過(guò)程中還需組織技術(shù)專家和管理專家成立專家組進(jìn)行打分，全面地評(píng)估系統(tǒng)研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，為雷達(dá)系統(tǒng)的研發(fā)提供更為可靠的依據(jù)。

［1］重大科技項(xiàng)目模塊化創(chuàng)新管理方法研究—對(duì)美國(guó)國(guó)防采辦管理方法的探析［J］．科研管理：2009，30（1）1-7．

［2］劉旭榮．美英武器裝備項(xiàng)目技術(shù)成熟度評(píng)估研究［J］．裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，16（6）：48-52．

［3］安茂春．國(guó)外電子技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用［J］．評(píng)價(jià)與管理，2008，6（2）：1-3．

［4］Assistant Secretary of Defense for Research and Engineering（ASD（R＆E））．Technology Readiness Assessment（TRA）Guidance，2005：5．

［5］Brian Sauser．Defining an Integration Readiness Level for Defense Acquisition［C］／／International Symposium of the International Council on Systems Engineering（INCOSE）．Singapore，2009．

［6］Brian Sauser．From TRL to SRL：The Concept of Systems Readiness Levels［C］／／Conference on Systems Engineering Research．Los Angeles，CA，2006．