一、概述
一般情況下,科學技術研發項目可能會面臨性能目標、進度和預算三個方面的挑戰。清晰而可信地審查技術的研發情況并預測技術風險、科學而合理地制定出各項技術的發展路線都需要評估技術的成熟水平。全面、客觀而及時地了解技術的成熟水平,有助于科研項目管理者掌握研發的現狀,預估與研發目標的差距和研發風險,更有助于各項技術規劃的科學制定。
然而,技術成熟水平的評估長期以來多是采用專家評審的方式,評價含糊而且容易受部門利益或個人偏見的影響,缺乏規范而客觀的評價標準,難以有效地支撐決策。為此,美國、英國、法國、日本等國家針對技術成熟水平的評估標準,開展了多項相關的研究工作。其中,影響最大的研究成果是美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)開發的技術成熟度體系。該體系已經廣泛應用在各類技術研發項目管理的立項、評審和決策等環節中,并已經得到越來越廣泛的接受。
GJB 7688-2012《裝備技術成熟度等級劃分及定義》規定了裝備技術成熟度的等級劃分及定義。適用于裝備技術成熟度評價。該標準適用于應用基礎研究項目、應用研究項目、開發研究項目等,但不適用于基礎研究項目。因為基礎研究屬于科學研究范疇,不屬于技術研究范疇。此外,按技術的通常分類,該標準適用于生成“產品(含軟件產品)”或“系統”的技術,但不適用于生成“工藝”的技術。這里的“工藝”包含了制造工藝、科研和試驗方法。對于制造工藝,宜采用制造成熟度等級(manufacturing readiness levels,MRL)或類似的概念。
二、技術成熟度的概念
技術成熟度(Technology Readiness Levels,TRL),又稱為“技術完備等級”、“技術準備度”,指單項技術或技術系統在研發過程所達到的一般性可用程度[1]。其起源最早可以追溯到1969年,當時美國NASA明確提出了要開發技術成熟等級評估工具的設想[2]。1974年,在NASA工作的Sadin首次提出了7級的“技術成熟度”體系[3];1989年,NASA將原有7級體系擴展到9級[2];1995年,NASA的Mankins起草并發布了第一份綜合性文檔:《TRL白皮書》[4]。TRL被分為9級,用于評估正處于演進過程中的技術(材料、組件、設備等)的成熟狀況,以確定是否能夠應用在未來的系統或子系統中。2000年,美國國防部(DOD)接受了美國國家審計總署(GAO)的建議,正式采納NASA的TRL體系用于評估并改進技術研發的質量[5],隨后又為其使用開發了詳細的指導文檔。2005-2006年間,標準版本的TRL體系已在包括英國、法國和日本等國家在內的全球范圍內獲得認可。總的來說,TRL已經被證明是一種在不同機構間傳遞有關新技術狀態的非常有效的參數[2]。
需要特別說明的是,技術或技術系統的成熟和發展,幾乎都會經歷概念提出、原理證明、實驗室演示、應用環境證明等階段,因此,有必要區分TRL與技術生命周期、技術演化和TRIZ技術進化等相近的概念。
(1)技術生命周期
技術生命周期論將技術視為具有自身生命循環和向外轉移傾向的可買賣的商品[6],主要從技術本身經濟壽命的角度來分析技術的發展歷程。技術生命周期有多種表現形式,其中一種表現技術可用性隨時間變化的形式是鯨魚圖(WhaleChart)[7]。TRL體系關注的是技術生命周期的最初階段。
(2)技術演化論
演化經濟學派以普適的達爾文主義世界觀審視技術現象,將其看作某種底層基因(如技術知識)限制的表型,并用進化論、產品生命周期理論和熊彼特的創新理論等來分析技術演化[8],其研究與從技術本身出發開展的成熟狀態評估有很大區別。
(3)TRIZ進化模式
TRIZ通過對現有技術水平以及現有產品的分析,確定了技術系統進化的8種模式,如第一種模式提到:技術系統都要經歷產生、成長、成熟、退出的進化路線。遵循這些模式,可能會先于競爭對手開發出技術專利,但卻無法用于科技研發項目的評估和風險控制。
對比來看,TRL體系可以看作是技術生命周期的早期階段,而與經濟學領域的技術演化、專利領域的TRIZ發明創造理論等概念并不相同。
三、技術成熟度等級及其應用
1974年,NASA的Sadin開發的技術成熟度體系只有7個等級,基本對應現行9個等級中的前7個[9]。進入21世紀之后,美國國防部(DOD)、美國能源部(DOE)、導彈防御局(MDA)以及歐洲航天局(ESA)、法國宇航中心、日本宇航局等著名機構結合技術項目管理的實際需求,紛紛制定了自己的TRL評估體系。各個機構都主要以NASA1995年《TRL白皮書》中的等級劃分和定義為基礎,多數只是經過了少量描述上的修改,有的也進行了相關擴展和引申。
(1)NASA的TRL體系
按照技術研發所達到的狀態,NASA現行的9級技術成熟度劃分涵蓋了基礎研究階段的技術概念或應用方案形成、實驗室研究階段的原型驗證以及各種環境下的系統演示等各個環節。隨著TRL的提高,技術項目將經歷從“純研究”到“純開發”的發展過程。在TRL框架下,技術研發可以從不同的角度來劃分成多個階段。從科研項目管理的角度來看,TRL體系可以分為基礎技術研究、可行性證明、技術研發、技術演示、系統測試和運行等階段;而從技術研發的角度來看,則可以分為基礎研究、原理樣機、系統演示、定型實驗等階段。NASA定義的TRL體系的框架、特征描述及研究階段對應關系如表1所示。ESA定義的TRL體系與NASA的基本一致,此處不做重復介紹。
具體說來,NASA的TRL評估體系的各級特征描述如下[10]:
TRL1:純粹的科學研究或是剛開始轉向應用研究,可能不提出具體技術問題。一般限于對技術基本性質的理論研究,如新一代武器用來做什么。
TRL2:基于已發現的基本原理確定或發明出實際應用,可能是沒有實驗證明的理論或推測性假設,如高溫超導材料或可以用于望遠鏡傳感器。
TRL3:將技術置于應用背景中,從物理機理上驗證各獨立技術要素的理論預測,或者得到一些尚未集成的或只表現出有限性能的部件。例如,由高能密度物質推進系統的溫度/壓力關系得出超冷氧可作為推進劑。
TRL4:集成基本技術部件構成聯合工作組件或子系統,驗證概念設計的性能,但可信度較低。組件可能是實驗室中集成的硬件,也可能是實驗室中的軟件構成的系統。為項目立項而進行的演示系統,一般要達到這一級別。
TRL5:試驗模型技術可信度明顯增大。基本技術組件與已有支持組件合理地集成,還可能會包含一項或多項新技術,在模擬或某種程度上真實的環境下驗證。
TRL6:有代表性的模型或原型系統在高可信度的實驗室或模擬性使用環境下完成測試和演示。演示驗證的可能是未來的一種實際系統,也可能是采用同樣技術的類似應用。通過TRL6意味著技術研發已經能夠有效規避風險。
TRL7:應用原型已接近或達到預期應用系統的性能。一般情況下,為了確保系統工程和開發管理的可信度,風險較高的關鍵技術或子系統還會被要求達到TRL7,但不是所有子系統中的各項技術都要求達到此級別。
TRL8:證明了技術能在預期環境中以最終形式工作。這標志著“基本型”或第一代產品已經完成,絕大多數情況下,TRL8意味著實際系統開發的結束。
TRL9:技術以其最終形式在任務條件下得到實際應用。絕大多數情況下,TRL9是實際系統研制中最后一次“故障修復”,不排除集成新技術到現有系統的可能性,但不會再有任何的系統擴展或升級。
簡單地說,TRL1 -3級對應于基礎概念層面的技術開發,其后各級則表達設計應用的成熟性。在基礎概念開發的階段,第1級代表基礎研究,第3級是一個關鍵點。在第3級中,技術的關鍵功能和特征需要得到理論上或試驗上的初步證明。第4、5級之間的差別代表了從實驗室到“真實世界”實驗驗證的轉換。從TRL5以上,原型或模型的試驗驗證將越來越接近生產的級別(TRL8)。達到TRL9,就可以投入生產和部署。
(2)其他TRL體系
(a)DOD的TRL體系
除了NASA之外,DOD也立足于自己的應用環境制定了國防采辦的TRL體系,用作度量和交流采辦項目技術成熟性的一種結構化方法。其TRL體系也分為9個等級,獨特之處在于該體系還劃分了18種技術進展狀態,各個狀態都對應著某一TRL等級[12]。更加細化的技術狀態描述,有利于更加明確地將技術的成熟度情況“對號入座”。
(b)DARPA的TRL定義
作為美國著名的新技術研究開發中心,美國國防預研項目署(DARPA)也開發了自己的技術成熟度體系。DARPA的技術成熟度體系分為8級。不過,其“技術”的涵義甚廣,不但包括應用性、風險和設計,還包括裝配、制造、材料及知識產權等;其評估也沒有局限在純技術層面,而是結合了結構成熟度、材料成熟度、制造成熟度、成本收益成熟度等多個維度的成熟度指標[12]。
2008年,朱毅麟參考美國國防采辦中使用的TRL體系,結合我國空間企業的預先研究與技術開發實際,提出了我國空間技術領域的9級技術成熟度劃分建議[12]。另外,加拿大國防部也基于NASATRL開發了自己的技術成熟度體系(TML)。除了上述航天、軍事等機構制定和使用TRL之外,還有許多其他領域的機構效仿TRL分級評估的做法。如,美國生物醫學預研和發展管理局(BARDA)開發了適用于醫療領域的TRL體系,其用于應對化學威脅的醫療措施的TRL體系分為13個等級[13]。因此,TRL的概念超越了其最早的航天技術領域,現已在科學研究、項目管理、醫療措施等社會各領域發揮著作用。
(3)TRL體系的應用
TRL能夠應用在科研項目的立項論證、轉階段評審、檢查驗收等一系列管理環節中,有助于準確地把握技術的狀態,科學地管理技術研發和轉型。對于一個科研項目來說,TRL評估的結果至少可以獲得三個方面的重要信息[14]:
(a)項目的技術組成,這是開展TRL評估的前提;
(b)技術儲備,即哪些技術是成熟或基本成熟的;
(c)項目的技術風險,若需要新開發或繼續開發的技術比較少,則風險可能會比較小。
如果技術的TRL等級太低,則該項目就很可能要承擔進度拖延或成本超支等風險。事實上,美國GAO在其最近幾年的審計報告中也一再指出:在DOD對航天項目的采辦中,低技術成熟度的組件和子系統是導致項目進度拖延的一個重要原因[1]。美國空軍已將TRL用作轉階段評審的依據,認為只有當技術達到TRL7時才能夠從技術開發階段轉入工程研制階段,此時的項目風險比較低[3]。因此,使用TRL進行技術項目管理,既能夠直觀地表示技術的狀態,又能夠有效地預判項目風險。
除了被直接用于評估之外,TRL體系還可以與其他指標結合來開發評估模型。如美國陸軍的Craver等人基于TRL開發的“技術項目管理模型”(TPMM)[15]。該模型將與技術研發和轉型有關的復雜活動都集成在一起,并為技術研發和管理目標量身定做了系統工程和項目管理任務,能夠協助技術管理者規劃、管理和評估各種技術項目和技術轉型。
(4)TRL評估工具
在新系統和新技術開發的過程中,有許多節點都需要進行技術成熟度評估,例如:完成系統分析和概念設計研究時,選擇設計選項時,開始全面技術研發時等。這些評估可能是研發團隊內部的小范圍事件,也可能是一個外部的、獨立的同行評議過程。除了TRL之外,有效的評估還需要結合一些其他的度量,如:性能目標、技術成熟度和研發難度等[2]。
在美國軍方的武器裝備采辦中,DOD的項目管理者雖然已被要求使用TRL,但卻缺少具體的使用指導。通常情況下,在采辦評估中由采辦方給出建議的技術項目表,由專家給出TRL分值,然后計算平均值或加權平均值,或者使用層次分析法加權歸納得到最終的分值[11]。為了便于專家評定技術項目的TRL級別,美國空軍研究實驗室的Nolte等人開發了專門的TRL計算器[9]。
TRL計算器是一個微軟Excel文檔,其內容是圍繞各級TRL設置的標準問題集,能夠快速獲得技術項目的TRL水平并以圖形化的方式展現,最新版本是2.2。該工具從技術本身、制造/可生產性和文檔完備情況等三個方面來度量技術成熟度,可以度量純硬件、純軟件、硬件和軟件等三種不同類型的技術。
(a)在該工具中,每一個TRL等級都被細化為涉及不同方面的若干個問題,允許用戶回答所完成的百分比;
(b)工具里的宏命令將首先檢查上一級TRL的情況,再檢查本級已回答問題的數量并利用百分比數值進行計算;
(c)計算器給出一個整體的TRL等級,并以不同的顏色加以區分。
(5)TRL的局限性
作為技術成熟的一種度量,TRL已經獲得了政府機構和企業的廣泛接受,但是,TRL用作一種衡量標準還存在著一些應用局限。
(a)難以表達技術提升到更高TRL級別的研發難度和可能性,即未考慮新技術研發中未解決的研發障礙;
(b)當具有多個子系統和組件的情況下,難以得出一個合適的技術成熟度等級;
(c)還有其他一些技術類型不能用TRL來衡量,如:生物醫學技術、實踐型技術等。
TRL最突出的局限體現在只能度量技術的一個維度,而無法給出與技術有關的完整圖景。技術的成熟性應該從多個維度來度量,有人曾經提出過16種不同的技術成熟維度,但TRL度量僅僅是其中的1/16[16]。
為了彌補TRL體系的局限性,也為了更全面地評估技術研發項目,許多機構和學者開發了一些與TRL相關的度量指標。如:美國斯蒂文斯理工學院系統研發和成熟實驗室(SDML)設計了集成成熟度(IRL),用于與TRL一起來確定系統成熟度(SRL)[17]。美國空軍研究實驗室設計了制造成熟度(MRL),最低的MRL對應于TRL3,用于彌補TRL在體現可生產性方面的不足[16]。在我國,中國空間技術研究院編制了院級標準《航天器單機產品成熟度定級規定》[12]。由于TRL僅僅給出一個粗線條的技術成熟度等級劃分標準,其推廣應用還必須要有具體詳細的評估方法,這也是相關研究人員目前正在努力解決的問題。
四、技術成熟度的識別方法
隨著系統化評估工具的開發和評估程序的規范,TRL等級評估已經能夠讓科研管理機構較為準確地估計技術成熟的時間和成本。但是,評估工作本身是一項富有挑戰性的工作,首要問題就是評估的成本。因為準確評估技術項目的TRL等級,常常需要高水平的領域技術專家參與,而且還要對專家進行評估方法的專門培訓。為了降低評估成本、提高評估效率,有些研究者從文獻計量的角度探索了自動識別TRL等級的可能性。
(1)淺語義分析法
2008年,Britt等人基于淺語義索引構建了向量空間模型,通過探索文本文檔內詞語的潛在結構,對相似的技術描述文檔進行聚類和分組[18]。進一步比較組內各個文檔的TRL等級,就能夠找出TRL等級最高的解決方案。該研究采用了美國InRAD公司開發的技術評估和成熟度分析系統(TARAS)。系統有兩個主要功能:識別出單個研究項目的TRL等級;通過淺語義分析對文檔進行聚類和分組,然后從文檔子集中識別出TRL等級最高的文檔。
需要說明的是,Britt等人所分析的技術描述報告中都包含專家們事先評定的TRL等級,并且大多數報告的平均字數不超過50個單詞。正因為具備了這兩個條件,該研究才能夠較為容易地在經過淺語義分析聚類的報告集中識別出具有最高TRL等級的報告,而且具有一定的特殊性。
(2)共詞分析法
從制定科技規劃的實踐來看,在制定科技發展路線圖等科技發展戰略規劃時,如果能夠明確每一種技術的成熟度等級,無疑能令規劃工作變得輕松而高效。但事實上,這是一件很難的事情。不過,在難以掌握特定技術研發的具體狀態時,明確其所處的研發階段也能滿足規劃的需要。
根據各個TRL等級的關鍵特征,可以將其按照技術研發的側重點歸納為以下4個具有明顯特征的階段:概念研究階段(TRL1 -TRL3),以基礎性的概念研究和闡述、功能證明、實驗室分析等為典型特征;部件或原型驗證階段(TRL4 -TRL5),以研究性的實驗室研發、組件驗證、關鍵性能、原型驗證等為典型特征;系統演示階段(TRL6 -TRL7),以系統性的組件集成、原型演示和系統/子系統演示為典型特征;產品評估階段(TRL8 -TRL9),以成型產品或系統的測試、運行和評估為典型特征。通過對SPIE數據庫中“大功率半導體二極管”領域中部分技術文獻的分析,可以發現:各階段的描述都對應著一組較為明確的特征詞。
既然技術研發階段與明確的特征詞具有關聯關系,那么利用共詞分析從技術文獻中識別研發階段就存在著一定的可行性。為此,筆者采用了美國Mitre公司所開發的“數據庫內容結構分析” (DatabaseTomography,DT)方法[19]來分析技術文獻集,進行了初步嘗試。該方法的特點是在限定共現范圍的前提下分析物理位置臨近的技術短語,關于該方法的情況,可參閱文獻[19]和[20]。
五、裝備技術成熟度案例解析
我國軍事裝備研究項目根據其研究的階段大致分為五個類型:
(1)國防科技重大基礎研究項目;
(2)裝備預先研究支撐項目;
(3)裝備預先研究項目;
(4)裝備演示驗證項目;
(5)裝備研制項目。
這五種項目類型其可以申請項目的前提技術成熟度等級和其完成后應該達到的技術成熟度等級大致是這個樣子的:
(1)國防科技重大基礎研究項目前提TRL等級:1-2,結題TRL等級:3-4;
(2)裝備預先研究支撐項目前提TRL等級:2-3,結題TRL等級:3-5;
(3)裝備預先研究項目前提TRL等級:2-4,結題TRL等級:4-6;
(4)裝備演示驗證項目前提TRL等級:5,結題TRL等級:6-7;
(5)裝備研制項目前提TRL等級:5-6,結題TRL等級:7-8。
裝備研制項目就是所謂的型號項目了,出來的就直接是裝備咯,而之前的4個等級出來的都是技術。
技術成熟度是技術滿足預期的裝備應用目標的程度。技術成熟度等級是用于衡量技術成熟程度的尺度。技術成熟度等級劃分為九個等級:
(1)提出基本原理并正式報告;
(2)提出概念和應用設想;
(3)完成概念和應用設想的可行性驗證;
(4)以原理樣品或部件為載體完成實驗室環境驗證;
(5)以模型樣品或部件為載體完成相關環境驗證;
(6)以系統或分系統原型為載體完成相關環境驗證;
(7)以系統原型為載體完成典型使用環境驗證;
(8)以實際系統為載體完成使用環境驗證;
(9)實際系統成功完成使用任務。
在技術成熟度等級定義的基礎上,設置等級條件作為判定等級的依據。GJB 7688-2012附錄A給出了等級條件的參考內容。在衡量裝備技術的成熟度時,除了了解技術的設計和驗證情況,可能還需要了解制造和管理方面的情況。因此,在成熟度等級定義的基礎上,從技術、制造和管理三個方面進一步細化了等級的判定依據,每一等級對應了若干項條件。這些條件為準確評判技術的成熟度等級提供了依據。
技術類條件主要是指設計和驗證方面的內容:
(1)設計方面主要是指技術研究開發時應完成的研究設計內容,包括應用需求和使用環境的了解,研究假定和原理運用的明確,技術特性的確定,技術資料(含技術報告、圖樣、標準規范、專利申請)的編制等。
(2)驗證方面主要是指對技術研究開發成果進行驗證的內容,包括驗證對象、驗證環境、驗證結果以及需強調的驗證項目。
制造類條件主要是指試制(生產)所涉及的工藝性設計、制造工藝、工藝設備等內容。管理類條件主要是指用戶關系管理、風險管理、費用管理等內容。
GJB 7688-2012與總裝綜合計劃部發布的《裝備預研技術成熟度評價辦法》(試行)有關聯關系。標準的內容借鑒了美國空軍實驗室的技術成熟度評價標準,同時融入了前期我軍技術成熟度評價(評估)工作的標準和經驗。在技術內容上,標準與《裝備預研技術成熟度評價辦法》(試行)的規定是同一根源。因而在核心內容上兩者是基本相同的。相對于《裝備預研技術成熟度評價辦法》(試行),GJB 7688-2012在內容進行了擴充和細化,更能滿足預研項目、型號項目及其他項目的技術成熟度評價需求。
表1 裝備預先研究技術成熟度評價標準
等級 | 等級描述 | 等級評價標準 | |
1 | 基本原理清晰 | 通過探索研究,發現了新原理、提出了新理論,或對已有原理和理論開展了深入研究。屬于基礎研究范疇,主要成果是研究報告或論文等。 | (1)發現或獲得了基本原理; (2)基本原理分析描述清晰; (3)通過理論研究,證明基本原理是有效的。 |
2 | 技術概念和應用設想明確 | 基于基本原理,經過初步的理論分析和實驗研究,提出了技術概念和軍事應用設想。主要成果為研究報告、論文或試驗報告等。 | (1)通過理論分析、建模與仿真,驗證了基本原理的有效性; (2)基于基本原理,提出明確的技術概念和軍事應用設想; (3)提出了預期產品的基本結構和功能特性; (4)形成了預期產品的技術能力預測。 |
3 | 技術概念和應用設想通過可行性論證 | 針對應用設想,通過詳細的分析研究、模擬仿真和實驗室實驗,驗證了技術概念的關鍵功能、特性,具有轉化為實際應用的可行性。主要成果為研究報告、模型和樣品等。 | (1)通過分析研究、模擬仿真和實驗室實驗,驗證了技術能力預測的有效性; (2)明確了預期產品的應用背景、關鍵結構和功能特性; (3)完成關鍵結構與功能特性的建模仿真; (4)研制出實驗室樣品、部件或模塊等,主要功能單元得到實驗室驗證; (5)通過實驗室實驗,驗證了技術應用的可行性,提出了技術轉化途徑。 |
4 | 技術方案和途徑通過實驗室驗證 | 針對應用背景,明確了技術方案和途徑,通過實驗室樣品/部件/功能模塊的設計和加工,以及實驗室原理樣機的集成和測試,驗證了技術應用的功能特性,技術方案與途徑可行。 | (1)針對應用背景,明確了預期產品的目標和總體要求; (2)提出了預期產品的技術方案和途徑; (3)完成實驗室樣品/部件/功能模塊設計、加工和評定,主要指標滿足總體要求; (4)實驗室樣品/部件/功能模塊集成于原理實驗樣機,驗證了技術應用的功能特性; (5)通過原理實驗樣機測試,驗證了技術方案和途徑的可行性; (6)提出了演示樣機的總體設計要求。 |
5 | 部件/功能模塊通過典型模擬環境驗證 | 針對演示樣機總體要求,完成了主要部件/功能模塊的設計和加工,通過典型模擬環境的測試驗證,功能和性能指標滿足要求。典型模擬環境能體現一定的使用環境要求。 | (1)完成演示樣機總體設計,明確樣品/部件/功能模塊等功能、性能指標和內外接口等要求; (2)完成樣品/部件/功能模塊等設計,設計指標滿足總體要求; (3)完成工裝和加工設備實驗室演示,初步確定關鍵生產工藝; (4)完成樣品/部件/功能模塊等加工,滿足設計要求; (5)初步確定關鍵材料和器件,滿足樣品/部件/功能模塊等驗證要求; (6)樣品/部件/功能模塊等試驗驗證環境滿足典型模擬環境要求; (7)樣品/部件/功能模塊等通過典型模擬環境驗證,功能和性能滿足設計要求。 |
6 | 以演示樣機為載體通過典型模擬環境驗證 | 針對演示樣機的驗證要求,完成了演示樣機的集成,通過典型模擬環境下演示試驗,功能和性能指標滿足要求,工程應用可行性和實用性得到驗證。典型模擬環境能體現使用環境要求。 | (1)完成樣品/部件/功能模塊等典型模擬環境驗證,功能和主要性能滿足總體要求; (2)完成演示樣機設計,設計指標滿足總體要求; (3)基本確定關鍵生產工藝規范,工藝穩定性基本滿足要求; (4)基本確定關鍵材料和器件,通過工程應用可行性分析; (5)完成演示樣機加工,滿足設計要求; (6)演示樣機試驗驗證環境滿足典型模擬環境要求; (7)演示樣機在典型模擬環境通過試驗考核,功能和性能滿足設計要求。 |
7 | 以工程樣機為載體通過典型使用環境驗證 | 針對實際使用要求,完成了工程樣機的集成,通過典型使用環境下考核驗證,功能和性能指標全部滿足典型使用要求。 | (1)針對使用要求,明確了戰術技術性能要求; (2)完成工程化樣品/部件/功能模塊等典型模擬或使用環境驗證,功能和性能滿足使用要求; (3)完成工程樣機詳細設計,設計指標全部滿足使用要求; (4)工藝穩定,工藝文件完整,具備試生產條件; (5)關鍵材料和器件質量可靠,保障穩定; (6)完成工程樣機加工制造,滿足設計要求; (7)工程樣機試驗驗證環境滿足典型使用環境要求; (8)工程樣機在典型使用環境下通過試驗考核,功能和主要性能全部滿足典型使用要求。 |
8 | 以原型機為載體通過使用環境驗證和試用 | 針對實際使用要求,完成了原型機的集成,通過實際使用環境下的考核驗證,戰技指標全部滿足實際使用要求,性能穩定、可靠。 | (1)產品化樣品/部件/功能模塊的功能和結構特性達到實際產品要求; (2)生產工藝達到可生產水平,具備生產條件; (3)材料和器件等有穩定的供貨渠道; (4)完成原型機生產,功能和結構特性達到使用環境要求; (5)原型機試驗驗證環境滿足使用環境要求; (6)原型機在使用環境下通過定型試驗和試用,戰技指標全部滿足實際使用要求。 |
9 | 以產品為載體通過實際應用 | 技術以其最終的產品應用形式,通過實際使用驗證,戰技指標全部滿足要求,具備批量穩定生產能力和使用保障能力。 | (1)產品具備使用保障能力; (2)產品具備批量穩定生產能力和質量保證能力; (3)完成用戶培訓; (4)完成全產品演示; (5)產品通過了實際使用環境和任務環境的考核驗證,應用設想得到成功實施。 |
備注: 1、演示樣機、工程樣機、原型機為技術在不同階段的成果載體。演示樣機,是指通過演示試驗驗證主要功能和性能的樣機;工程樣機,是指工程研制過程中,為進行驗證試驗而制造的樣機;原型機,是指設計產品的制造原型,其形狀、尺寸、表面效果、所用材料及功能等與即將(批量)生產的產品完全相同。 2、對于共用技術,大多數項目技術成熟度不超過五級。 |
六、小結
自20世紀70年代中期NASA開發并使用技術成熟度以來,尤其是1995年Mankins起草并發布《TRL白皮書》之后,從航天機構到國防機構,從美國到世界各國,從科研機構到企業,甚至從純技術領域延伸到設計、制造等領域,技術成熟度的概念得到了非常廣泛的傳播和應用。發展至今,技術成熟度體系已經有了多種不同的定義和描述,也已經出現了TRL計算器之類的評估工具。
對于我國科技研發機構和高科技制造企業來說,積極借鑒和開發適合自身情況的技術成熟度體系已經具備了足夠的條件和參考經驗。同時,為了滿足科研管理對TRL等級評估的要求,一些學者正在積極地探索從文獻分析的角度對其加以識別的可行性和效果。相信隨著研究的深入,TRL等級的評估和識別都會變得更加高效和準確。不過,也應該看到,TRL體系僅僅是技術成熟度評估中的一個維度,要想全面地掌握技術的成熟狀態,還必須輔之以制造成熟度等其他考察維度。總的說來,技術成熟度(TRL)是一個管理和交流技術研發狀態及風險的有效工具,值得深入研究和應用。
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