雷達系統技術成熟度評價方法研究＊

（西安電子工程研究所 西安 710100）

1 引言

隨著經濟的發展和科學技術的進步，現代化戰爭對高新技術武器裝備的需求日益強烈，武器裝備研究的節奏也隨之加快。因此在研制過程中的設計、制造、生產等環節中不可預料的風險程度將大大增加，由此會導致研制成本增加、產品性能下降、研制進度滯后甚至項目的失敗。為了監督和控制裝備研制過程中的風險，確保項目順利進行，美國NASA 自1995年開始在項目評價程序中引入技術成熟度等級（Technology readiness level，TRL）對技術進行技術成熟度評價（Technology readiness assessment，TRA）［1～3］。2001年美國國防部正式采用TRA 來提高科研管理的精確度和科學性從而規避風險，隨后英國、澳大利亞等國家相繼借鑒美國的做法。

2 雷達系統成熟度評價的概念

雷達系統作為現代化武器裝備的重要組成部分，其研制周期由上世紀70年代的數十年縮短至兩三年，甚至更短時間。雷達主要由復雜的電子和機械部件組成，在新型雷達研制過程中研制的風險主要來源于雷達分系統研制、系統集成以及平臺適應性。目前九級技術成熟度評價標準主要針對單項技術可進行有效的評價，但對于復雜的系統來說TRA 方法存在著一定的局限性。對于雷達這樣一個復雜系統，即使單項技術都達到了某預期的等級，但系統中仍存在不成熟因素，多種技術的集成和對接往往會帶來新的問題。

因此，針對系統層面的技術成熟度評價問題，需要運用系統工程的思想和方法在實踐中探索行之有效的方法，將TRA 與項目的集成相結合，引入綜合成熟度評估（Integrated readiness assessment，IRA）、系統成熟度評估（System readiness assessment，SRA）的概念。通過采用技術成熟度等級來衡量每個關鍵技術的技術成熟度，采用綜合成熟度等級來衡量任何兩種由技術成熟度等級評估技術的集成。

3 系統成熟度評估方法

3．1 雷達系統CTE

美軍采辦采用工作分解結構（Work breakdown structure）來定義關鍵技術。根據WBS分解原則，雷達系統可由平臺級分解至器件級。在任意分解支路，當達到一個層次時可以作出所要求準確性的估算，就可以停止了。根據WBS原則規劃出系統評估對象，即關鍵技術元素（Critical technology element，CTE）［4］。某型雷達的CTE 分解如圖1所示。

圖1 雷達的CTE分解

從中提取出七個CTE作為描述系統技術成熟度的基本元素。

3．2 IRL、SAL評估標準

美國國防部根據采辦發展需求制定了一個綜合成熟度等級指標，用于評估系統綜合狀態，這就是集成成熟度等級（Integrated readiness level，IRL）［5］。IRL表述不同技術之間進行技術集成時，在同樣環境下完成功能的狀態。與技術成熟度等級的理論基礎相似，IRL 分為九級，標準如表1所示。

系統成熟度等級（System readiness level，SRL）［6］表示最終的系統成熟等級指數，它介于0．10～1．00之間。SRL 可以表示為IRL 與TRL 的函數，通過大量的研究論證SRL可分為理論提煉、技術發展、系統發展和驗證、生產、操作和維護五級，具體定義如表2所示。

表1 集成成熟度等級

表2 系統成熟度等級

3．3 SRL評價方法

在對系統進行成熟度評估時，技術成熟度、綜合成熟度、系統成熟度三者之間具有遞進的邏輯關系。在評價單項技術時可采用TRL 標準；當系統綜合的過程時，每項技術通過雙向綜合都與其他技術相關聯，當某兩項技術綜合到一起時，其成熟等級符合IRL 標準；針對單項技術組成的整體系統評價時通過觀測SRL 的值來評價總體開發成果。這三者的評價時期大致為：項目論證階段，側重對單項技術進行技術成熟度評估；系統發展和研制階段，側重統綜合成熟度評估；產品生產階段，側重進行系統成熟度評估。

系統中單項技術（Ti）可表示成技術成熟度的集合，即

系統綜合過程中每兩項技術（技術i與技術j）之間的綜合成熟度（Iij）可表示為矩陣I，在計算過程中Iij＝Iji，同種技術的Iii為9，即

單項技術集合與單項技術之間的綜合程度相互作用形成了系統，于是在具體評估過程中系統成熟度可表示為

式（3）中，每個SRL的取值都在（0，n）的范圍內，對于雷達系統中的關鍵技術，每項技術的權重應相等，所以可得到雷達系統成熟度的規范化矩陣：

其中ni是第i項技術本身加上與其他相關技術綜合的數量總和。

由于系統成熟度規范化處理后其值介于0．10～1．00，根據與表2中標準對照得到最終系統成熟度的評價。

以圖1所示雷達系統為例，各關鍵技術成熟度及集成成熟度如表3、表4所示。

表3 關鍵技術成熟度

表4 關鍵技術集成成熟度關系表

表5 系統成熟度計算結果

由式（4）計算得到的最終系統成熟度等級為

對照系統成熟度標準可知，該雷達系統處于系統發展和驗證階段。

4 結語

在雷達系統成熟度評價的過程中，SRL方法可將系統中關鍵技術相關度抽象的指標以及系統綜合程度定量化，使其更容易理解、度量和評估判斷。同時，在評價過程中還需組織技術專家和管理專家成立專家組進行打分，全面地評估系統研發的風險，為雷達系統的研發提供更為可靠的依據。

［1］重大科技項目模塊化創新管理方法研究—對美國國防采辦管理方法的探析［J］．科研管理：2009，30（1）1-7．

［2］劉旭榮．美英武器裝備項目技術成熟度評估研究［J］．裝備指揮技術學院學報，2005，16（6）：48-52．

［3］安茂春．國外電子技術成熟度評價方法及應用［J］．評價與管理，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．