技術成熟度視角下航空科研項目分類管理研究

萬芩，鹿歡，施振飛，王藝

（中航工業洪都，江西南昌330024）

技術成熟度視角下航空科研項目分類管理研究

萬芩，鹿歡，施振飛，王藝

（中航工業洪都，江西南昌330024）

技術成熟度評價在航空項目管理中得到了廣泛應用。在項目關鍵技術成熟度等級劃分的基礎上，利用熵權法確定關鍵技術在航空科研項目中的權重，構建技術成熟度評價矩陣，依據項目技術成熟度等級將項目劃分為基礎研究、預先研究及型號研究項目。采用技術成熟度評價方法劃分項目類型，提高了航空科研項目分類的準確性與科學性。

技術成熟度評價；航空科研項目；項目分類管理

0 引言

航空科研項目具有周期長、風險大、復雜程度高等特點，對其進行科學分類，有助于提高航空項目管理效率，保證項目順利完成，降低項目風險。同時，航空科研項目具有鮮明的行業特色，不同類型項目在立項、實施、驗收等不同階段的管理重點也有明顯差異。采用科學的分類方法，可保證分類結果的準確性。

目前，科研項目主要依據性質、來源、規模等不同標準進行分類。聯合國科教文組織根據科研項目的不同性質，將其分為基礎研究項目、應用研究項目、實驗發展類項目，德國、英國等歐洲國家的科技管理部門又將基礎研究項目分為純基礎研究項目、戰略性基礎研究項目；我國科技管理體系中，按照資金來源，將科研項目劃分為基金類項目、自籌經費項目等。科技部在2003年頒布了《科學技術評價辦法》，將科技項目分為六類：戰略性基礎研究項目、自由探索性基礎研究項目、應用研究項目、科學技術產業化項目、社會公益性研究項目和科學技術條件建議與支撐服務項目。隨著國家對科技項目精細化、科學化管理要求的不斷提高，相關學者展開了對科技項目分類模型與方法的研究，如吳艷構建了層次聚類科技項目分類模型，通過計算不同科技項目的相似度來實現項目的劃分聚類；根據項目實施不同過程中的知識行為差異，王明明等人又將科研項目分為基礎調查研究項目、系統集成項目、新產品或新技術研發項目、新技術推廣應用項目、工藝設備優化研究項目和科技示范研究項目六類。上述機構及學者對科技項目評價及分類的研究，為航空科研項目分類提供了重要借鑒。技術成熟度在企業項目評價及組織管理中得到了廣泛應用。在90年代后期，技術成熟度理論與方法也開始應用于我國軍工科研單位項目管理中，在國防科研項目風險控制、項目采辦等方面發揮了重要作用。目前，在技術成熟度的基礎上，學者們又相繼提出系統成熟度、項目成熟度、集成成熟度等級評估及應用。采用單項技術成熟等級評估方法，進行項目技術成熟度的評估，是航空科研項目管理的新方法。本文將技術成熟度評估方法應用于航空科研項目分類，通過項目技術成熟度等級評價，提出基礎研究、預研及型號研究項目類別劃分的理論依據，有助于為不同類型項目確定更合適的專家團隊，保證項目管理及實施的科學性、準確性，為國防科技項目管理提供了一種新思路。

1 技術成熟度概念與方法

NASA于20世紀70年代后期開始了技術成熟度的研究，并將其應用于航天技術評估中。利用技術成熟度理論與方法，對航天項目各關鍵技術進行等級評估，大大提高了項目可行性、有效地規避了技術風險。理論研究上，相關機構及學者主要集中在技術成熟度等級、技術成熟度評估及應用等方面。

1.1 技術成熟度等級

美國、英國、加拿大等國家在國防采辦中特別強調對技術成熟度的評價。我國部分軍工科研單位和管理部門對技術成熟度評估方法進行了深入研究，并將其應用于科研項目管理中。John C.Mankins回顧了技術成熟度等級在美國國防部、NASA等的應用進展，將其應用劃分為三個階段：第一階段，NASA率先研究航天器飛行成熟度評價、技術成熟度評價等問題，將技術成熟度分為7個等級；第二階段，針對大型空間項目提出集成技術成熟度計劃，將技術成熟度從7個等級擴展至9個等級；第三階段，技術成熟度9級劃分方法的應用推廣，將TRL推廣應用于新產品開發、成果管理等不同領域。技術成熟度的等級劃分在我國相關行業，特別是航空航天領域得到了廣泛的推廣應用，王立群分析了美國航空航天技術成熟等級對我國相關領域科研項目管理，特別是在技術風險控制中的適用性；王肖飛等構建了基于層次分析法的導彈系統技術成熟度等級評價方法，在NASA技術成熟度等級基礎上，提出了我國導彈系統技術成熟度等級標準。

1.2 項目技術成熟度評估方法

技術成熟度評價是衡量項目達成目標程度的重要方法。在航空航天領域，關于技術成熟度等級的劃分，相關機構及學者已經形成共識，成熟等級的9級劃分在我國也得到廣泛應用。目前，AHP方法、模糊綜合評價方法、熵權法等系統評價方法在技術成熟度評價中也得到了良好的應用.其中，魏法、姜姍采用熵權法，對復雜裝備系統研制過程的技術成熟度進行評價，根據評價結果，對技術滿足工程應用的程度進行了檢驗?；谙到y工程理論，李存金、劉營對航天工程系統進行了層次劃分，按照逐層集成的方法對航天工程系統進行了成熟度評價。為避免專家評價中主觀因素對結果的影響，一些學者如Taner Altunok、馬明昭等提出采用信息系統、評價軟件等技術手段對科研項目技術成熟度進行等級評價，提高了評價效率和評價精確性。

2 技術成熟度視角下航空科研項目分類

2.1 航空科研項目單項技術成熟度等級

科研項目由各關鍵技術系統構成，關鍵技術成熟度是指某技術在研究開發過程所達到的一般性可用程度，現用于航天研制項目在立項、評審、決策及研制啟動之前，評價項目在技術上的可用程度。NASA9級技術成熟度劃分已成為航空航天項目領域專家學者的共識。

本文采用NASA對單項技術成熟度等級劃分的方法，將航空項目技術成熟度劃分為9級，每級的度量指標如表1所示。

表1 單項技術成熟度等級度量

2.2航空科研項目技術成熟度評價方法選擇與理論依據

2.2.1 方法選擇

1）熵權法

將航空科研項目分解成各項關鍵技術，采用熵權法確定各關鍵技術權重。熵的概念最早由C.E Shannon提出，具體含義如下：

對于一個隨機變量X，其取值可表示為X（x1,x2,x3……xn）,xi出現的概率為rij，則xi所含的信息量可進一步表示為

式中，k=1/ln n；當rij=0時，可令rijlnrij=0。

將熵權作為單項技術權重，而作為權數的熵權有特殊的意義，它是在給定被評價對象集后，且各評價指標確定的情況下，各指標在競爭意義上的相對激烈程度系數。在技術風險評估中，如果評價因素對評判集中各評語的隸屬度值相差較大,此時信息熵值較小，熵權較大，說明該因素在評價中作用較大。

2)模糊綜合評價方法

模糊綜合評價方法適用于模糊概念、而又可以量化的評價問題。其基本原理如下：

給定模糊子集A和評價項目U,對于一個函數R(u)，且R(u)∈[0,1]，R(u)則稱為待評價項目U相對于A的隸屬矩陣。

假設評語集為：

評價對象xi相對于評語集的隸屬度為rij，構建隸屬度矩陣。隸屬度是多個評價主體對某個評價對象在某方面做出某種程度可能性的認可度。

2.2.2 技術成熟度評價過程

1）項目技術分解

利用技術成熟度方法，對航空科研項目進行評估的首要工作就是技術分解，將項目分解成若干個關鍵技術系統。在確定各關鍵單項技術成熟度的基礎上，可對項目整體技術成熟度進行評價，得到成熟度等級。如圖1將航空科研項目進行技術分解。

2）關鍵技術成熟度評價矩陣構建

采用模糊綜合評價方法對航空科研項目關鍵技術成熟度等級進行評價，假設待評價關鍵技術數量為m，待評價問題（技術成熟度等級達成程度）。評語集u=(TRl1,TRl1,TRl1,TRl1,TRl1……TRln)，由相關領域專家對各關鍵技術相對于評語集的支持程度進行評價，形成技術成熟度隸屬度矩陣：

圖1 航空科研項目技術分解

3）熵權確定及綜合評價值計算

根據信息熵的定義，在上述各評價指標隸屬度基礎上，通過公式（1）計算指標熵權：

wi越大表示該技術在航空科研項目中的作用越大。

技術成熟度綜合評價總得分：TRL=（TRLn，TRLn-1……TRL1）ST，S=WR為指標綜合隸屬度。得出航空科研項目技術成熟度等級，可作為項目分類的重要依據。

2.3 案例應用

2.3.1 某航空科研項目關鍵技術隸屬度矩陣構建

應用技術成熟度評估方法，對某航空科研項目進行技術成熟度等級評價，確定其項目類型并劃分歸口管理部門。基于某航空科研項目，選擇相關技術領域的專家或研究人員（20名），對項目涉及的關鍵技術系統進行篩選，確定7項關鍵技術，并對各項關鍵技術所達成熟度等級進行評價。技術成熟度等級采用NASA的9級劃分方法，構建關鍵技術成熟度評語集：

形成技術成熟度評價隸屬度矩陣:

將其歸一化處理：

隸屬度rij即表示專家對該關鍵技術在相應成熟度等級上的認可程度，且。

2.3.2 項目關鍵技術熵權及成熟度等級評價

利用公式（1）和公式（2），計算各關鍵技術熵權，即為各待評價技術的權重，權重向量為，W=(0.21，0.23，0.15，0.11，0.09，0.11，0.10)；綜合隸屬度向量：S= WR′=(0.13，0.13，0.10，0.10，0.10，0.10，0.10，0.11，0.17)，其中。則項目技術成熟度等級評價為TRL=(9,8,7,6,5,4,3,2,1)RT·WT=3.2。評價結果顯示該項目技術成熟度等級評價值為3.2，根據航空科研項目技術研發規律及其在型號的應用要求，該項目應歸為預研項目。采用此方法可對其他科研項目進行成熟度評價，并劃分其歸屬類型。

3 技術成熟度等級在科研項目分類管理中的應用

現有航空科研項目分類的方法多是從項目來源、成果實現形式等方面將其劃分為基礎研究、預先研究、應用研究等。對預先研究的技術成熟度等級要求，國防工業部門有明確規定：技術成熟度達到6級才能進入項目開發。而針對基礎研究項目、型號研究項目劃分依據，還沒有統一標準。根據技術成熟度評價結果，從項目所處技術階段，對航空科研項目進行類別劃分，是一種新思路。根據我國航空科研項目研究的實際，建議航空基礎研究項目技術成熟度應達到2級，預研項目技術成熟度等級應達到4級，型號科研項目技術成熟度應達到6級（如表2）。

表2 航空科研項目技術成熟度等級及項目分類及管理重點

依據技術成熟度理論，不同科研項目管理重點也有一定差異。如對技術成熟度等級最低的技術基礎科研項目，由于其不確定性程度高、風險大，需對項目可實施性及理論價值進行立項前的系統評價。預研項目研究的內容廣泛、綜合性強，難度高，研究的課題大部分是科技前沿和技術難關，需在項目實施階段，強化關鍵技術節點的跟蹤、控制與總結，并及時推進預研向型號的轉接應用。而型號科研項目由于其資源投入大、技術成熟度要求高，在做好項目計劃的同時，需加強目標管理，保證項目或產品質量及可用性。

4 結語

通過航空科研項目技術成熟度等級評價，結合運用熵權法、模糊評價等方法，實現了不同類型項目的分類,并提出基礎研究項目、預研項目及型號科研項目的管理重點。實例表明，該方法在航空科研項目分類中具有一定適用性和可操作性。基于技術成熟度等級評價的項目分類方法，更能反映技術研究開發的全過程，對有效地控制項目技術風險，優化項目管理流程也將起到重要作用。

[1]陳利安等.復雜武器系統技術成熟度評估方法研究[J].儀器儀表學報，2012,:33（10）：2396-2340.

[2]謝梅芳、楊建軍.基于商權的武器研制技術成熟度評估方法[J].武漢理工大學學報:信息與管理工程版，2010,32（4）:673-676.

[3]陳華雄等.技術成熟度評價在國家科技計劃項目管理中的應用探討[J].科技管理研究，2012（16）: 191-194.

[4]John C.Mankins.Technology readiness assessments:A retrospective[J].Acta Astronautica,2009,69: 1216-1223.

[5]農志明,李自力.技術成熟度研究的熱點和趨勢分析[J].現代情報,2012,32(10):66-69.

[6]王明明等.面向項目實施過程中知識行為的科技項目新分類[J].科技管理研究，2008，（6）：:21-282.

[7]魏法杰,姜姍:基于熵權的復雜裝備研制過程技術成熟度評價研究[J].中國管理科學，2011,22:911-913.

[8]章穗等.基于熵權法的科學技術評價模型及其實證研究[J].管理學報，2010,7（1）:34-36.

[9]黃喜，李建平.基于成熟度的科研項目管理評測及改進研究[J].科研管理，2010,31（4）:140-144.

[10]韓索民等.航空制造多項目優先級模糊綜合評價方法[J].航空計算技術，2010，40(5)：45-49.

[11]王肖飛等.技術成熟度評價方法在導彈武器系統中的應用研究[J].戰術導彈技術，2011，（6）:32-35.

[12]李存金、劉營.航天工程系統技術成熟度評估方法研究[J].航天器工程，2014,23（1）:124-129.

[13]Taner Altunok,Tanyel Cakmak.A technology readiness levels(TRLs)calculator software for systems engineeringandtechnologymanagementtool[J]. Advances in Engineering Software，2010,41：769-778.

[14]馬明昭等.基于TRL的航空裝備技術成熟度評估系統設計與開發研究[J].復旦學報(自然科學版), 2014，53(5)：667-672.

>>>作者簡介

萬芩，女，1978年出生，2011年畢業于廣西工學院，碩士，現主要從事項目管理工作。

Systematic Management of Aviation Scientific Research Project based on Technology maturity

Wan Qin,Lu Huan,Shi Zhenfei,Wang Yi
（AVIC Hongdu Aviation Industry Group,Nanchang,Jiangxi,330024）

Technology maturity assessment is applied widely in aviation project management.On the basis of project key technology maturity classification,the key technology weight in the aviation scientific research project is confirmed by entropy weight,matrix of technology maturity assessment is built,and the project is divided into basic research,advance research and type research according to the project technology maturity classification.The technology maturity assessment method is adopted to divide the project type so as to increase the accuracy and scientificity of the aviation scientific research project classification.

technology maturity assessment;aviation scientific research project;project systematic management

2016-03-10）