技术成熟度评价方法在美国国防采办中的应用效果分析..doc

技术成熟度评价方法在美国国防采办中的应用效果分析 程文渊 龚旭东 一、引言 为了降低科研管理和项目采办中的技术风险，美国NASA和国防部分别在其科研管理和项目采办中引入技术成熟度评价方法。从航天飞机、木星探测和太阳项目到的战神I号载人和太空梯等项目，技术成熟度评价方法已经成为NASA在科研管理中考察技术发展状态的标准工具。政府GAO）2003年开始对国防部的主要武器采办项目实施TRA年评价了26个国防项目此后实施TRA的国防项目逐年增，2008年已增至72个。其中2007年评价的62个武器系统项目涉及投资额超过9500亿美元，占国防部武器采办计划15000亿美元的三分之二。B和里程碑C评审中强制实施TRA。在此过程中，一旦在MDAP中识别出关键技术元素（CTE），在里程碑B和C，该项CTE的TRL必须分别达到6和7才能进入下一阶段。 图1 美国国防采办里程碑决策（2003年版） TRA过程是一个系统化、基于度量的过程，伴随着一个对于系统中某些被称之为CTE的特定技术的成熟度的评价报告。一项技术被称之为CTE，要求这些技术必须是能够在可接受的成本、进度范围之内满足系统性能需求必需的技术，而且该项技术是新技术或该项技术以新的方式应用。 2. 技术成熟度等级 技术成熟度等级（TRL，Technology Readiness Level）是一个描述CTE的技术成熟程度的九级量度，技术成熟度是对技术满足项目目标的程度的度量。20世纪70年代的时候，TRL只有7级，如今有9级硬件、软件和制造TRL，还有医学和生物医学设备等工业TRL。CTE在里程碑A时需满足TRL为3级，里程碑B时为6级，里程碑C时为7级。这里的相关环境是仿真环境，运行环境是指真实环境。系统进入演示/验证阶段，CTE必须在相关环境下经过验证，系统进入生产/部署阶段，CTE必须在真实环境下经过验证。 表1 TRL的定义 里程碑 技术成熟度等级 描述 里程碑A 1 基本原理被发现和报告 2 技术概念和用途被阐明 3 关键功能和特性的概念验证 里程碑B 4 实验室环境下的部件和试验台验证 5 相关环境下的部件和试验台验证 6 相关环境下的系统/子系统模型或原型机验证 里程碑C 7 模拟作战环境下的原型机验证 全速生产 8 系统完成技术试验和验证 初始完全 作战能力 9 系统完成使用验证 图2 TRA的实施过程 三、技术成熟度评价的应用效果分析 TRA值可以从七个方面进行度量：（a）费用（Cost），（b）收益（Benefit），（c）效费比（B/CR），（d）投资回收（ROI），（e）净现值（NPV），（f）盈亏平衡点（REP），（g）实物期权（Real Option）。投资成本是指包括发展原理，概念，试验和原型机等的费用支出，收益则指在里程碑B和里程碑C之后由于技术稳定和成熟而带来的费用节约量。这两项是收益成本比、投资回收、净现值、盈亏平衡点和实物期权等公式的基本输入信息。 表2 度量TRA的ROI的简单公式及模型 Cost 花费在上的总费用 Benefit 的收益 B/CR 比 ROI% NPV TRA按现值计算的现金流量 REP 效费盈亏点 ROA 由于风险引起的战略性延期而实现的商业价值 编号 对象 分类 缩写 项目名称 研发费用 总费用 1 空军 激光器 ABL 机载激光 54.492 54.492 2 军方 传感器 ACS 机载通用传感器 11.589 11.709 3 海军 导弹 ABMD “宙斯盾”弹道导弹防御系统 90.388 90.388 ? ? ? ? ? ? ? 60 军方 无人机 UAS “勇士”无人机系统 3.848 18.25 61 联合 卫星 WGS 宽带全球卫星通信 3.327 20.132 62 军方 C2 WIN-T 战术级作战部队信息网 12.605 116.016 2. 技术成熟度的效益分析 目前，识别收益数据已经代替费用数据收集成为实施ROI研究所面临的最大挑战。然而，GAO的报告中关于62个主要武器采办项目的研究阐明了保持技术稳定性和成熟度给采办带来的好处，进而显示出采用TRA的ROI的重要性。GAO研究考虑了三个数据点：（a）总费用，（b）技术成熟度，（c）由技术稳定性和成熟度而带来的平均费用节约。表2给出了62个国防武器项目的费用数据。表中：技术成熟度比例是不成熟技术相对于全部技术的比例。费用风险是总费用的正则化等级值。技术风险是技术成熟度的正则化等级值。混合风险是一种费用和中等技术风险的复合。风险百分比是混合风险的正则化表示。收益由总费用、风险和收益常数29.7%的乘积。 表4 62个国防武器系统项目的费用数据（费用单位：亿美元） 编号 项目