技術(shù)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(yè)洪都，江西南昌330024）

技術(shù)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(yè)洪都，江西南昌330024）

技術(shù)成熟度評價在航空項目管理中得到了廣泛應(yīng)用。在項目關(guān)鍵技術(shù)成熟度等級劃分的基礎(chǔ)上，利用熵權(quán)法確定關(guān)鍵技術(shù)在航空科研項目中的權(quán)重，構(gòu)建技術(shù)成熟度評價矩陣，依據(jù)項目技術(shù)成熟度等級將項目劃分為基礎(chǔ)研究、預(yù)先研究及型號研究項目。采用技術(shù)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(zhǔn)確性與科學(xué)性。

技術(shù)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(fēng)險大、復(fù)雜程度高等特點，對其進行科學(xué)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(fēng)險。同時，航空科研項目具有鮮明的行業(yè)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(xué)的分類方法，可保證分類結(jié)果的準(zhǔn)確性。

目前，科研項目主要依據(jù)性質(zhì)、來源、規(guī)模等不同標(biāo)準(zhǔn)進行分類。聯(lián)合國科教文組織根據(jù)科研項目的不同性質(zhì)，將其分為基礎(chǔ)研究項目、應(yīng)用研究項目、實驗發(fā)展類項目，德國、英國等歐洲國家的科技管理部門又將基礎(chǔ)研究項目分為純基礎(chǔ)研究項目、戰(zhàn)略性基礎(chǔ)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(jīng)費項目等?？萍疾吭?003年頒布了《科學(xué)技術(shù)評價辦法》，將科技項目分為六類：戰(zhàn)略性基礎(chǔ)研究項目、自由探索性基礎(chǔ)研究項目、應(yīng)用研究項目、科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目、社會公益性研究項目和科學(xué)技術(shù)條件建議與支撐服務(wù)項目。隨著國家對科技項目精細(xì)化、科學(xué)化管理要求的不斷提高，相關(guān)學(xué)者展開了對科技項目分類模型與方法的研究，如吳艷構(gòu)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(xiàn)項目的劃分聚類；根據(jù)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(chǔ)調(diào)查研究項目、系統(tǒng)集成項目、新產(chǎn)品或新技術(shù)研發(fā)項目、新技術(shù)推廣應(yīng)用項目、工藝設(shè)備優(yōu)化研究項目和科技示范研究項目六類。上述機構(gòu)及學(xué)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(shù)成熟度在企業(yè)項目評價及組織管理中得到了廣泛應(yīng)用。在90年代后期，技術(shù)成熟度理論與方法也開始應(yīng)用于我國軍工科研單位項目管理中，在國防科研項目風(fēng)險控制、項目采辦等方面發(fā)揮了重要作用。目前，在技術(shù)成熟度的基礎(chǔ)上，學(xué)者們又相繼提出系統(tǒng)成熟度、項目成熟度、集成成熟度等級評估及應(yīng)用。采用單項技術(shù)成熟等級評估方法，進行項目技術(shù)成熟度的評估，是航空科研項目管理的新方法。本文將技術(shù)成熟度評估方法應(yīng)用于航空科研項目分類，通過項目技術(shù)成熟度等級評價，提出基礎(chǔ)研究、預(yù)研及型號研究項目類別劃分的理論依據(jù)，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(xué)性、準(zhǔn)確性，為國防科技項目管理提供了一種新思路。

1 技術(shù)成熟度概念與方法

NASA于20世紀(jì)70年代后期開始了技術(shù)成熟度的研究，并將其應(yīng)用于航天技術(shù)評估中。利用技術(shù)成熟度理論與方法，對航天項目各關(guān)鍵技術(shù)進行等級評估，大大提高了項目可行性、有效地規(guī)避了技術(shù)風(fēng)險。理論研究上，相關(guān)機構(gòu)及學(xué)者主要集中在技術(shù)成熟度等級、技術(shù)成熟度評估及應(yīng)用等方面。

1.1 技術(shù)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(diào)對技術(shù)成熟度的評價。我國部分軍工科研單位和管理部門對技術(shù)成熟度評估方法進行了深入研究，并將其應(yīng)用于科研項目管理中。John C.Mankins回顧了技術(shù)成熟度等級在美國國防部、NASA等的應(yīng)用進展，將其應(yīng)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(shù)成熟度評價等問題，將技術(shù)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(shù)成熟度計劃，將技術(shù)成熟度從7個等級擴展至9個等級；第三階段，技術(shù)成熟度9級劃分方法的應(yīng)用推廣，將TRL推廣應(yīng)用于新產(chǎn)品開發(fā)、成果管理等不同領(lǐng)域。技術(shù)成熟度的等級劃分在我國相關(guān)行業(yè)，特別是航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的推廣應(yīng)用，王立群分析了美國航空航天技術(shù)成熟等級對我國相關(guān)領(lǐng)域科研項目管理，特別是在技術(shù)風(fēng)險控制中的適用性；王肖飛等構(gòu)建了基于層次分析法的導(dǎo)彈系統(tǒng)技術(shù)成熟度等級評價方法，在NASA技術(shù)成熟度等級基礎(chǔ)上，提出了我國導(dǎo)彈系統(tǒng)技術(shù)成熟度等級標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 項目技術(shù)成熟度評估方法

技術(shù)成熟度評價是衡量項目達成目標(biāo)程度的重要方法。在航空航天領(lǐng)域，關(guān)于技術(shù)成熟度等級的劃分，相關(guān)機構(gòu)及學(xué)者已經(jīng)形成共識，成熟等級的9級劃分在我國也得到廣泛應(yīng)用。目前，AHP方法、模糊綜合評價方法、熵權(quán)法等系統(tǒng)評價方法在技術(shù)成熟度評價中也得到了良好的應(yīng)用.其中，魏法、姜姍采用熵權(quán)法，對復(fù)雜裝備系統(tǒng)研制過程的技術(shù)成熟度進行評價，根據(jù)評價結(jié)果，對技術(shù)滿足工程應(yīng)用的程度進行了檢驗?；谙到y(tǒng)工程理論，李存金、劉營對航天工程系統(tǒng)進行了層次劃分，按照逐層集成的方法對航天工程系統(tǒng)進行了成熟度評價。為避免專家評價中主觀因素對結(jié)果的影響，一些學(xué)者如Taner Altunok、馬明昭等提出采用信息系統(tǒng)、評價軟件等技術(shù)手段對科研項目技術(shù)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(shù)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(shù)成熟度等級

科研項目由各關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)成，關(guān)鍵技術(shù)成熟度是指某技術(shù)在研究開發(fā)過程所達到的一般性可用程度，現(xiàn)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(shù)上的可用程度。NASA9級技術(shù)成熟度劃分已成為航空航天項目領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的共識。

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

表1 單項技術(shù)成熟度等級度量

2.2航空科研項目技術(shù)成熟度評價方法選擇與理論依據(jù)

2.2.1 方法選擇

1）熵權(quán)法

將航空科研項目分解成各項關(guān)鍵技術(shù)，采用熵權(quán)法確定各關(guān)鍵技術(shù)權(quán)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(xiàn)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(dāng)rij=0時，可令rijlnrij=0。

將熵權(quán)作為單項技術(shù)權(quán)重，而作為權(quán)數(shù)的熵權(quán)有特殊的意義，它是在給定被評價對象集后，且各評價指標(biāo)確定的情況下，各指標(biāo)在競爭意義上的相對激烈程度系數(shù)。在技術(shù)風(fēng)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(quán)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(shù)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(shè)評語集為：

評價對象xi相對于評語集的隸屬度為rij，構(gòu)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(rèn)可度。

2.2.2 技術(shù)成熟度評價過程

1）項目技術(shù)分解

利用技術(shù)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(shù)分解，將項目分解成若干個關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)。在確定各關(guān)鍵單項技術(shù)成熟度的基礎(chǔ)上，可對項目整體技術(shù)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(shù)分解。

2）關(guān)鍵技術(shù)成熟度評價矩陣構(gòu)建

采用模糊綜合評價方法對航空科研項目關(guān)鍵技術(shù)成熟度等級進行評價，假設(shè)待評價關(guān)鍵技術(shù)數(shù)量為m，待評價問題（技術(shù)成熟度等級達成程度）。評語集u=(TRl1,TRl1,TRl1,TRl1,TRl1……TRln)，由相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍Ω麝P(guān)鍵技術(shù)相對于評語集的支持程度進行評價，形成技術(shù)成熟度隸屬度矩陣：

圖1 航空科研項目技術(shù)分解

3）熵權(quán)確定及綜合評價值計算

根據(jù)信息熵的定義，在上述各評價指標(biāo)隸屬度基礎(chǔ)上，通過公式（1）計算指標(biāo)熵權(quán)：

wi越大表示該技術(shù)在航空科研項目中的作用越大。

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

2.3 案例應(yīng)用

2.3.1 某航空科研項目關(guān)鍵技術(shù)隸屬度矩陣構(gòu)建

應(yīng)用技術(shù)成熟度評估方法，對某航空科研項目進行技術(shù)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(guān)技術(shù)領(lǐng)域的專家或研究人員（20名），對項目涉及的關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)進行篩選，確定7項關(guān)鍵技術(shù)，并對各項關(guān)鍵技術(shù)所達成熟度等級進行評價。技術(shù)成熟度等級采用NASA的9級劃分方法，構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)成熟度評語集：

形成技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)在相應(yīng)成熟度等級上的認(rèn)可程度，且。

2.3.2 項目關(guān)鍵技術(shù)熵權(quán)及成熟度等級評價

利用公式（1）和公式（2），計算各關(guān)鍵技術(shù)熵權(quán)，即為各待評價技術(shù)的權(quán)重，權(quán)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(shù)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(jié)果顯示該項目技術(shù)成熟度等級評價值為3.2，根據(jù)航空科研項目技術(shù)研發(fā)規(guī)律及其在型號的應(yīng)用要求，該項目應(yīng)歸為預(yù)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(shù)成熟度等級在科研項目分類管理中的應(yīng)用

現(xiàn)有航空科研項目分類的方法多是從項目來源、成果實現(xiàn)形式等方面將其劃分為基礎(chǔ)研究、預(yù)先研究、應(yīng)用研究等。對預(yù)先研究的技術(shù)成熟度等級要求，國防工業(yè)部門有明確規(guī)定：技術(shù)成熟度達到6級才能進入項目開發(fā)。而針對基礎(chǔ)研究項目、型號研究項目劃分依據(jù)，還沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)技術(shù)成熟度評價結(jié)果，從項目所處技術(shù)階段，對航空科研項目進行類別劃分，是一種新思路。根據(jù)我國航空科研項目研究的實際，建議航空基礎(chǔ)研究項目技術(shù)成熟度應(yīng)達到2級，預(yù)研項目技術(shù)成熟度等級應(yīng)達到4級，型號科研項目技術(shù)成熟度應(yīng)達到6級（如表2）。

表2 航空科研項目技術(shù)成熟度等級及項目分類及管理重點

依據(jù)技術(shù)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(shù)成熟度等級最低的技術(shù)基礎(chǔ)科研項目，由于其不確定性程度高、風(fēng)險大，需對項目可實施性及理論價值進行立項前的系統(tǒng)評價。預(yù)研項目研究的內(nèi)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(shù)難關(guān)，需在項目實施階段，強化關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點的跟蹤、控制與總結(jié)，并及時推進預(yù)研向型號的轉(zhuǎn)接應(yīng)用。而型號科研項目由于其資源投入大、技術(shù)成熟度要求高，在做好項目計劃的同時，需加強目標(biāo)管理，保證項目或產(chǎn)品質(zhì)量及可用性。

4 結(jié)語

通過航空科研項目技術(shù)成熟度等級評價，結(jié)合運用熵權(quán)法、模糊評價等方法，實現(xiàn)了不同類型項目的分類,并提出基礎(chǔ)研究項目、預(yù)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?；诩夹g(shù)成熟度等級評價的項目分類方法，更能反映技術(shù)研究開發(fā)的全過程，對有效地控制項目技術(shù)風(fēng)險，優(yōu)化項目管理流程也將起到重要作用。

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>>>作者簡介

萬芩，女，1978年出生，2011年畢業(yè)于廣西工學(xué)院，碩士，現(xiàn)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）