技術成熟度與風險管理關系研究

孟雪松 曾相戈 褚恒之

（中航工業綜合技術研究所，北京 10028）

從2009年開始，總裝備部在裝備預研項目推廣應用技術成熟度方法，規定在5類裝備預研項目驗收時開展技術成熟度評價工作。國防科工局要求基礎科研的重大項目建議書應提交技術成熟度評價報告。空軍亦在航空重點裝備研制項目中推廣技術成熟度方法。

航空裝備研制本身具有不同程度的探索性，存在著種種不可預見的因素。當前，我國航空領域正由仿制引進模式向自主創新模式轉變，研制過程中的風險問題，尤其是技術風險已成為制約航空裝備發展的關鍵因素之一。在此背景下，探討技術成熟度方法和風險管理具有現實意義。

1 技術成熟度評價與風險管理的比較

1.1 技術成熟度評價的基本內涵

1.1.1 技術成熟度與技術成熟度評價的概念

國內外對“技術成熟度（Technology Readiness Levels，TRL）”有不同的定義。雖然各種定義在表述上有些差異，但是從內涵本質來講是基本一致的，即技術滿足項目預期目標的衡量尺度，一般分為9級，如表1所示的美國國防部（DoD）、美國航空航天局（NASA）和歐洲航天局（ESA）對技術成熟度的等級劃分。1級到9級的逐漸提升，意味著技術從原理到方案，再到樣機，最終得到客戶使用確認的產品，這一演進路徑，從而實現項目的根本目的，即研制出滿足客戶使用要求的產品。

技術成熟度評價（Technology Readiness Assessment, TRA）的本質是利用技術成熟度這把尺子對技術研究的最終成果或階段成果進行衡量，以反映技術研究成果處于何種狀態。對于技術成熟度評價過程，國內外大體相同，一般包括評價啟動、評價實施和評價后續工作3大步驟。

1.1.2 技術成熟度的評價基礎

技術是否成熟，對項目是否能實現預期的性能、進度和費用目標有重要影響。在使用這種工具中，存在3大制約因素。

首先是技術成熟度等級劃分。目前國內外技術成熟度等級劃分基本上都是劃分為9個等級，而且這9個等級的劃分都可以追溯到NASA在1995年公開的技術成熟度等級劃分。技術成熟度等級劃分體現了技術研究過程中研究成果的典型狀態以及技術研究工作的規律。當前技術成熟度等級的劃分是以驗證對象和驗證環境為主線，例如從美國國防部的技術成熟度4級開始，分別是以實驗室環境、相關環境、使用環境作為等級區分的因素之一。雖然當前普遍采用的技術成熟程度的衡量工具皆將等級劃分為9級，但是亦不排除可以劃分其他級數的可能性，例如劃分10級。因此，采用什么樣的等級劃分，是將定性問題定量化的核心。

其次是等級評判條件的設置。在技術成熟度等級劃分中，雖然給出了各個等級的定義，可以在技術成熟度評價時對等級進行大致判斷，但是只有等級定義還不足以全面、詳細對技術成熟程度進行考察和評判。因此需要針對每個等級設置相應的評判條件。在設定等級評判條件時應至少要保證能夠支撐等級定義，要確保在部分等級范圍內的連續性和跳躍性。

最后是等級判斷邏輯。遵循何種判斷邏輯亦是技術成熟度評價的關鍵。判斷邏輯包括：評價的起點，即從哪一級開始評判。條件滿足情況，即是必須全部滿足還是可以部分滿足。評價的起點與技術研究目的、技術基礎和研究路徑相關，國外發達國家一般從最低級開始逐級評判，而國內普遍采用的是中間評價的邏輯。條件滿足原則包括通用條件100%符合原則、通用條件部分滿足原則、通用條件剪裁與100%符合相結合原則，經國內實踐驗證，第3種原則比較合理。

1.2 風險管理的基本內涵

1.2.1 風險與風險管理的概念

對于風險的定義，站在不同角度有不同的解釋。國際標準化組織（ISO）將“風險”定義為：“一個事件的可能性及其產生后果的結合體。風險這個術語通常只用在至少存在消極后果可能性的情況下。” 美國項目管理協會（PMI）認為，項目風險是一種不確定性事件或狀況，一旦發生，會對至少一個項目目標如時間、費用、范圍或質量目標產生積極或消極影響。美國航空航天局認為，風險由兩部分構成，一是項目或工程可能經歷非所要求的事件，二是非所要求的事件一旦發生所產生的后果、影響或嚴酷性。美國國防部認為，風險是在既定的費用、進度和性能約束條件下實現項目性能目的和目標中將來不確定性的量度。綜合前述的各種定義，可以認為風險是一種未發生的事件或狀況，存在發生的可能性，發生之后會帶來不利的結果。

風險管理通常是指應付風險的行動或實際做法，包括風險規劃、風險識別、風險分析、風險應對和風險追蹤的全過程。

風險識別是指對項目各個方面過程進行考察研究，從而辨識并記錄有關風險的過程。識別風險事件最有效的方法是根據風險源或風險區，逐個考察工作分解結構的產品單元或過程單元。

風險分析是根據風險源，搜集足夠信息，判斷風險發生概論以及風險一旦發生將會給性能、費用和進度造成的后果，從而確定風險大小，并對項目的所以風險進行排序，為重點應對這些風險提供依據。

風險應對是針對需要降低的風險制定并實施風險應對計劃。風險應對的策略包括風險規避、風險控制、風險轉移和風險承擔。

風險追蹤是依照既定的衡量標準對風險降低措施的實施及其效果進行全面跟蹤和評價。追蹤過程的關鍵在于建立一套預警體系，用來評價項目的狀況并對潛在問題及早報警。

1.2.2 風險的量化方法

風險管理是圍繞風險而開展工作，風險的定量化是風險管理中的核心任務。風險的定量化需要考慮兩個主要因素，即不確定性事件發生的可能性和發生后產生的后果。最為常用的風險定量化方法是風險指數法。在風險指數法中，首先將可能性，即概率按小到大劃分為1～5級；后果按嚴重性也劃分為1～5級。然后，根據風險指數是可能性與嚴重性數值相乘的積，如果確定了不確定性事件的概率和后果數值，則可以計算得出該事件的風險指數，從而為明確風險大小提供依據。另外，可以再將風險指數所有數值劃定高風險、中風險和低風險3個區間，各區間大小取決于所規定的接受準則，從而將風險問題定量化計算之后再得出定性結論。

1.3 技術成熟度評價與風險管理的差異

技術成熟度評價的成果是給出技術的成熟度，從感性認識上來看，技術的成熟度與項目成功與否有很大關聯，采用成熟的技術可以降低項目風險。因此，可以判技術成熟度與風險管理有關。

對于技術成熟度評價，不僅國內包括國外也存在一個認識誤區，認為技術成熟度評價等同于風險管理，或者是等同于風險大小的評價。為此，美國國防部在其有關技術成熟度評價文件中特別澄清，認為技術成熟度評價不能代替風險管理。美國空軍則更是認為，技術成熟度評價有助于識別項目的風險區，但不是一種風險管理的方法。

1.3.1 涉及的對象不同

風險管理的對象涉及影響項目的所有因素，包括項目各個方面以及各個關鍵技術。美國國防部認為采辦項目存在13個關鍵風險源或風險區，技術只是其中一項。技術成熟度的評價對象僅限于技術，不考慮其它項目因素。

1.3.2 工作過程不同

風險管理覆蓋了風險因素從識別到應對、跟蹤全過程，是一項持續性的工作。技術成熟度評價的過程相對簡單，僅僅是為得到成熟度等級結論的系列工作。至于評價后續工作，例如技術成熟增長工作，是作為技術成熟度評價與技術研究工作的接口關系，實質內容應當屬于技術研究工作范疇。

1.3.3 工作結果不同

風險管理對于每個風險因素都要評價其風險等級（發生的后果、發生概率）以及應對措施。技術成熟度評價的結果是給出關鍵技術的成熟程度。

1.3.4 作用不同

風險管理用于識別項目風險，應對風險發生，盡量避免或減少損失，保障項目的正常運行。技術成熟度評價的主要作用是定量化技術的成熟程度，方便管理人員與技術人員之間的溝通，以及高層決策人員對技術狀態的掌控。技術成熟度不等同于風險大小。

2 基于技術成熟度的風險管理分析

雖然技術成熟度評價不能代替風險管理，技術成熟度不等同于風險大小，但從感性上和實踐證明，技術的成熟程度與項目能否成功有關。因此，技術成熟度是風險管理應該考慮的因素。在風險管理中，技術成熟度可以發揮的作用至少可以體現在兩個方面：一是為識別風險源提供輸入，二是將技術成熟度作為變量之一，構建風險大小計算公式，從而能滿足實際工作中希望從技術成熟度了解到技術風險的需求。

2.1 基于技術成熟度的風險識別

2.1.1 項目風險源的范圍

風險管理的重要工作之一是風險識別。風險識別的目的是回答以下兩個問題：哪里可能會出現問題？如果出現了問題，對項目的性能、進度和費用帶來哪些影響？風險識別最終的工作成果是風險源清單。

風險與項目的所有方面都有關系。一般而言，裝備研制項目的關鍵風險區包括投資風險區，例如投資分配計劃、壽命周期費用管理、裝備價格管理等；論證風險區，例如需求論證、綜合論證、研制總要求論證；設計風險區，例如設計基準、設計要求、方案設計、設計過程等；試驗風險區，例如大型試驗、環境試驗、軟件測試等；生產風險區，例如工藝準備、協作單位控制、元器件控制、工藝裝備和設備等；保障風險區，例如保障設備、備件、技術手冊等；管理風險區，例如質量體系、研制程序、人員等；基礎風險區，例如技術改造、信息、培訓等。

2.1.2 技術成熟度應用于風險識別

在項目進展過程中，通過當前的技術成熟度等級與預定目標等級的比較，可以得到等級差距的信息，進而可以定性判斷哪項技術存在風險。之所以能作出這樣的定性判斷，取決于在項目進展過程中技術成熟度等級目標設定的合理性和科學性。

另外，技術成熟度雖然是簡單的數字，但是其包含了豐富的信息，是多種因素的綜合體現。這來源于技術成熟度等級評判條件的設置。通過技術成熟度評價，可以查找出技術研究中哪些地方存在問題，這些問題是什么。

因此，技術成熟度可應用風險識別。在具體識別時，可以將與目標等級有差距較大的被評技術以及等級條件不滿足的領域作為風險源。

2.2 基于技術成熟度的風險量化

自技術成熟度評價工作開展以來，人們試圖尋找技術成熟度與技術風險的關系。但是研究和實踐表明，技術成熟度等級與風險大小不能完全劃等號。為了利用技術成熟度評價的結果，需要研究構建包含技術成熟度變量的風險量化公式。J. Mankins提出了技術成熟度風險評價（Technology Readiness and Risk Assessment，TRRA）。

TRRA重點關注關鍵技術性能指標以及通過研發提升這些性能指標的過程，主要依據技術成熟度等級以及技術研發的困難程度，重新構建風險評價矩陣，從而計算技術的風險指數。風險指數的計算公式如下：

其中，ΔTRL是指技術當前成熟度等級與目標等級的差值。

技術研發難度（R&D3）用于測量一項特定技術成熟的預期難度，又稱技術創新難度。R&D3共分為5級。等級定義如表2所示。

技術需求價值（TNV）是評價某一特定技術研發重要性的最佳衡量指標。TNV分為5級。等級定義如表3所示。

從公式（1）可以看出，仍然可以用風險指數法來構建基于技術成熟度的風險量化公式。其中，技術研發失敗帶來的后果可用ΔTRL×TNV來表示；

表2 技術研發難度等級定義

表3 技術需求價值等級定義

技術研發失敗的概率可用R&D3來表示。雖然TRRA法還有待于進一步理論證明和實踐驗證，但無疑為從技術成熟度推算出風險大小的方法研究和應用提供啟發和借鑒。

3 結束語

研究和借鑒國外先進的風險管理方法，強化推進技術成熟度管理在航空科研領域的研究與應用，對于提升航空裝備科研管理水平，促進裝備研制成功都具有十分重要的意義。歸納前文的論述，可以形成3點認識：技術成熟度評價不等同為風險管理，技術成熟度等級不等同為風險大小。技術成熟度是風險管理的工作輸入之一，可以根據技術成熟度識別風險源。不能直接從技術成熟度推算出風險大小，需要按照風險定義構建含包含技術成熟度變量的風險量化公式，TRRA方法是很好的借鑒。

[1] DoD. Technology Readiness Assessment (TRA) Deskbook（2009）.

[2] NASA.Technology Readiness Levels：A White Paper，1995.

[3] ESA.Technology Readiness Levels Handbook for Space Applications，2008.

[4] 美國國防部. 國防采辦風險管理指南（2006版）.

[5] ISO/IEC GUIDE73-2002. 風險管理術語[S].

[6] 曾相戈等.裝備研制風險管理指南先期研究. 2010.

[7] J. Mankins. Technology readiness and risk assessments: A new approach. Acta Astronautica Volume 65，Issues 9-10，November-December 2009，Pages 1208-1215.