技术成熟度与风险管理关系研究

孟雪松 曾相戈 褚恒之

（中航工业综合技术研究所，北京 10028）

从2009年开始，总装备部在装备预研项目推广应用技术成熟度方法，规定在5类装备预研项目验收时开展技术成熟度评价工作。国防科工局要求基础科研的重大项目建议书应提交技术成熟度评价报告。空军亦在航空重点装备研制项目中推广技术成熟度方法。

航空装备研制本身具有不同程度的探索性，存在着种种不可预见的因素。当前，我国航空领域正由仿制引进模式向自主创新模式转变，研制过程中的风险问题，尤其是技术风险已成为制约航空装备发展的关键因素之一。在此背景下，探讨技术成熟度方法和风险管理具有现实意义。

1 技术成熟度评价与风险管理的比较

1.1 技术成熟度评价的基本内涵

1.1.1 技术成熟度与技术成熟度评价的概念

国内外对“技术成熟度（Technology Readiness Levels，TRL）”有不同的定义。虽然各种定义在表述上有些差异，但是从内涵本质来讲是基本一致的，即技术满足项目预期目标的衡量尺度，一般分为9级，如表1所示的美国国防部（DoD）、美国航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）对技术成熟度的等级划分。1级到9级的逐渐提升，意味着技术从原理到方案，再到样机，最终得到客户使用确认的产品，这一演进路径，从而实现项目的根本目的，即研制出满足客户使用要求的产品。

技术成熟度评价（Technology Readiness Assessment, TRA）的本质是利用技术成熟度这把尺子对技术研究的最终成果或阶段成果进行衡量，以反映技术研究成果处于何种状态。对于技术成熟度评价过程，国内外大体相同，一般包括评价启动、评价实施和评价后续工作3大步骤。

1.1.2 技术成熟度的评价基础

技术是否成熟，对项目是否能实现预期的性能、进度和费用目标有重要影响。在使用这种工具中，存在3大制约因素。

首先是技术成熟度等级划分。目前国内外技术成熟度等级划分基本上都是划分为9个等级，而且这9个等级的划分都可以追溯到NASA在1995年公开的技术成熟度等级划分。技术成熟度等级划分体现了技术研究过程中研究成果的典型状态以及技术研究工作的规律。当前技术成熟度等级的划分是以验证对象和验证环境为主线，例如从美国国防部的技术成熟度4级开始，分别是以实验室环境、相关环境、使用环境作为等级区分的因素之一。虽然当前普遍采用的技术成熟程度的衡量工具皆将等级划分为9级，但是亦不排除可以划分其他级数的可能性，例如划分10级。因此，采用什么样的等级划分，是将定性问题定量化的核心。

其次是等级评判条件的设置。在技术成熟度等级划分中，虽然给出了各个等级的定义，可以在技术成熟度评价时对等级进行大致判断，但是只有等级定义还不足以全面、详细对技术成熟程度进行考察和评判。因此需要针对每个等级设置相应的评判条件。在设定等级评判条件时应至少要保证能够支撑等级定义，要确保在部分等级范围内的连续性和跳跃性。

最后是等级判断逻辑。遵循何种判断逻辑亦是技术成熟度评价的关键。判断逻辑包括：评价的起点，即从哪一级开始评判。条件满足情况，即是必须全部满足还是可以部分满足。评价的起点与技术研究目的、技术基础和研究路径相关，国外发达国家一般从最低级开始逐级评判，而国内普遍采用的是中间评价的逻辑。条件满足原则包括通用条件100%符合原则、通用条件部分满足原则、通用条件剪裁与100%符合相结合原则，经国内实践验证，第3种原则比较合理。

1.2 风险管理的基本内涵

1.2.1 风险与风险管理的概念

对于风险的定义，站在不同角度有不同的解释。国际标准化组织（ISO）将“风险”定义为：“一个事件的可能性及其产生后果的结合体。风险这个术语通常只用在至少存在消极后果可能性的情况下。” 美国项目管理协会（PMI）认为，项目风险是一种不确定性事件或状况，一旦发生，会对至少一个项目目标如时间、费用、范围或质量目标产生积极或消极影响。美国航空航天局认为，风险由两部分构成，一是项目或工程可能经历非所要求的事件，二是非所要求的事件一旦发生所产生的后果、影响或严酷性。美国国防部认为，风险是在既定的费用、进度和性能约束条件下实现项目性能目的和目标中将来不确定性的量度。综合前述的各种定义，可以认为风险是一种未发生的事件或状况，存在发生的可能性，发生之后会带来不利的结果。

风险管理通常是指应付风险的行动或实际做法，包括风险规划、风险识别、风险分析、风险应对和风险追踪的全过程。

风险识别是指对项目各个方面过程进行考察研究，从而辨识并记录有关风险的过程。识别风险事件最有效的方法是根据风险源或风险区，逐个考察工作分解结构的产品单元或过程单元。

风险分析是根据风险源，搜集足够信息，判断风险发生概论以及风险一旦发生将会给性能、费用和进度造成的后果，从而确定风险大小，并对项目的所以风险进行排序，为重点应对这些风险提供依据。

风险应对是针对需要降低的风险制定并实施风险应对计划。风险应对的策略包括风险规避、风险控制、风险转移和风险承担。

风险追踪是依照既定的衡量标准对风险降低措施的实施及其效果进行全面跟踪和评价。追踪过程的关键在于建立一套预警体系，用来评价项目的状况并对潜在问题及早报警。

1.2.2 风险的量化方法

风险管理是围绕风险而开展工作，风险的定量化是风险管理中的核心任务。风险的定量化需要考虑两个主要因素，即不确定性事件发生的可能性和发生后产生的后果。最为常用的风险定量化方法是风险指数法。在风险指数法中，首先将可能性，即概率按小到大划分为1～5级；后果按严重性也划分为1～5级。然后，根据风险指数是可能性与严重性数值相乘的积，如果确定了不确定性事件的概率和后果数值，则可以计算得出该事件的风险指数，从而为明确风险大小提供依据。另外，可以再将风险指数所有数值划定高风险、中风险和低风险3个区间，各区间大小取决于所规定的接受准则，从而将风险问题定量化计算之后再得出定性结论。

1.3 技术成熟度评价与风险管理的差异

技术成熟度评价的成果是给出技术的成熟度，从感性认识上来看，技术的成熟度与项目成功与否有很大关联，采用成熟的技术可以降低项目风险。因此，可以判技术成熟度与风险管理有关。

对于技术成熟度评价，不仅国内包括国外也存在一个认识误区，认为技术成熟度评价等同于风险管理，或者是等同于风险大小的评价。为此，美国国防部在其有关技术成熟度评价文件中特别澄清，认为技术成熟度评价不能代替风险管理。美国空军则更是认为，技术成熟度评价有助于识别项目的风险区，但不是一种风险管理的方法。

1.3.1 涉及的对象不同

风险管理的对象涉及影响项目的所有因素，包括项目各个方面以及各个关键技术。美国国防部认为采办项目存在13个关键风险源或风险区，技术只是其中一项。技术成熟度的评价对象仅限于技术，不考虑其它项目因素。

1.3.2 工作过程不同

风险管理覆盖了风险因素从识别到应对、跟踪全过程，是一项持续性的工作。技术成熟度评价的过程相对简单，仅仅是为得到成熟度等级结论的系列工作。至于评价后续工作，例如技术成熟增长工作，是作为技术成熟度评价与技术研究工作的接口关系，实质内容应当属于技术研究工作范畴。

1.3.3 工作结果不同

风险管理对于每个风险因素都要评价其风险等级（发生的后果、发生概率）以及应对措施。技术成熟度评价的结果是给出关键技术的成熟程度。

1.3.4 作用不同

风险管理用于识别项目风险，应对风险发生，尽量避免或减少损失，保障项目的正常运行。技术成熟度评价的主要作用是定量化技术的成熟程度，方便管理人员与技术人员之间的沟通，以及高层决策人员对技术状态的掌控。技术成熟度不等同于风险大小。

2 基于技术成熟度的风险管理分析

虽然技术成熟度评价不能代替风险管理，技术成熟度不等同于风险大小，但从感性上和实践证明，技术的成熟程度与项目能否成功有关。因此，技术成熟度是风险管理应该考虑的因素。在风险管理中，技术成熟度可以发挥的作用至少可以体现在两个方面：一是为识别风险源提供输入，二是将技术成熟度作为变量之一，构建风险大小计算公式，从而能满足实际工作中希望从技术成熟度了解到技术风险的需求。

2.1 基于技术成熟度的风险识别

2.1.1 项目风险源的范围

风险管理的重要工作之一是风险识别。风险识别的目的是回答以下两个问题：哪里可能会出现问题？如果出现了问题，对项目的性能、进度和费用带来哪些影响？风险识别最终的工作成果是风险源清单。

风险与项目的所有方面都有关系。一般而言，装备研制项目的关键风险区包括投资风险区，例如投资分配计划、寿命周期费用管理、装备价格管理等；论证风险区，例如需求论证、综合论证、研制总要求论证；设计风险区，例如设计基准、设计要求、方案设计、设计过程等；试验风险区，例如大型试验、环境试验、软件测试等；生产风险区，例如工艺准备、协作单位控制、元器件控制、工艺装备和设备等；保障风险区，例如保障设备、备件、技术手册等；管理风险区，例如质量体系、研制程序、人员等；基础风险区，例如技术改造、信息、培训等。

2.1.2 技术成熟度应用于风险识别

在项目进展过程中，通过当前的技术成熟度等级与预定目标等级的比较，可以得到等级差距的信息，进而可以定性判断哪项技术存在风险。之所以能作出这样的定性判断，取决于在项目进展过程中技术成熟度等级目标设定的合理性和科学性。

另外，技术成熟度虽然是简单的数字，但是其包含了丰富的信息，是多种因素的综合体现。这来源于技术成熟度等级评判条件的设置。通过技术成熟度评价，可以查找出技术研究中哪些地方存在问题，这些问题是什么。

因此，技术成熟度可应用风险识别。在具体识别时，可以将与目标等级有差距较大的被评技术以及等级条件不满足的领域作为风险源。

2.2 基于技术成熟度的风险量化

自技术成熟度评价工作开展以来，人们试图寻找技术成熟度与技术风险的关系。但是研究和实践表明，技术成熟度等级与风险大小不能完全划等号。为了利用技术成熟度评价的结果，需要研究构建包含技术成熟度变量的风险量化公式。J. Mankins提出了技术成熟度风险评价（Technology Readiness and Risk Assessment，TRRA）。

TRRA重点关注关键技术性能指标以及通过研发提升这些性能指标的过程，主要依据技术成熟度等级以及技术研发的困难程度，重新构建风险评价矩阵，从而计算技术的风险指数。风险指数的计算公式如下：

其中，ΔTRL是指技术当前成熟度等级与目标等级的差值。

技术研发难度（R&D3）用于测量一项特定技术成熟的预期难度，又称技术创新难度。R&D3共分为5级。等级定义如表2所示。

技术需求价值（TNV）是评价某一特定技术研发重要性的最佳衡量指标。TNV分为5级。等级定义如表3所示。

从公式（1）可以看出，仍然可以用风险指数法来构建基于技术成熟度的风险量化公式。其中，技术研发失败带来的后果可用ΔTRL×TNV来表示；

表2 技术研发难度等级定义

表3 技术需求价值等级定义

技术研发失败的概率可用R&D3来表示。虽然TRRA法还有待于进一步理论证明和实践验证，但无疑为从技术成熟度推算出风险大小的方法研究和应用提供启发和借鉴。

3 结束语

研究和借鉴国外先进的风险管理方法，强化推进技术成熟度管理在航空科研领域的研究与应用，对于提升航空装备科研管理水平，促进装备研制成功都具有十分重要的意义。归纳前文的论述，可以形成3点认识：技术成熟度评价不等同为风险管理，技术成熟度等级不等同为风险大小。技术成熟度是风险管理的工作输入之一，可以根据技术成熟度识别风险源。不能直接从技术成熟度推算出风险大小，需要按照风险定义构建含包含技术成熟度变量的风险量化公式，TRRA方法是很好的借鉴。

[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] 美国国防部. 国防采办风险管理指南（2006版）.

[5] ISO/IEC GUIDE73-2002. 风险管理术语[S].

[6] 曾相戈等.装备研制风险管理指南先期研究. 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.