雷达系统技术成熟度评价方法研究＊

（西安电子工程研究所 西安 710100）

1 引言

随着经济的发展和科学技术的进步，现代化战争对高新技术武器装备的需求日益强烈，武器装备研究的节奏也随之加快。因此在研制过程中的设计、制造、生产等环节中不可预料的风险程度将大大增加，由此会导致研制成本增加、产品性能下降、研制进度滞后甚至项目的失败。为了监督和控制装备研制过程中的风险，确保项目顺利进行，美国NASA 自1995年开始在项目评价程序中引入技术成熟度等级（Technology readiness level，TRL）对技术进行技术成熟度评价（Technology readiness assessment，TRA）［1～3］。2001年美国国防部正式采用TRA 来提高科研管理的精确度和科学性从而规避风险，随后英国、澳大利亚等国家相继借鉴美国的做法。

2 雷达系统成熟度评价的概念

雷达系统作为现代化武器装备的重要组成部分，其研制周期由上世纪70年代的数十年缩短至两三年，甚至更短时间。雷达主要由复杂的电子和机械部件组成，在新型雷达研制过程中研制的风险主要来源于雷达分系统研制、系统集成以及平台适应性。目前九级技术成熟度评价标准主要针对单项技术可进行有效的评价，但对于复杂的系统来说TRA 方法存在着一定的局限性。对于雷达这样一个复杂系统，即使单项技术都达到了某预期的等级，但系统中仍存在不成熟因素，多种技术的集成和对接往往会带来新的问题。

因此，针对系统层面的技术成熟度评价问题，需要运用系统工程的思想和方法在实践中探索行之有效的方法，将TRA 与项目的集成相结合，引入综合成熟度评估（Integrated readiness assessment，IRA）、系统成熟度评估（System readiness assessment，SRA）的概念。通过采用技术成熟度等级来衡量每个关键技术的技术成熟度，采用综合成熟度等级来衡量任何两种由技术成熟度等级评估技术的集成。

3 系统成熟度评估方法

3．1 雷达系统CTE

美军采办采用工作分解结构（Work breakdown structure）来定义关键技术。根据WBS分解原则，雷达系统可由平台级分解至器件级。在任意分解支路，当达到一个层次时可以作出所要求准确性的估算，就可以停止了。根据WBS原则规划出系统评估对象，即关键技术元素（Critical technology element，CTE）［4］。某型雷达的CTE 分解如图1所示。

图1 雷达的CTE分解

从中提取出七个CTE作为描述系统技术成熟度的基本元素。

3．2 IRL、SAL评估标准

美国国防部根据采办发展需求制定了一个综合成熟度等级指标，用于评估系统综合状态，这就是集成成熟度等级（Integrated readiness level，IRL）［5］。IRL表述不同技术之间进行技术集成时，在同样环境下完成功能的状态。与技术成熟度等级的理论基础相似，IRL 分为九级，标准如表1所示。

系统成熟度等级（System readiness level，SRL）［6］表示最终的系统成熟等级指数，它介于0．10～1．00之间。SRL 可以表示为IRL 与TRL 的函数，通过大量的研究论证SRL可分为理论提炼、技术发展、系统发展和验证、生产、操作和维护五级，具体定义如表2所示。

表1 集成成熟度等级

表2 系统成熟度等级

3．3 SRL评价方法

在对系统进行成熟度评估时，技术成熟度、综合成熟度、系统成熟度三者之间具有递进的逻辑关系。在评价单项技术时可采用TRL 标准；当系统综合的过程时，每项技术通过双向综合都与其他技术相关联，当某两项技术综合到一起时，其成熟等级符合IRL 标准；针对单项技术组成的整体系统评价时通过观测SRL 的值来评价总体开发成果。这三者的评价时期大致为：项目论证阶段，侧重对单项技术进行技术成熟度评估；系统发展和研制阶段，侧重统综合成熟度评估；产品生产阶段，侧重进行系统成熟度评估。

系统中单项技术（Ti）可表示成技术成熟度的集合，即

系统综合过程中每两项技术（技术i与技术j）之间的综合成熟度（Iij）可表示为矩阵I，在计算过程中Iij＝Iji，同种技术的Iii为9，即

单项技术集合与单项技术之间的综合程度相互作用形成了系统，于是在具体评估过程中系统成熟度可表示为

式（3）中，每个SRL的取值都在（0，n）的范围内，对于雷达系统中的关键技术，每项技术的权重应相等，所以可得到雷达系统成熟度的规范化矩阵：

其中ni是第i项技术本身加上与其他相关技术综合的数量总和。

由于系统成熟度规范化处理后其值介于0．10～1．00，根据与表2中标准对照得到最终系统成熟度的评价。

以图1所示雷达系统为例，各关键技术成熟度及集成成熟度如表3、表4所示。

表3 关键技术成熟度

表4 关键技术集成成熟度关系表

表5 系统成熟度计算结果

由式（4）计算得到的最终系统成熟度等级为

对照系统成熟度标准可知，该雷达系统处于系统发展和验证阶段。

4 结语

在雷达系统成熟度评价的过程中，SRL方法可将系统中关键技术相关度抽象的指标以及系统综合程度定量化，使其更容易理解、度量和评估判断。同时，在评价过程中还需组织技术专家和管理专家成立专家组进行打分，全面地评估系统研发的风险，为雷达系统的研发提供更为可靠的依据。

［1］重大科技项目模块化创新管理方法研究—对美国国防采办管理方法的探析［J］．科研管理：2009，30（1）1-7．

［2］刘旭荣．美英武器装备项目技术成熟度评估研究［J］．装备指挥技术学院学报，2005，16（6）：48-52．

［3］安茂春．国外电子技术成熟度评价方法及应用［J］．评价与管理，2008，6（2）：1-3．

［4］Assistant Secretary of Defense for Research and Engineering（ASD（R＆E））．Technology Readiness Assessment（TRA）Guidance，2005：5．

［5］Brian Sauser．Defining an Integration Readiness Level for Defense Acquisition［C］／／International Symposium of the International Council on Systems Engineering（INCOSE）．Singapore，2009．

［6］Brian Sauser．From TRL to SRL：The Concept of Systems Readiness Levels［C］／／Conference on Systems Engineering Research．Los Angeles，CA，2006．