技术成熟度评估在飞行试验中的应用

朱江辉，孙勇军，周占廷

(中国飞行试验研究院 科技部，陕西 西安710089)

0 引言

技术成熟度评估(TRA)是一种科学的管理方法，它有助于科研项目管理者全面、客观、及时地了解技术的成熟水平［1］，掌握研发现状，预估与研发目标的差距和研发风险，更有助于各项技术规划的科学制定。

技术成熟度评估标准由NASA于20世纪90年代初提出，并被美国空军研究实验室作为武器系统技术成熟度的评价方法［2］。目前技术成熟度的概念已在国际上普遍采用，2005-2006年标准版本的技术成熟度等级体系已在英国、法国和日本等国家或组织获得认可［3］。解放军总装备部在“十一五”期间，牵头制定了《装备预研技术成熟度评价办法(试行)》［4］，开始在武器装备预研项目中推广应用技术成熟度方法。《技术成熟度等级》和《技术成熟度评价程序与要求》两项国军标已经完成了意见征求，不久即将正式颁布，成为“十二五”重大科研项目和型号研制的重要标准。随后，我国空空导弹、航空发动机和复合材料等相关单位也推广了技术成熟度等级评价方法［5-8］。本文深入分析了美国国防部和国内武器装备研制两种关于技术成熟度等级的定义，结合飞行试验科学的特点，给出了飞行试验技术成熟度等级描述。在此基础上，参考美国按技术成熟度等级将装备研制划分的阶段和对应内涵，根据技术完成形式对飞行试验技术发展的不同作用，依据我国科技发展战略和武器装备研制周期，对飞行试验技术成熟度等级进行阶段划分和内涵说明，并在具体业务推进中应用。

1 技术成熟度的相关定义

技术成熟度(TR)是指技术相对于某个具体系统或项目来说所处的发展状态，它反映了技术对于项目预期目标的满足程度。

技术成熟度等级(TRL)是指对技术成熟程度进行量度和评测的一种标准，将技术从萌芽状态到成功应用于系统的整个过程划分为几个阶段，为管理层和科研单位提供了一种统一的标准化通用语言。

TRA是采办和科研管理中广泛采用的一种评估工具，也是产品开发和技术研究承担机构作为技术评估的手段。通过TRA能够有效控制产品发展和系统采办的风险。

技术成熟度评估方法是采用技术成熟度对技术的成熟度进行评价的一套方法、流程和程序，它是采用TRL和一个系统化的实施程序来完成技术成熟度评价报告的一个过程。

2 飞行试验TRL的确定

美国国防部(DOD)的评估标准将TRL分为9个等级，并明确了每一等级的定义和标准，规定技术必须达到7级才能进入武器系统。此评估标准适用于硬件、软件和制造技术，表1给出了其具体的成熟度等级定义。

表1 美国国防部TRL定义Table 1 TRL definition of DOD

国内相关单位参考美国有关标准与规章，编制了国内武器装备研制评估标准。与国外相比，维持了9级TRL，有针对性地细化和修订了对应的等级评价标准。表2为国内武器装备研制评估标准等级。

表2 国内武器装备研制TRL定义Table 2 TRL definition of domestic military equipment development

飞行试验是试验环节的一部分，同时又是飞机研制的最后环节，具有其特殊性。近年来，中国飞行试验研究院组织了各专业试飞专家，成立了专家组，研究了国内外各类技术成熟度等级的要求和内涵，分析了型号试飞生命周期内(立项前、立项阶段、设计阶段、实施阶段、总结阶段和拓展阶段)所关联的技术点、技术文件、队伍建设和管理特点及内涵，针对目前飞行试验现状，经过较长时间的论证与研究，于“十二五”初完成了飞行试验范畴的技术成熟度等级定义，如表3所示。

表3 飞行试验TRL定义Table 3 TRL definition of flight test

总体来说，TRL是一种已经被证明了在不同机构间传递有关衡量新技术状态的有效参数。涵盖了技术或技术系统的概念提出、实验室演示、应用环境证明等阶段。飞行试验TRL标准的确定，为化解型号试飞技术风险，促进科研项目的发展奠定了一定的基础。

3 飞行试验TRA的分类与实践

在武器装备研制过程中，技术风险控制是一项重要的内容。为了更进一步对技术风险进行控制，美国以分解完成的TRA为基础，将整个装备研制过程划分为4个阶段［1］，表4给出了各阶段的内涵与TRA的对应关系。

表4 美国装备研制阶段分类Table 4 Classification of U.S.equipment development

技术风险控制的前提是对技术风险进行正确的识别和合适的评估，美国将装备研制过程分为装备分析、技术开发、产品开发及生产与装备四个阶段，使得科技管理和实施者可以根据不同阶段的侧重点对技术风险进行更加有效的把控。

飞行试验极其昂贵、费时，并存在潜在危险［9］，因此技术发展一直是中国飞行试验研究院科研生产的主题。在研究美国装备研制过程阶段划分与内涵的基础上，结合我国科技发展的战略——“生产一代、研制一代、预研一代、探索一代”和武器装备研制的生命周期——“论证、方案、工程研制、设计定型、生产定型”［10］，依据飞行试验TRA标准，按照技术完成形式对飞行试验的不同作用，中国飞行试验研究院将飞行试验技术发展方向也分为四大类，具体的分类内涵与技术成熟度等级的对应关系如表5所示。

表5 飞行试验技术分类Table5 Technical classification of flight test

可以看出:飞行试验的“探索类技术”与国内科技发展战略的“探索一代”和美国装备研制过程的“装备分析”相对应;“预研类技术”与国内科技发展战略的“预研一代”和美国装备研制过程的“技术开发”相对应;“发展类技术”与国内科技发展战略的“研制一代”和美国装备验证过程的“产品开发”相对应;“基础类技术”与国内科技发展战略的“生产一代”和美国装备研制过程的“生产与装备”相对应。

需要指出的是，这里的“基础类技术”与广义上的“基础科研”中的涵义不同。飞行试验中的“基础类技术”指型号任务已经完成了相应科目的地面试验或飞行验证后，应形成对应的作业文件、操作手册、院标准或国标、国军标等内容;而“基础科研”指高新技术的共性关键技术和基础前沿技术等相关范畴内容。“基础类技术”的目的是对已经掌握的技术进行系统的提炼，形成对本专业后续人员和与行业相关人员具有参考和指导意义的手册或标准;“基础科研”是针对前沿技术的跟踪与突破。

参照美国装备研制过程的分类和国内科技发展战略分段，飞行试验TRA四个阶段的划分使得科研管理者和科研具体实施者在技术风险控制上更加科学、合理。中国飞行试验研究院在近两年的预先研究、航空基金管理、技术创新和型号试飞支持技术等工作中，已经应用飞行试验TRA理念和技术的阶段分类与内涵对其进行管控。

飞行试验TRA准则的产生和技术阶段分类的推行，使得飞行试验与国内外各相关行业的技术风险管控体系进行了接轨，技术工作的推进与管理更加标准化、制度化和系统化。通过近两年的推广，达到了如下目的:

(1)有助于科研人员在完成型号地面试验或飞行试验后树立系统提炼的意识;

(2)明确了只有技术发展类或基础类技术(技术成熟度大于或等于7的技术)才能应用于型号试飞中;

(3)给定了预研类项目的等级和准则描述，使得各科研人员对预研项目立项选题范围进一步明确，有益于促进项目申报的成功率;

(4)拓展了飞行试验从业者的视野，只要是与飞行器有关的新原理、新概念的研究，都属于飞行试验的技术范畴，不仅仅限于航空领域。

4 结束语

飞行试验TRA的制定、飞行试验技术发展类别的划分和内涵的梳理，为相关研究和试验的技术风险管理起到了一定的作用。后续仍需加强以下工作:加强飞行试验TRA和技术类别划分和内涵的认识、理解和掌握;TRA可以有效地对重大项目“拖降涨”(拖进度、降指标、涨经费)问题进行控制，应该采取措施尽快将梳理出的飞行试验TRL纳入到日常科研管理框架中去。

［1］ Director.Technology readiness assessment(TRA)deskbook［R］.Defense Research and Engineering，2009.

［2］ Mankins J C.Technology readiness levels:a white paper［R］.Office of Space Access and Technology NASA，1995.

［3］ 安茂春，王志健.国外技术成熟度评价方法及其应用［J］.评价与管理，2008(2):1-4.

［4］ 孟雪松，曾相戈，褚恒之.技术成熟度与风险管理关系研究［J］.航空标准化与质量，2012(3):6-9.

［5］ 段磊，刘代军，刘琪.技术成熟度评估在空空导弹科研管理中的作用［J］.航空兵器，2012(8):54-57.

［6］ 李瑶.航空发动机技术成熟度评价方法研究［J］.燃气涡轮试验与研究，2010，23(5):47-51.

［7］ 蓝元沛，关志东，孟庆春.复合材料飞机结构技术成熟度评价方法［J］.复合材料学报，2010，27(6):150-154.

［8］ 彭绍雄，薄延珍，李学园，等.技术成熟度评价方法在导弹武器系统中的应用［J］.舰船电子工程，2011，31(8):157-159.

［9］ Stoliker F N.飞行试验工程导论［M］.张立功，等译.西安:中航工业试飞中心，2012.

［10］陈华雄，欧阳进良，毛建军.技术成熟度评价在国家科技计划项目管理中的应用探讨［J］.科技管理研究，2012(16):191-195.