技術(shù)成熟度與風(fēng)險管理關(guān)系研究

孟雪松 曾相戈 褚恒之

（中航工業(yè)綜合技術(shù)研究所，北京 10028）

從2009年開始，總裝備部在裝備預(yù)研項目推廣應(yīng)用技術(shù)成熟度方法，規(guī)定在5類裝備預(yù)研項目驗收時開展技術(shù)成熟度評價工作。國防科工局要求基礎(chǔ)科研的重大項目建議書應(yīng)提交技術(shù)成熟度評價報告?？哲娨嘣诤娇罩攸c裝備研制項目中推廣技術(shù)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(yù)見的因素。當(dāng)前，我國航空領(lǐng)域正由仿制引進模式向自主創(chuàng)新模式轉(zhuǎn)變，研制過程中的風(fēng)險問題，尤其是技術(shù)風(fēng)險已成為制約航空裝備發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。在此背景下，探討技術(shù)成熟度方法和風(fēng)險管理具有現(xiàn)實意義。

1 技術(shù)成熟度評價與風(fēng)險管理的比較

1.1 技術(shù)成熟度評價的基本內(nèi)涵

1.1.1 技術(shù)成熟度與技術(shù)成熟度評價的概念

國內(nèi)外對“技術(shù)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(nèi)涵本質(zhì)來講是基本一致的，即技術(shù)滿足項目預(yù)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(shù)成熟度的等級劃分。1級到9級的逐漸提升，意味著技術(shù)從原理到方案，再到樣機，最終得到客戶使用確認的產(chǎn)品，這一演進路徑，從而實現(xiàn)項目的根本目的，即研制出滿足客戶使用要求的產(chǎn)品。

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

1.1.2 技術(shù)成熟度的評價基礎(chǔ)

技術(shù)是否成熟，對項目是否能實現(xiàn)預(yù)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(shù)成熟度等級劃分。目前國內(nèi)外技術(shù)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(shù)成熟度等級劃分。技術(shù)成熟度等級劃分體現(xiàn)了技術(shù)研究過程中研究成果的典型狀態(tài)以及技術(shù)研究工作的規(guī)律。當(dāng)前技術(shù)成熟度等級的劃分是以驗證對象和驗證環(huán)境為主線，例如從美國國防部的技術(shù)成熟度4級開始，分別是以實驗室環(huán)境、相關(guān)環(huán)境、使用環(huán)境作為等級區(qū)分的因素之一。雖然當(dāng)前普遍采用的技術(shù)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(shù)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(shè)置。在技術(shù)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(shù)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(shù)成熟程度進行考察和評判。因此需要針對每個等級設(shè)置相應(yīng)的評判條件。在設(shè)定等級評判條件時應(yīng)至少要保證能夠支撐等級定義，要確保在部分等級范圍內(nèi)的連續(xù)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(shù)成熟度評價的關(guān)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(shù)研究目的、技術(shù)基礎(chǔ)和研究路徑相關(guān)，國外發(fā)達國家一般從最低級開始逐級評判，而國內(nèi)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(jié)合原則，經(jīng)國內(nèi)實踐驗證，第3種原則比較合理。

1.2 風(fēng)險管理的基本內(nèi)涵

1.2.1 風(fēng)險與風(fēng)險管理的概念

對于風(fēng)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(fēng)險”定義為：“一個事件的可能性及其產(chǎn)生后果的結(jié)合體。風(fēng)險這個術(shù)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(xié)會（PMI）認為，項目風(fēng)險是一種不確定性事件或狀況，一旦發(fā)生，會對至少一個項目目標如時間、費用、范圍或質(zhì)量目標產(chǎn)生積極或消極影響。美國航空航天局認為，風(fēng)險由兩部分構(gòu)成，一是項目或工程可能經(jīng)歷非所要求的事件，二是非所要求的事件一旦發(fā)生所產(chǎn)生的后果、影響或嚴酷性。美國國防部認為，風(fēng)險是在既定的費用、進度和性能約束條件下實現(xiàn)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(fēng)險是一種未發(fā)生的事件或狀況，存在發(fā)生的可能性，發(fā)生之后會帶來不利的結(jié)果。

風(fēng)險管理通常是指應(yīng)付風(fēng)險的行動或?qū)嶋H做法，包括風(fēng)險規(guī)劃、風(fēng)險識別、風(fēng)險分析、風(fēng)險應(yīng)對和風(fēng)險追蹤的全過程。

風(fēng)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(guān)風(fēng)險的過程。識別風(fēng)險事件最有效的方法是根據(jù)風(fēng)險源或風(fēng)險區(qū)，逐個考察工作分解結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品單元或過程單元。

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

風(fēng)險應(yīng)對是針對需要降低的風(fēng)險制定并實施風(fēng)險應(yīng)對計劃。風(fēng)險應(yīng)對的策略包括風(fēng)險規(guī)避、風(fēng)險控制、風(fēng)險轉(zhuǎn)移和風(fēng)險承擔(dān)。

風(fēng)險追蹤是依照既定的衡量標準對風(fēng)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(guān)鍵在于建立一套預(yù)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(fēng)險的量化方法

風(fēng)險管理是圍繞風(fēng)險而開展工作，風(fēng)險的定量化是風(fēng)險管理中的核心任務(wù)。風(fēng)險的定量化需要考慮兩個主要因素，即不確定性事件發(fā)生的可能性和發(fā)生后產(chǎn)生的后果。最為常用的風(fēng)險定量化方法是風(fēng)險指數(shù)法。在風(fēng)險指數(shù)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(jù)風(fēng)險指數(shù)是可能性與嚴重性數(shù)值相乘的積，如果確定了不確定性事件的概率和后果數(shù)值，則可以計算得出該事件的風(fēng)險指數(shù)，從而為明確風(fēng)險大小提供依據(jù)。另外，可以再將風(fēng)險指數(shù)所有數(shù)值劃定高風(fēng)險、中風(fēng)險和低風(fēng)險3個區(qū)間，各區(qū)間大小取決于所規(guī)定的接受準則，從而將風(fēng)險問題定量化計算之后再得出定性結(jié)論。

1.3 技術(shù)成熟度評價與風(fēng)險管理的差異

技術(shù)成熟度評價的成果是給出技術(shù)的成熟度，從感性認識上來看，技術(shù)的成熟度與項目成功與否有很大關(guān)聯(lián)，采用成熟的技術(shù)可以降低項目風(fēng)險。因此，可以判技術(shù)成熟度與風(fēng)險管理有關(guān)。

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

1.3.1 涉及的對象不同

風(fēng)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(guān)鍵技術(shù)。美國國防部認為采辦項目存在13個關(guān)鍵風(fēng)險源或風(fēng)險區(qū)，技術(shù)只是其中一項。技術(shù)成熟度的評價對象僅限于技術(shù)，不考慮其它項目因素。

1.3.2 工作過程不同

風(fēng)險管理覆蓋了風(fēng)險因素從識別到應(yīng)對、跟蹤全過程，是一項持續(xù)性的工作。技術(shù)成熟度評價的過程相對簡單，僅僅是為得到成熟度等級結(jié)論的系列工作。至于評價后續(xù)工作，例如技術(shù)成熟增長工作，是作為技術(shù)成熟度評價與技術(shù)研究工作的接口關(guān)系，實質(zhì)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)屬于技術(shù)研究工作范疇。

1.3.3 工作結(jié)果不同

風(fēng)險管理對于每個風(fēng)險因素都要評價其風(fēng)險等級（發(fā)生的后果、發(fā)生概率）以及應(yīng)對措施。技術(shù)成熟度評價的結(jié)果是給出關(guān)鍵技術(shù)的成熟程度。

1.3.4 作用不同

風(fēng)險管理用于識別項目風(fēng)險，應(yīng)對風(fēng)險發(fā)生，盡量避免或減少損失，保障項目的正常運行。技術(shù)成熟度評價的主要作用是定量化技術(shù)的成熟程度，方便管理人員與技術(shù)人員之間的溝通，以及高層決策人員對技術(shù)狀態(tài)的掌控。技術(shù)成熟度不等同于風(fēng)險大小。

2 基于技術(shù)成熟度的風(fēng)險管理分析

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

2.1 基于技術(shù)成熟度的風(fēng)險識別

2.1.1 項目風(fēng)險源的范圍

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

風(fēng)險與項目的所有方面都有關(guān)系。一般而言，裝備研制項目的關(guān)鍵風(fēng)險區(qū)包括投資風(fēng)險區(qū)，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(fēng)險區(qū)，例如需求論證、綜合論證、研制總要求論證；設(shè)計風(fēng)險區(qū)，例如設(shè)計基準、設(shè)計要求、方案設(shè)計、設(shè)計過程等；試驗風(fēng)險區(qū)，例如大型試驗、環(huán)境試驗、軟件測試等；生產(chǎn)風(fēng)險區(qū)，例如工藝準備、協(xié)作單位控制、元器件控制、工藝裝備和設(shè)備等；保障風(fēng)險區(qū)，例如保障設(shè)備、備件、技術(shù)手冊等；管理風(fēng)險區(qū)，例如質(zhì)量體系、研制程序、人員等；基礎(chǔ)風(fēng)險區(qū)，例如技術(shù)改造、信息、培訓(xùn)等。

2.1.2 技術(shù)成熟度應(yīng)用于風(fēng)險識別

在項目進展過程中，通過當(dāng)前的技術(shù)成熟度等級與預(yù)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(shù)存在風(fēng)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(shù)成熟度等級目標設(shè)定的合理性和科學(xué)性。

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

因此，技術(shù)成熟度可應(yīng)用風(fēng)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(shù)以及等級條件不滿足的領(lǐng)域作為風(fēng)險源。

2.2 基于技術(shù)成熟度的風(fēng)險量化

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

TRRA重點關(guān)注關(guān)鍵技術(shù)性能指標以及通過研發(fā)提升這些性能指標的過程，主要依據(jù)技術(shù)成熟度等級以及技術(shù)研發(fā)的困難程度，重新構(gòu)建風(fēng)險評價矩陣，從而計算技術(shù)的風(fēng)險指數(shù)。風(fēng)險指數(shù)的計算公式如下：

其中，ΔTRL是指技術(shù)當(dāng)前成熟度等級與目標等級的差值。

技術(shù)研發(fā)難度（R&D3）用于測量一項特定技術(shù)成熟的預(yù)期難度，又稱技術(shù)創(chuàng)新難度。R&D3共分為5級。等級定義如表2所示。

技術(shù)需求價值（TNV）是評價某一特定技術(shù)研發(fā)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(fēng)險指數(shù)法來構(gòu)建基于技術(shù)成熟度的風(fēng)險量化公式。其中，技術(shù)研發(fā)失敗帶來的后果可用ΔTRL×TNV來表示；

表2 技術(shù)研發(fā)難度等級定義

表3 技術(shù)需求價值等級定義

技術(shù)研發(fā)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(shù)成熟度推算出風(fēng)險大小的方法研究和應(yīng)用提供啟發(fā)和借鑒。

3 結(jié)束語

研究和借鑒國外先進的風(fēng)險管理方法，強化推進技術(shù)成熟度管理在航空科研領(lǐng)域的研究與應(yīng)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(shù)成熟度評價不等同為風(fēng)險管理，技術(shù)成熟度等級不等同為風(fēng)險大小。技術(shù)成熟度是風(fēng)險管理的工作輸入之一，可以根據(jù)技術(shù)成熟度識別風(fēng)險源。不能直接從技術(shù)成熟度推算出風(fēng)險大小，需要按照風(fēng)險定義構(gòu)建含包含技術(shù)成熟度變量的風(fēng)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(fēng)險管理指南（2006版）.

[5] ISO/IEC GUIDE73-2002. 風(fēng)險管理術(shù)語[S].

[6] 曾相戈等.裝備研制風(fēng)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.