大口徑光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)方法實(shí)踐*

莫磊 淡晶晶 徐隆波 賀少勃 林勇 何靖 張光軍

(1.中國工程物理研究院慣約實(shí)施管理中心，四川 綿陽 621999;2.中國工程物理研究院，四川 綿陽 621999)

0 引言

高功率固體激光驅(qū)動(dòng)器研制項(xiàng)目是我國新時(shí)期一項(xiàng)重要的大科學(xué)工程，具有極其重要的科學(xué)研究意義。美國勞倫斯·利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室(LLNL)于2009年3月建成國家點(diǎn)火裝置(National Ignition Facility，NIF)，法國原子能委員會(huì)·阿基坦科技研究中心(CEA/CESTA)正在建設(shè)的兆焦耳裝置(Laser Mégajoule，LMJ)，與我國正在建設(shè)的高功率固體激光驅(qū)動(dòng)器同屬國際上“并駕齊驅(qū)”的三大激光聚變物理研究實(shí)驗(yàn)裝置[1]。裝置在建設(shè)過程中需要在規(guī)定的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)概算內(nèi)提供數(shù)萬件的大口徑光學(xué)元器件，研制項(xiàng)目時(shí)間緊迫，技術(shù)難度大，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程需要解決諸多工程和技術(shù)難題，在工程供貨過程中必然存在著技術(shù)和管理風(fēng)險(xiǎn)。在建設(shè)過程中光學(xué)元器件研制技術(shù)水平的高低直接影響著裝置建設(shè)的最終結(jié)果。本文著重從管理角度出發(fā)[2-3]，借鑒國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，吸納國內(nèi)在評價(jià)等級和評價(jià)方法改進(jìn)方面所取得的成功經(jīng)驗(yàn)，提出了一套符合我國大口徑光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)狀態(tài)的成熟度評價(jià)方法，重點(diǎn)結(jié)合高功率固體激光驅(qū)動(dòng)器建設(shè)前期大口徑光學(xué)元器件研制過程的管理實(shí)踐，利用雷達(dá)圖對評價(jià)結(jié)果進(jìn)行可視化探討，該評價(jià)方法的應(yīng)用可有效降低裝置建設(shè)過程中的管理風(fēng)險(xiǎn)。

1 國內(nèi)外發(fā)展概述

1.1 國外簡述

技術(shù)成熟度等級(TRL)概念是美國國家航空航天局在20世紀(jì)70年代首先提出的，TRL等級標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)方法在80年代得到進(jìn)一步發(fā)展和推廣，90年代初正式將TRL評價(jià)方法推廣應(yīng)用于美國空間計(jì)劃研究項(xiàng)目。安茂春等[4]對國外技術(shù)成熟度評價(jià)方法及應(yīng)用情況進(jìn)行了深入分析，其主要目的用于掌握技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，識(shí)別并規(guī)避技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。盧新來[5]對美國政府在武器裝備采辦項(xiàng)目中應(yīng)用技術(shù)成熟度評價(jià)結(jié)果進(jìn)行了分析，充分說明了在項(xiàng)目實(shí)施中采用成熟度高的技術(shù)可有效降低項(xiàng)目的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，確保研制項(xiàng)目能夠按目標(biāo)順利完成。

1.2 國內(nèi)發(fā)展概述

從20世紀(jì)末開始，我國國防科技管理部門就先后開展了關(guān)于技術(shù)成熟度評價(jià)工作的軟課題研究。在21世紀(jì)初期進(jìn)行技術(shù)成熟度評價(jià)體系的建立與推廣，并制定了GB/T 22900—2009《科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目評價(jià)通則》，在相關(guān)科研項(xiàng)目立項(xiàng)過程中開始采用TRL評價(jià)方法。2003年，航天科技集團(tuán)公司深入開展TRL評價(jià)方法應(yīng)用的相關(guān)研究工作。2009年，航天科技集團(tuán)研究發(fā)展部聯(lián)合原總裝備部軍兵種裝備部，在某重大專項(xiàng)工程中深入開展TRL應(yīng)用。2012年發(fā)布實(shí)施《裝備預(yù)先研究技術(shù)成熟度評價(jià)暫行辦法》、GJB 7688—2012《裝備技術(shù)成熟度等級劃分及定義》[6]，我國陸續(xù)頒布的軍用技術(shù)成熟度評價(jià)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，已成為重大科研項(xiàng)目和型號(hào)研制的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。

2 大口徑光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)方法

大口徑光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)方法，主要結(jié)合工程自身特點(diǎn)及超高精度光學(xué)元器件研制的自身規(guī)律和應(yīng)用需求，參考GB/T 22900—2009《科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目評價(jià)通則》、GJB 7688—2012《裝備技術(shù)成熟度等級劃分及定義》、GJB7689—2012《裝備技術(shù)成熟度評價(jià)程序》等國家標(biāo)準(zhǔn)[7]，兼顧元器件研制過程中的差異性，將項(xiàng)目從掌握關(guān)鍵技術(shù)研究到科研樣件生產(chǎn)工藝定型和批量生產(chǎn)供貨等全過程分為9個(gè)級別，每一級都具有明確的判斷標(biāo)準(zhǔn)，各等級均涉及研制設(shè)計(jì)、原材料/材料、指標(biāo)檢測、工藝能力、質(zhì)量保證、目標(biāo)成本、人員技能、制造管理八大要素，每項(xiàng)評價(jià)要素中均細(xì)化了對應(yīng)的評價(jià)要求和重點(diǎn)。

評價(jià)內(nèi)容主要包括當(dāng)前等級認(rèn)定、短板要素識(shí)別和研制與生產(chǎn)主要風(fēng)險(xiǎn)判斷。評價(jià)流程主要分為評價(jià)啟動(dòng)、評價(jià)實(shí)施、評價(jià)后續(xù)工作3個(gè)環(huán)節(jié)。評價(jià)過程中由被評價(jià)單位進(jìn)行相關(guān)材料舉證，評價(jià)組組織領(lǐng)域?qū)＜页闪F(xiàn)場審查組，結(jié)合現(xiàn)場復(fù)核手段對舉證材料進(jìn)行審查，正式評價(jià)會(huì)議采用專家打分制度，在前期現(xiàn)場審查的基礎(chǔ)上利用綜合打分法對各要素進(jìn)行現(xiàn)場審查打分，由評價(jià)組匯總各專家打分結(jié)果及提出的建議意見。其評價(jià)流程見圖1。

圖1 大口徑光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)工作流程圖

3 評價(jià)方法實(shí)踐

2016年9月大口徑光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)工作結(jié)束，共計(jì)完成3輪、近40個(gè)項(xiàng)目的TRL評價(jià)實(shí)踐工作，涉及相關(guān)科研院所、高校、企業(yè)等任務(wù)承擔(dān)單位共計(jì)18家，共組織各類宣貫、啟動(dòng)、審查、跟蹤、評價(jià)等會(huì)議約50余次，組織相關(guān)同行業(yè)專家150人/次，組織現(xiàn)場審查、跟蹤等關(guān)鍵環(huán)節(jié)約30余次。實(shí)踐過程中評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照所制定的“大口徑光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)等級”進(jìn)行評價(jià)，特別是第3輪評價(jià)過程中，對23個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場審查，評審專家組結(jié)合現(xiàn)場審查結(jié)果對被評單位進(jìn)行逐項(xiàng)要素評價(jià)打分。從評價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)看，91%的項(xiàng)目達(dá)到了預(yù)期的評價(jià)目標(biāo)，有效識(shí)別了短板瓶頸，降低了項(xiàng)目的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，使得項(xiàng)目能夠順利從技術(shù)攻關(guān)向試生產(chǎn)階段轉(zhuǎn)移。第3輪技術(shù)成熟度評價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖2和表1。

為充分體現(xiàn)評價(jià)結(jié)果，本文特選取裝置建設(shè)過程中影響較大的某種光學(xué)材料研制項(xiàng)目和關(guān)鍵部件加工項(xiàng)目進(jìn)行評價(jià)結(jié)果比對分析，并在項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)攻關(guān)階段和中試驗(yàn)證階段兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評價(jià)，針對八項(xiàng)評價(jià)要素整體評價(jià)結(jié)果，以及三項(xiàng)主要的單項(xiàng)評價(jià)要素(研制設(shè)計(jì)、工藝能力、技術(shù)指標(biāo))結(jié)果進(jìn)行對比分析，其評價(jià)結(jié)果充分說明了此評價(jià)方法可有效判斷項(xiàng)目的初期短板瓶頸和存在的問題，可指導(dǎo)項(xiàng)目后期按照既定的方向發(fā)展，并達(dá)到擬定的目標(biāo)要求。

3.1 某光學(xué)材料研制項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)攻關(guān)階段和中試驗(yàn)證階段評價(jià)結(jié)果

某光學(xué)材料研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)的雷達(dá)圖結(jié)果見表2。

圖2 第3輪共計(jì)23個(gè)項(xiàng)目成熟度評價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

等級要求符合項(xiàng)目評價(jià)結(jié)果數(shù)量/個(gè)數(shù)量占比(%)大于72191小于728

表2 某光學(xué)材料研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(雷達(dá)圖結(jié)果)

(續(xù))

3.2 關(guān)鍵部件加工項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)攻關(guān)階段和中試驗(yàn)證階段評價(jià)結(jié)果

關(guān)鍵部件加工項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)雷達(dá)圖結(jié)果見表3。

4 項(xiàng)目評價(jià)結(jié)論分析

針對兩個(gè)項(xiàng)目首次和末次評價(jià)結(jié)果進(jìn)行對比分析，充分體現(xiàn)了光學(xué)元器件技術(shù)成熟度評價(jià)方法在項(xiàng)目發(fā)展過程中發(fā)揮的作用。

(1)八大要素評價(jià)更加全面。針對光學(xué)元器件的研制設(shè)計(jì)、技術(shù)指標(biāo)、工藝能力、質(zhì)量管理等多個(gè)要素進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià)，不僅可以有效識(shí)別研制項(xiàng)目技術(shù)成熟狀態(tài)和短板瓶頸，而且在促進(jìn)任務(wù)承擔(dān)單位從以往只關(guān)注技術(shù)指標(biāo)達(dá)標(biāo)向技術(shù)與管理并重轉(zhuǎn)變，在增強(qiáng)任務(wù)承擔(dān)單位及承研團(tuán)隊(duì)的工程化意識(shí)等方面起到了積極作用。

(2)研制設(shè)計(jì)能力、工藝能力日益提升。從最初的部分關(guān)鍵工藝設(shè)計(jì)、技術(shù)指標(biāo)可行性得到初步驗(yàn)證，到工藝總方案的確定、工藝流程全線貫通、科研樣件技術(shù)指標(biāo)達(dá)標(biāo)等，光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)方法有效地識(shí)別了項(xiàng)目在研制過程中的短板瓶頸，為管理方提供了有效的判斷和決策。

(3)技術(shù)指標(biāo)體系不斷完善。開展技術(shù)成熟度評價(jià)可提升管理水平，對管理者準(zhǔn)確把控各階段的技術(shù)狀態(tài)，為關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)明確重點(diǎn)方向，為技術(shù)轉(zhuǎn)階段提供決策支持，提升質(zhì)量管理的精細(xì)化水平，有效促進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)管理的快速發(fā)展。技術(shù)成熟度等級的不斷提升反映了技術(shù)從原理探索到實(shí)際應(yīng)用全過程的客觀規(guī)律，是衡量技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)手段。開展技術(shù)成熟度評價(jià)，有利于推動(dòng)研制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理向科學(xué)化、定量化的方向發(fā)展。為加強(qiáng)對研制各方的技術(shù)溝通，通過劃分技術(shù)成熟度等級，可以統(tǒng)一訂購方與產(chǎn)品承研方之間、設(shè)計(jì)方與制造方之間、管理人員與技術(shù)人員之間對于技術(shù)狀態(tài)的認(rèn)識(shí)，為項(xiàng)目自身的技術(shù)協(xié)調(diào)以及不同項(xiàng)目之間的經(jīng)驗(yàn)借鑒和技術(shù)轉(zhuǎn)移，建立溝通的橋梁和統(tǒng)一的標(biāo)尺。

表3 關(guān)鍵部件加工項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)結(jié)果(雷達(dá)圖結(jié)果)

(續(xù))

(4)專家作用得到充分發(fā)揮。參與光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)工作的專家，必須掌握相關(guān)技術(shù)原理、國內(nèi)外研究及其在工程建設(shè)中的應(yīng)用背景。評價(jià)專家對被評價(jià)技術(shù)應(yīng)有深入的研究，評價(jià)組長必須由在該領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)的資深專家來擔(dān)任。通過評價(jià)方法的實(shí)踐，有效地證明了評價(jià)過程必須依靠同行專家。通過采用評價(jià)組專家打分手段，充分發(fā)揮同行專家的作用，可以有效保障評價(jià)結(jié)果與項(xiàng)目狀態(tài)的符合性和有效性。

(5)管理經(jīng)驗(yàn)更加豐富。從項(xiàng)目管理能力提升的角度出發(fā)，參與評價(jià)工作的項(xiàng)目管理部門人員從評價(jià)工作啟動(dòng)時(shí)的最初思考到評價(jià)管理細(xì)則的出臺(tái)、評價(jià)工作多輪次的統(tǒng)籌策劃、評價(jià)工作的逐輪推進(jìn)等方面均積累了豐富的管理經(jīng)驗(yàn)。

5 結(jié)語

與國外大科學(xué)工程純項(xiàng)目管理和市場機(jī)制相比較，社會(huì)主義集中力量辦大事、全國一盤棋的獨(dú)特組織形式是我國建設(shè)大科學(xué)工程過程中所特有的優(yōu)勢。大口徑光學(xué)元器件研制項(xiàng)目技術(shù)成熟度評價(jià)方法的建立和推廣，對建立公平、公開、公正的合格供方判定標(biāo)準(zhǔn)，對工藝管理、質(zhì)量管理、成本管理、制造管理等方面的成熟度等級判定，驗(yàn)證其產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)能力是否滿足我國高功率固體激光驅(qū)動(dòng)器建設(shè)研制的需要有著重要的指導(dǎo)意義。立足國情、以軍民融合可持續(xù)發(fā)展為主旨，充分挖掘和驗(yàn)證外圍能力的合理引入，構(gòu)建我國大口徑光學(xué)元器件批量生產(chǎn)與供貨體系網(wǎng)絡(luò)，為我國高功率固體激光驅(qū)動(dòng)器建設(shè)實(shí)現(xiàn)“中國制造2025”奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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[3]白思俊.現(xiàn)代項(xiàng)目管理：升級版[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

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[5]盧新來.論技術(shù)成熟度評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)管理在裝備研制中的關(guān)系[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2014,16(1):54-57.

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大科學(xué)工程項(xiàng)目管理。

徐隆波(1979—)，男，漢族，學(xué)士，助理研究員，研究方向：大科學(xué)工程項(xiàng)目管理。

賀少勃(1974—)，男，漢族，博士，高級工程師，研究方向：高功率激光放大器研究。

林勇(1972—)，男，漢族，學(xué)士，高級工程師，研究方向：計(jì)量測試、大科學(xué)工程項(xiàng)目管理。

何靖(1980—)，女，漢族，學(xué)士，高級會(huì)計(jì)師，研究方向：財(cái)務(wù)管理研究。

張光軍(1968—)，男，漢族，博士，高級工程師，研究方向：大科學(xué)工程管理、思想政治工作。