技术成熟度视角下航空科研项目分类管理研究

万芩，鹿欢，施振飞，王艺

（中航工业洪都，江西南昌330024）

技术成熟度视角下航空科研项目分类管理研究

万芩，鹿欢，施振飞，王艺

（中航工业洪都，江西南昌330024）

技术成熟度评价在航空项目管理中得到了广泛应用。在项目关键技术成熟度等级划分的基础上，利用熵权法确定关键技术在航空科研项目中的权重，构建技术成熟度评价矩阵，依据项目技术成熟度等级将项目划分为基础研究、预先研究及型号研究项目。采用技术成熟度评价方法划分项目类型，提高了航空科研项目分类的准确性与科学性。

技术成熟度评价；航空科研项目；项目分类管理

0 引言

航空科研项目具有周期长、风险大、复杂程度高等特点，对其进行科学分类，有助于提高航空项目管理效率，保证项目顺利完成，降低项目风险。同时，航空科研项目具有鲜明的行业特色，不同类型项目在立项、实施、验收等不同阶段的管理重点也有明显差异。采用科学的分类方法，可保证分类结果的准确性。

目前，科研项目主要依据性质、来源、规模等不同标准进行分类。联合国科教文组织根据科研项目的不同性质，将其分为基础研究项目、应用研究项目、实验发展类项目，德国、英国等欧洲国家的科技管理部门又将基础研究项目分为纯基础研究项目、战略性基础研究项目；我国科技管理体系中，按照资金来源，将科研项目划分为基金类项目、自筹经费项目等。科技部在2003年颁布了《科学技术评价办法》，将科技项目分为六类：战略性基础研究项目、自由探索性基础研究项目、应用研究项目、科学技术产业化项目、社会公益性研究项目和科学技术条件建议与支撑服务项目。随着国家对科技项目精细化、科学化管理要求的不断提高，相关学者展开了对科技项目分类模型与方法的研究，如吴艳构建了层次聚类科技项目分类模型，通过计算不同科技项目的相似度来实现项目的划分聚类；根据项目实施不同过程中的知识行为差异，王明明等人又将科研项目分为基础调查研究项目、系统集成项目、新产品或新技术研发项目、新技术推广应用项目、工艺设备优化研究项目和科技示范研究项目六类。上述机构及学者对科技项目评价及分类的研究，为航空科研项目分类提供了重要借鉴。技术成熟度在企业项目评价及组织管理中得到了广泛应用。在90年代后期，技术成熟度理论与方法也开始应用于我国军工科研单位项目管理中，在国防科研项目风险控制、项目采办等方面发挥了重要作用。目前，在技术成熟度的基础上，学者们又相继提出系统成熟度、项目成熟度、集成成熟度等级评估及应用。采用单项技术成熟等级评估方法，进行项目技术成熟度的评估，是航空科研项目管理的新方法。本文将技术成熟度评估方法应用于航空科研项目分类，通过项目技术成熟度等级评价，提出基础研究、预研及型号研究项目类别划分的理论依据，有助于为不同类型项目确定更合适的专家团队，保证项目管理及实施的科学性、准确性，为国防科技项目管理提供了一种新思路。

1 技术成熟度概念与方法

NASA于20世纪70年代后期开始了技术成熟度的研究，并将其应用于航天技术评估中。利用技术成熟度理论与方法，对航天项目各关键技术进行等级评估，大大提高了项目可行性、有效地规避了技术风险。理论研究上，相关机构及学者主要集中在技术成熟度等级、技术成熟度评估及应用等方面。

1.1 技术成熟度等级

美国、英国、加拿大等国家在国防采办中特别强调对技术成熟度的评价。我国部分军工科研单位和管理部门对技术成熟度评估方法进行了深入研究，并将其应用于科研项目管理中。John C.Mankins回顾了技术成熟度等级在美国国防部、NASA等的应用进展，将其应用划分为三个阶段：第一阶段，NASA率先研究航天器飞行成熟度评价、技术成熟度评价等问题，将技术成熟度分为7个等级；第二阶段，针对大型空间项目提出集成技术成熟度计划，将技术成熟度从7个等级扩展至9个等级；第三阶段，技术成熟度9级划分方法的应用推广，将TRL推广应用于新产品开发、成果管理等不同领域。技术成熟度的等级划分在我国相关行业，特别是航空航天领域得到了广泛的推广应用，王立群分析了美国航空航天技术成熟等级对我国相关领域科研项目管理，特别是在技术风险控制中的适用性；王肖飞等构建了基于层次分析法的导弹系统技术成熟度等级评价方法，在NASA技术成熟度等级基础上，提出了我国导弹系统技术成熟度等级标准。

1.2 项目技术成熟度评估方法

技术成熟度评价是衡量项目达成目标程度的重要方法。在航空航天领域，关于技术成熟度等级的划分，相关机构及学者已经形成共识，成熟等级的9级划分在我国也得到广泛应用。目前，AHP方法、模糊综合评价方法、熵权法等系统评价方法在技术成熟度评价中也得到了良好的应用.其中，魏法、姜姗采用熵权法，对复杂装备系统研制过程的技术成熟度进行评价，根据评价结果，对技术满足工程应用的程度进行了检验。基于系统工程理论，李存金、刘营对航天工程系统进行了层次划分，按照逐层集成的方法对航天工程系统进行了成熟度评价。为避免专家评价中主观因素对结果的影响，一些学者如Taner Altunok、马明昭等提出采用信息系统、评价软件等技术手段对科研项目技术成熟度进行等级评价，提高了评价效率和评价精确性。

2 技术成熟度视角下航空科研项目分类

2.1 航空科研项目单项技术成熟度等级

科研项目由各关键技术系统构成，关键技术成熟度是指某技术在研究开发过程所达到的一般性可用程度，现用于航天研制项目在立项、评审、决策及研制启动之前，评价项目在技术上的可用程度。NASA9级技术成熟度划分已成为航空航天项目领域专家学者的共识。

本文采用NASA对单项技术成熟度等级划分的方法，将航空项目技术成熟度划分为9级，每级的度量指标如表1所示。

表1 单项技术成熟度等级度量

2.2航空科研项目技术成熟度评价方法选择与理论依据

2.2.1 方法选择

1）熵权法

将航空科研项目分解成各项关键技术，采用熵权法确定各关键技术权重。熵的概念最早由C.E Shannon提出，具体含义如下：

对于一个随机变量X，其取值可表示为X（x1,x2,x3……xn）,xi出现的概率为rij，则xi所含的信息量可进一步表示为

式中，k=1/ln n；当rij=0时，可令rijlnrij=0。

将熵权作为单项技术权重，而作为权数的熵权有特殊的意义，它是在给定被评价对象集后，且各评价指标确定的情况下，各指标在竞争意义上的相对激烈程度系数。在技术风险评估中，如果评价因素对评判集中各评语的隶属度值相差较大,此时信息熵值较小，熵权较大，说明该因素在评价中作用较大。

2)模糊综合评价方法

模糊综合评价方法适用于模糊概念、而又可以量化的评价问题。其基本原理如下：

给定模糊子集A和评价项目U,对于一个函数R(u)，且R(u)∈[0,1]，R(u)则称为待评价项目U相对于A的隶属矩阵。

假设评语集为：

评价对象xi相对于评语集的隶属度为rij，构建隶属度矩阵。隶属度是多个评价主体对某个评价对象在某方面做出某种程度可能性的认可度。

2.2.2 技术成熟度评价过程

1）项目技术分解

利用技术成熟度方法，对航空科研项目进行评估的首要工作就是技术分解，将项目分解成若干个关键技术系统。在确定各关键单项技术成熟度的基础上，可对项目整体技术成熟度进行评价，得到成熟度等级。如图1将航空科研项目进行技术分解。

2）关键技术成熟度评价矩阵构建

采用模糊综合评价方法对航空科研项目关键技术成熟度等级进行评价，假设待评价关键技术数量为m，待评价问题（技术成熟度等级达成程度）。评语集u=(TRl1,TRl1,TRl1,TRl1,TRl1……TRln)，由相关领域专家对各关键技术相对于评语集的支持程度进行评价，形成技术成熟度隶属度矩阵：

图1 航空科研项目技术分解

3）熵权确定及综合评价值计算

根据信息熵的定义，在上述各评价指标隶属度基础上，通过公式（1）计算指标熵权：

wi越大表示该技术在航空科研项目中的作用越大。

技术成熟度综合评价总得分：TRL=（TRLn，TRLn-1……TRL1）ST，S=WR为指标综合隶属度。得出航空科研项目技术成熟度等级，可作为项目分类的重要依据。

2.3 案例应用

2.3.1 某航空科研项目关键技术隶属度矩阵构建

应用技术成熟度评估方法，对某航空科研项目进行技术成熟度等级评价，确定其项目类型并划分归口管理部门。基于某航空科研项目，选择相关技术领域的专家或研究人员（20名），对项目涉及的关键技术系统进行筛选，确定7项关键技术，并对各项关键技术所达成熟度等级进行评价。技术成熟度等级采用NASA的9级划分方法，构建关键技术成熟度评语集：

形成技术成熟度评价隶属度矩阵:

将其归一化处理：

隶属度rij即表示专家对该关键技术在相应成熟度等级上的认可程度，且。

2.3.2 项目关键技术熵权及成熟度等级评价

利用公式（1）和公式（2），计算各关键技术熵权，即为各待评价技术的权重，权重向量为，W=(0.21，0.23，0.15，0.11，0.09，0.11，0.10)；综合隶属度向量：S= WR′=(0.13，0.13，0.10，0.10，0.10，0.10，0.10，0.11，0.17)，其中。则项目技术成熟度等级评价为TRL=(9,8,7,6,5,4,3,2,1)RT·WT=3.2。评价结果显示该项目技术成熟度等级评价值为3.2，根据航空科研项目技术研发规律及其在型号的应用要求，该项目应归为预研项目。采用此方法可对其他科研项目进行成熟度评价，并划分其归属类型。

3 技术成熟度等级在科研项目分类管理中的应用

现有航空科研项目分类的方法多是从项目来源、成果实现形式等方面将其划分为基础研究、预先研究、应用研究等。对预先研究的技术成熟度等级要求，国防工业部门有明确规定：技术成熟度达到6级才能进入项目开发。而针对基础研究项目、型号研究项目划分依据，还没有统一标准。根据技术成熟度评价结果，从项目所处技术阶段，对航空科研项目进行类别划分，是一种新思路。根据我国航空科研项目研究的实际，建议航空基础研究项目技术成熟度应达到2级，预研项目技术成熟度等级应达到4级，型号科研项目技术成熟度应达到6级（如表2）。

表2 航空科研项目技术成熟度等级及项目分类及管理重点

依据技术成熟度理论，不同科研项目管理重点也有一定差异。如对技术成熟度等级最低的技术基础科研项目，由于其不确定性程度高、风险大，需对项目可实施性及理论价值进行立项前的系统评价。预研项目研究的内容广泛、综合性强，难度高，研究的课题大部分是科技前沿和技术难关，需在项目实施阶段，强化关键技术节点的跟踪、控制与总结，并及时推进预研向型号的转接应用。而型号科研项目由于其资源投入大、技术成熟度要求高，在做好项目计划的同时，需加强目标管理，保证项目或产品质量及可用性。

4 结语

通过航空科研项目技术成熟度等级评价，结合运用熵权法、模糊评价等方法，实现了不同类型项目的分类,并提出基础研究项目、预研项目及型号科研项目的管理重点。实例表明，该方法在航空科研项目分类中具有一定适用性和可操作性。基于技术成熟度等级评价的项目分类方法，更能反映技术研究开发的全过程，对有效地控制项目技术风险，优化项目管理流程也将起到重要作用。

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>>>作者简介

万芩，女，1978年出生，2011年毕业于广西工学院，硕士，现主要从事项目管理工作。

Systematic Management of Aviation Scientific Research Project based on Technology maturity

Wan Qin,Lu Huan,Shi Zhenfei,Wang Yi
（AVIC Hongdu Aviation Industry Group,Nanchang,Jiangxi,330024）

Technology maturity assessment is applied widely in aviation project management.On the basis of project key technology maturity classification,the key technology weight in the aviation scientific research project is confirmed by entropy weight,matrix of technology maturity assessment is built,and the project is divided into basic research,advance research and type research according to the project technology maturity classification.The technology maturity assessment method is adopted to divide the project type so as to increase the accuracy and scientificity of the aviation scientific research project classification.

technology maturity assessment;aviation scientific research project;project systematic management

2016-03-10）