科技产品开发的评估探讨范文

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复杂新兴技术产品成熟度水平评估分析的思路

复杂产品通常包含多个部件，各个部件按照特定的结构组成具有完整功能的整体。而复杂新兴技术产品是融合了来自多个以前不相干的技术领域的技术和技术改进，将其他领域的技术和技术改进创造性地加以运用，一般会有多项技术和技术集成方式成为研发的重点。技术和技术集成方式的评估就是复杂新兴技术产品成熟度水平评估的内容。综合考虑各个层次的成熟度水平评估和产品的构成，可以建立如表1所示的评估体系。表1中，产品由n个部件构成，共运用到了m项关键技术(包括成熟技术和新兴技术)，存在单项技术在不同部件中通用的情形。☆表示该部件在生产过程中使用的关键技术。从单项技术成熟度水平到部件成熟度水平、再到产品成熟度水平都是逐层的支撑关系。根据上述的成熟度水平评估体系，产品成熟度水平不仅受其组成部件的成熟度水平的影响，而且受生产各个部件的组织管理系统的成熟度水平的影响，而单项技术成熟度水平要影响所构成的部件成熟度水平，因此，依次评估单项技术成熟度水平和部件成熟度水平是评估产品成熟度水平的基础。产品成熟度水平用产品成熟度等级(PRL)表示;部件成熟度水平采用部件成熟等级(QRL)表示;单项技术成熟度水平用技术成熟度等级(TRL)表示。即对各层次的成熟度水平分级度量，各层次的各个等级的成熟度水平分别对应于不同的技术(或生产)风险，即成熟度级别越高，风险越低;成熟度等级越低，不确定性越高。这在单项技术成熟度水平评估方法的基础上拓宽了评估的对象和范围。在产品成熟度水平评估建模过程中，需要逐层构建从技术成熟度水平到部件成熟度水平、再到产品成熟度水平的评估模型。为使建立的模型具有实用性，本文只考虑涉及产品的两两部件(或系统)之间、两两技术之间的交互关系来建立产品成熟度水平静态评估模型。

复杂新兴技术产品成熟度水平的评估

复杂新兴技术产品成熟度水平刻画了产品的技术状态与水平。由于产品是由众多部件有机组合而成的，因此复杂新兴技术产品成熟度水平评估是建立在部件成熟度水平评估的基础上;部件成熟度水平受制于支撑该部件的技术成熟度水平，因此必须首先评估支撑各个部件的各项技术的成熟度水平。

1技术成熟度水平评估

在复杂新兴技术产品中采用的关键技术往往不止一项，部件成熟度水平的高低取决于这些单项技术的成熟度等级。美国国防部2009年版本的《技术成熟度评估手册》将技术成熟度级别划分为9级。各个等级的技术成熟度水平的具体定义如下:TRL1的定义:观测和报告了技术的基本原理。TRL2的定义:技术应用(或方案)已经确定。TRL3的定义:已经完成技术的关键功能的分析和实验。TRL4的定义:部件或实验模型在实验室中确认有效。TRL5的定义:部件或实验模型在模拟使用的环境中确认有效。TRL6的定义:系统(或分系统)的模型或原型机在模拟使用的环境中被验证。

TRL7的定义:系统原型机在使用环境中被验证。TRL8的定义:形成了真实系统，并经过验证和测试。TRL9的定义:真实系统多次成功地完成任务或实现功能，验证真实系统稳定。从TRL1到TRL9，表示技术成熟度水平从低到高。一个部件通常使用的技术并不是单一的，单项技术能否集成在一起受制于单项技术之间的相互兼容性和适应性，也影响着整个部件能否使用先进的技术。伴随着不断增长的技术复杂性，技术之间的可集成和可兼容性越来越重要。简单的叠加单项技术的发展状态不能充分反映部件层面的技术发展状态与水平，必须考虑部件所用技术之间的可集成状态与集成水平。Sauser使用技术集成成熟度水平表示两项技术之间的可集成状态，用技术集成成熟度等级(TIRL)表示。具体的定义是:TIRL1:技术之间的接口可以识别，接口关系的特征能够充分表达。TIRL2:可以用详细特征表示两两技术之间经过接口的交互。

TIRL3:技术间可以进行有序、充分地集成与交互和兼容。TIRL4:具有足够的方法保障技术间集成的质量。TIRL5:建立、管理和终止技术间集成可以控制。TIRL6:集成的技术在预期应用时具有可接收、转换和结构化的信息。TIRL7:已通过详细的验证并认为技术集成是可行的。TIRL8:实现技术集成，并在系统条件下的测试和试验过程中达到完成任务的状态。TIRL9:技术集成成功地完成任务并通过验证。从TIRL1到TIRL9，分别刻画技术集成成熟度水平从低到高的程度。

2部件成熟度水平评估

在单项技术成熟度水平和技术集成成熟度等级分析的基础上可以建立部件成熟度水平的评估模型。假设一个部件共涉及m项单项新兴技术，并且已评估了单项技术的技术成熟度等级，分别用0.1~0.9对应表示TIRL1到TIRL9。成熟技术取值为1。则单项技术成熟度等级的矩阵可以表示如下:A=［TRL1，TRL2，……，TRLm］T。对于单项技术之间的集成成熟度水平，可以进行两两技术之间的分析并建立如下技术集成成熟度等级矩阵。令:

3复杂新兴技术产品成熟度水平评估

复杂新兴技术产品成熟度水平表示了部件和组织内与部件相关的组织管理系统的综合集成状态与水平，评估内容和因素更加复杂。

3.1复杂新兴技术产品成熟度水平评估过程中需要考虑的因素

复杂新兴技术产品成熟度水平评估中要考虑以下三方面的因素:(1)复杂新兴技术产品是由各个功能部件按照一定的结构形式构成的，因此部件成熟度水平直接影响着复杂新兴技术产品的成熟度水平。(2)产品作为一个有机的功能整体，其部件是产品的组成部分，而集成的状态与水平直接决定着整个产品能否达到应有的技术状态。(3)技术成熟的产品并不必然地达到它应有的状态，必须有与此相适应的组织管理系统(如:供应链系统、人力资源、组织计划系统、营销系统、生产系统、工艺系统、财务系统)相匹配。企业的生产和运营体系则直接决定着复杂新兴技术产品能否实现产品的技术功能，它是影响产品成熟度水平的主要因素，也是产品成熟度水平评估的对象。尽管正在使用的组织管理系统可以认为其系统是成熟的(成熟度等级指标为1)，但是现有系统是否和新兴技术匹配仍然需要评估。按前面的思路，本文使用部件(或系统)集成成熟度水平表示部件(或系统)之间进行集成的状态与水平，并采用部件(或系统)集成成熟度等级(QIRL)分级量化。仿照上面技术集成成熟度级别的量化定义，部件(或系统)集成成熟度水平各个等级的含义是:QIRL1:可以识别部件(或系统)之间的接口，接口关系的特征能够充分表达。QIRL2:能用一定的详细特征来表示对部件(或系统)间通过接口的交互。

QIRL3:部件(或系统)间可以进行有序、充分地集成与交互和兼容。QIRL4:对部件(或系统)间集成的质量与保障具有足够的方法。QIRL5:对必需的建立、管理和终止部件(或系统)间集成可以有足够的控制。QIRL6:集成的部件(或系统)在预期应用时具有可接收、转换和结构化的信息。QIRL7:部件(或系统)集成已通过详细的校核和验证并认为是可行的。

QIRL8:完成实际部件(或系统)集成，并且在正常使用环境下经过试验与测试达到完成任务的水平。QIRL9:部件(或系统)集成成功地完成功能并通过验证。从QIRL1到QIRL9分别刻画部件(或系统)技术集成成熟度水平从低到高的程度，取值分别为0.1～0.9。

3.2复杂新兴技术产品成熟度水平评估

在部件成熟度水平和部件(系统)集成成熟度等级分析的基础上，可以建立复杂新兴技术产品成熟度水平评估的模型。假设在产品包含n个部件，并且已经评估了各部件的成熟度等级，分别用0.1～0.9对应表示QRL1到QRL9，并涉及p个组织管理系统，则部件(或系统)成熟度等级的矩阵可以表示如下:其中，QTIRLi取值在0.1～1之间，可认为是在考虑了与其它部件(或系统)集成成熟度之后的单个部件(或系统)的综合成熟度水平。则采用了n个部件并涉及p个生产管理系统的复杂新兴技术产品其成熟度水平为:

复杂新兴技术成熟度水平评估方法的应用

某企业开发大型环境试验设备，目的是在地面给航天器材提供一个模拟太空中的气候环境，并在此模拟环境中测试航天器材的性能指标。该产品的主要部件和用于每一个部件的支撑技术及其成熟度水平如表2所示。经过企业内部专家评估，在每一个部件中使用两两技术之间的集成成熟度水平如表3所示。根据公式(1)可以计算出在每一个部件中使用的技术的TTRL值，根据公式(2)可以计算部件的QRL。具体结果如表4所示。从表4可以看出，部件Q3是该产品开发的技术瓶颈。

由于该产品在生产过程中涉及现有的供应链系统QS、组织和指挥系统QD以及人力资源系统QH，经过评估这些系统和产品部件的集成成熟度水平如表5所示。根据公式(3)可以计算出各个部件(系统)在考虑集成关系的综合成熟度水平，结果如表6所示。从表6可以看出，部件3和现有人力资源是开发该产品的瓶颈，根据公式(4)可以得到该产品的成熟度水平为0.724。

结论

复杂新兴技术产品的开发是一个持续的动态过程，由于选用的技术还在不断地发展，需要对产品开发前景进行评估。本文从评估单项技术成熟度水平出发，采用量化成熟度水平的方法，提出复杂新兴技术产品构成部件的成熟度水平和复杂新兴技术产品成熟度水平评估的思路，并提出了评估和计算的方法，对于复杂新兴技术产品开发过程中的技术选择和决策有现实意义。

作者：许平单位：淮阴工学院