顧建疆，屈會(huì)力，李 衛(wèi)，王 玲

（南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司，南京 210012）

0 前言

科研工作的主要責(zé)任就是促進(jìn)科技本身的科學(xué)發(fā)展、全面發(fā)展，來(lái)引導(dǎo)和服務(wù)全社會(huì)持續(xù)提高自主創(chuàng)新能力、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)高度重視科技創(chuàng)新項(xiàng)目，2020年9月，習(xí)近平主席在科學(xué)家座談會(huì)上提出：我國(guó)科技事業(yè)發(fā)展要堅(jiān)持“四個(gè)面向”——面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，不斷向科學(xué)技術(shù)廣度和深度進(jìn)軍。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷高質(zhì)量發(fā)展，必定會(huì)對(duì)科技創(chuàng)新加大投入。

科研項(xiàng)目的推進(jìn)過(guò)程中，也面臨著各種挑戰(zhàn)。科研項(xiàng)目的前沿性和創(chuàng)新性不夠；項(xiàng)目成果的應(yīng)用和轉(zhuǎn)化率低，科研創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)；在某些項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，效率低下，周期拖延，成本投入不斷增加等。

技術(shù)成熟度，是科研工作者們?cè)诖罅抗こ虒?shí)踐過(guò)程中，對(duì)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程、成熟的規(guī)律認(rèn)識(shí)持續(xù)深化的基礎(chǔ)上總結(jié)和發(fā)展起來(lái)的一種管理理念［1］。運(yùn)用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)成熟度可以監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)的準(zhǔn)備情況、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等，為管理層和決策者提供客觀、公平的評(píng)估報(bào)告，幫助決策者作出正確抉擇。

1 技術(shù)成熟度的發(fā)展簡(jiǎn)史

美國(guó)是技術(shù)成熟度評(píng)估理論起源的國(guó)家。最早在阿波羅登月項(xiàng)目中，美國(guó)國(guó)家宇航局(NASA)就關(guān)注到項(xiàng)目周期的拖延和持續(xù)增長(zhǎng)的預(yù)算會(huì)對(duì)整體造成重大的影響。1969年，產(chǎn)生的“準(zhǔn)確描述未來(lái)空間系統(tǒng)使用新技術(shù)狀態(tài)”這一觀點(diǎn)，便是項(xiàng)目技術(shù)成熟度的雛形［3］。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，技術(shù)成熟度的理論研究已逐漸深入，評(píng)估方法也得到了廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)成熟度的主要發(fā)展歷史見(jiàn)圖1。

圖1 技術(shù)成熟度發(fā)展歷史

近年來(lái)，技術(shù)成熟度的概念不斷被普及與推廣，我國(guó)各行各業(yè)均開(kāi)始對(duì)技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)青睞有加，積極探索技術(shù)成熟度在本行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新。2022年初，中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院研究頒布了《智能制造發(fā)展指數(shù)報(bào)告（2021）》，報(bào)告直觀反映了2021年我國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域各地區(qū)各行業(yè)智能制造發(fā)展的現(xiàn)狀。

其他行業(yè)或領(lǐng)域也逐步形成了一系列技術(shù)成熟度等級(jí)的定義和評(píng)價(jià)方法，如《GB/T 39157-2020靶材技術(shù)成熟度等級(jí)劃分及定義》、《GB/T 40520-2021 航天單機(jī)產(chǎn)品成熟度定級(jí)規(guī)定》、《NB/T 20511-2018 核電技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)規(guī)范》、《T/CCFA 03001-2020 碳纖維技術(shù)成熟度等級(jí)劃分及定義》等。

2 技術(shù)成熟度的概念、分類

2.1 技術(shù)成熟度的概念

由于地區(qū)和時(shí)期的不同，人們對(duì)技術(shù)成熟度理論的研究也略有差異，技術(shù)成熟度的名稱和叫法也不同，如在美國(guó)、歐盟、英國(guó)等地區(qū)，以技術(shù)成熟度等級(jí)（Technology Readiness Levels，TRLs）研究為主，在加拿大，以技術(shù)成熟度體系（Technology Maturity Level System，TML System）研究為主等等，所以各國(guó)家或各領(lǐng)域?qū)夹g(shù)成熟度的定義也有不同［2］。國(guó)內(nèi)外對(duì)于技術(shù)成熟度的定義可以分為以下幾種：

2.1.1 從技術(shù)就緒水平角度定義

國(guó)內(nèi)學(xué)者朱毅麟［3］認(rèn)為“技術(shù)成熟度”即是“技術(shù)就緒水平”，包括了技術(shù)完備等級(jí)和技術(shù)準(zhǔn)備度，是指某一項(xiàng)技術(shù)或產(chǎn)品在開(kāi)發(fā)過(guò)程中可達(dá)到的可用程度。

2.1.2 從項(xiàng)目目標(biāo)滿足度定義

美軍國(guó)防采辦指南中對(duì)技術(shù)成熟度的定義是：技術(shù)成熟度是項(xiàng)目中的關(guān)鍵技術(shù)元素滿足項(xiàng)目指標(biāo)程度的一種度量，而且是項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)的主要因素［2］。

劉旭蓉等人［10］研究認(rèn)為技術(shù)成熟度是用來(lái)評(píng)價(jià)采用的項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)能滿足預(yù)期指標(biāo)的程度。

安茂春等人［11］研究認(rèn)為技術(shù)成熟度是評(píng)價(jià)技術(shù)對(duì)項(xiàng)目指標(biāo)滿足程度的一種度量方法，是風(fēng)險(xiǎn)管理的重要內(nèi)容。

2.1.3 從市場(chǎng)占有率角度定義

從企業(yè)市場(chǎng)占有率的角度張玉杰［12］定義了企業(yè)技術(shù)成熟度，他認(rèn)為企業(yè)運(yùn)用技術(shù)生產(chǎn)出某件社會(huì)需要的產(chǎn)品（或服務(wù)），企業(yè)技術(shù)成熟度高低可以認(rèn)為是產(chǎn)品或者服務(wù)在市場(chǎng)上占有率的上升或降低。若企業(yè)在連續(xù)的生產(chǎn)周期內(nèi)市場(chǎng)占有率發(fā)生下降，就說(shuō)明技術(shù)成熟度下降。2.1.4 從產(chǎn)業(yè)化實(shí)用程度定義

顧宏［13］等人從科技成果轉(zhuǎn)化的角度研究認(rèn)為，科技研究成果的技術(shù)水平、工藝流程、配套資源和技術(shù)生命周期等方面所具有的產(chǎn)業(yè)化適用程度就是技術(shù)成熟度。

2.1.5 從技術(shù)生命周期角度定義［2］

任何技術(shù)都有一個(gè)發(fā)展的生命周期，技術(shù)的成熟度指的是技術(shù)在該生命周期中所處的位置。

綜合以上定義，技術(shù)成熟度是項(xiàng)目或產(chǎn)品管理研發(fā)的過(guò)程中，關(guān)鍵技術(shù)水平能夠達(dá)到的某種有用水平；為了滿足項(xiàng)目或產(chǎn)品研發(fā)需求，包含了工藝流程和配套資源等；技術(shù)成熟度可以評(píng)價(jià)技術(shù)滿足項(xiàng)目指標(biāo)的程度，是項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理的重要內(nèi)容。

2.2 技術(shù)成熟度的分類

發(fā)展至今，已產(chǎn)生許多不同角度的技術(shù)成熟度，包括“設(shè)計(jì)成熟度”、“材料成熟度”、“工藝成熟度”和“制造成熟度”、“生物醫(yī)學(xué)技術(shù)成熟度”、“能力成熟度”等，如圖2所示。

圖2 不同角度的技術(shù)成熟度

3 技術(shù)成熟度等級(jí)劃分及評(píng)估方法

3.1 等級(jí)劃分

NASA/DOD的定義［14］，其基本的等級(jí)劃分與定義見(jiàn)圖2～圖3。它將技術(shù)成熟度等級(jí)定為9級(jí)，客觀地描述了達(dá)到每一個(gè)等級(jí)所需要的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)，為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的決策提供清晰的開(kāi)發(fā)狀態(tài)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

圖3 NASA/DOD的技術(shù)成熟度等級(jí)劃分和定義

隨著國(guó)外在技術(shù)成熟度理論和實(shí)踐方面的深入研究，我國(guó)科技研究人員也逐步對(duì)技術(shù)成熟度展開(kāi)跟蹤研究，以航空、航天、國(guó)防裝備制造為代表的部分單位已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)方法研究和試點(diǎn)應(yīng)用。由中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院等單位起草的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 39116-2020智能制造能力成熟度模型》給出了智能制造成熟度的五級(jí)定義，見(jiàn)圖4，其通過(guò)“能力成熟度”的概念，建立企業(yè)智能制造能力成熟度的模型，規(guī)定了不同級(jí)別智能制造能力成熟度的關(guān)鍵特征和典型要素。

圖4 智能制造能力成熟度等級(jí)定義

國(guó)內(nèi)學(xué)者藍(lán)元沛［15］等以國(guó)內(nèi)外航空產(chǎn)品研制的特點(diǎn)，結(jié)合積木式方法的驗(yàn)證和實(shí)施步驟，總結(jié)出了復(fù)合材料9級(jí)技術(shù)成熟度等級(jí)，見(jiàn)表1。其借鑒了NASA/DOD的技術(shù)成熟度概念，從航空產(chǎn)品元部件設(shè)計(jì)的角度，總結(jié)了復(fù)合材料的技術(shù)成熟度等級(jí)定義，給航空產(chǎn)品設(shè)計(jì)者們提供了項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)的評(píng)估的依據(jù)。

表1 復(fù)合材料的技術(shù)成熟度等級(jí)劃分

3.2 評(píng)估方法

2016年，美國(guó)審計(jì)署GAO發(fā)布的《技術(shù)成熟度評(píng)估指南》，具體介紹了美軍采辦計(jì)劃及項(xiàng)目技術(shù)成熟度評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)做法，其評(píng)價(jià)流程見(jiàn)圖5。該指南不僅可以給項(xiàng)目管理者提供評(píng)估技術(shù)開(kāi)發(fā)中的技術(shù)狀態(tài)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，還可為監(jiān)督部門（如審計(jì)等）進(jìn)行監(jiān)督工作提供有效參考。

圖5 GAO技術(shù)成熟度評(píng)估流程

評(píng)估方法包括以下步驟：

（1）確定技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)策略。確定整個(gè)項(xiàng)目過(guò)程中技術(shù)成熟度評(píng)估的整體策略，確定評(píng)價(jià)目的、對(duì)象、時(shí)機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)，獲取評(píng)價(jià)有關(guān)信息，使評(píng)價(jià)策略與系統(tǒng)工程管理計(jì)劃一致。

（2）確定評(píng)估團(tuán)隊(duì)和評(píng)估計(jì)劃。包括對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行具體評(píng)估的計(jì)劃，如里程碑節(jié)點(diǎn)、進(jìn)度等；以及組建執(zhí)行技術(shù)成熟度評(píng)估的團(tuán)隊(duì)成員和標(biāo)準(zhǔn)，包括負(fù)責(zé)人、評(píng)審專家、獨(dú)立性聲明之類的協(xié)議等。

（3）選擇關(guān)鍵技術(shù)（Critical Technology Element，CTE）。包括識(shí)別和選擇評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)的準(zhǔn)則和步驟，確認(rèn)技術(shù)是否為關(guān)鍵技術(shù)。

（4）評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)?；谒鸭降脑囼?yàn)件和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等證據(jù)，利用評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)逐項(xiàng)開(kāi)展評(píng)估，并記錄所有相關(guān)的信息。

（5）準(zhǔn)備、協(xié)調(diào)和提交評(píng)估報(bào)告。包括初審稿，征求各方意見(jiàn)，協(xié)調(diào)溝通不同意見(jiàn)方，并做出處理和解釋，形成最終官方報(bào)告。

（6）使用技術(shù)成熟度評(píng)估結(jié)果并制定技術(shù)成熟計(jì)劃。使用技術(shù)成熟度評(píng)估結(jié)果對(duì)項(xiàng)目的研發(fā)進(jìn)行決策，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人或者研發(fā)人員識(shí)別出潛在的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及其他的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。如預(yù)算和進(jìn)度影響等，并制定技術(shù)成熟計(jì)劃［14］。

2020年10月我國(guó)發(fā)布的《智能制造成熟度評(píng)估方法（GB/T 39117-2020）》，規(guī)定了我國(guó)智能制造成熟度的評(píng)估過(guò)程和方法，其評(píng)估流程見(jiàn)圖6。它規(guī)定了評(píng)價(jià)領(lǐng)域必須包含人員、技術(shù)、資源和制造四個(gè)能力因素，詳細(xì)描述了評(píng)估活動(dòng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)。

圖6 智能制造成熟度評(píng)估流程

包括以下內(nèi)容：

（1）預(yù)評(píng)估。包括受理評(píng)估申請(qǐng)，組建評(píng)估組，編制評(píng)估計(jì)劃，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)評(píng)估等。

（2）正式評(píng)估。正式評(píng)估的內(nèi)容有首次會(huì)議，采集評(píng)估證據(jù)，形成評(píng)估發(fā)現(xiàn)，成熟度級(jí)別判定，形成評(píng)估報(bào)告。

（3）發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估結(jié)果。包括溝通評(píng)估結(jié)果，末次會(huì)議。評(píng)估組應(yīng)將評(píng)估結(jié)果與受評(píng)估方進(jìn)行通報(bào)，給予受評(píng)估方再次論證的機(jī)會(huì)，最終由評(píng)估組確定正式結(jié)果。

（4）改進(jìn)提升。受評(píng)估方應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估結(jié)果，提出智能制造改進(jìn)的方向，并制定相應(yīng)的措施，開(kāi)展智能制造能力提升活動(dòng)。

4 技術(shù)成熟度等級(jí)評(píng)估在國(guó)產(chǎn)碳纖維預(yù)浸料研發(fā)項(xiàng)目中的應(yīng)用案例

基于我國(guó)民機(jī)復(fù)合材料自主可控的迫切需求，針對(duì)商用大飛機(jī)復(fù)合材料國(guó)產(chǎn)替代的目標(biāo)，該項(xiàng)目技術(shù)成熟度評(píng)估小組定義了應(yīng)用于航空主承力結(jié)構(gòu)的國(guó)產(chǎn)預(yù)浸料9級(jí)技術(shù)成熟度等級(jí)，對(duì)某型號(hào)國(guó)產(chǎn)預(yù)浸料進(jìn)行評(píng)估，見(jiàn)表2。

表2 應(yīng)用于航空主承力結(jié)構(gòu)的國(guó)產(chǎn)預(yù)浸料技術(shù)成熟度等級(jí)劃分

通過(guò)該案例可以看出，在材料研發(fā)的周期中，建立了里程碑節(jié)點(diǎn)的有效評(píng)估指標(biāo)，提高了材料研發(fā)項(xiàng)目的效率，幫助材料商或項(xiàng)目管理者作出正確抉擇。

5 建議和討論

（1）在科技研發(fā)項(xiàng)目中，引入技術(shù)成熟度等級(jí)較高的技術(shù)，對(duì)于降低項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)、進(jìn)度控制和經(jīng)費(fèi)預(yù)算有著重大的作用。在技術(shù)評(píng)估、質(zhì)量監(jiān)督評(píng)審等活動(dòng)中，使用技術(shù)成熟度等級(jí)評(píng)估的方法，也能更客觀、高效地識(shí)別技術(shù)的成熟狀態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性，降低市場(chǎng)和客戶的擔(dān)憂，繼而促進(jìn)科研成果的應(yīng)用和轉(zhuǎn)化。形成科技創(chuàng)新支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展拉動(dòng)科技創(chuàng)新的正反饋效應(yīng)。

（2）跟國(guó)外相比，盡管國(guó)內(nèi)對(duì)技術(shù)成熟度的研究和開(kāi)發(fā)起步較晚，但近年來(lái)，國(guó)內(nèi)越來(lái)越重視，也在積極引入消化、吸收和再創(chuàng)新技術(shù)成熟度評(píng)估體系。

（3）目前國(guó)內(nèi)外主要的技術(shù)成熟度評(píng)估方法、標(biāo)準(zhǔn)和研究更多帶有空間技術(shù)、國(guó)防裝備等領(lǐng)域的特點(diǎn)，但在其他領(lǐng)域引進(jìn)和消化的過(guò)程中，往往存在理解和實(shí)際使用的問(wèn)題。其他領(lǐng)域需結(jié)合行業(yè)或產(chǎn)品的特點(diǎn)，總結(jié)出一套適合本行業(yè)或產(chǎn)品的技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)體系。如在基礎(chǔ)科學(xué)研究、原材料研發(fā)等項(xiàng)目中，輸出成果的技術(shù)成熟度往往不需要達(dá)到NASA/DOD定義的8級(jí)或者9級(jí)，在這些領(lǐng)域?qū)夹g(shù)成熟度定級(jí)和制定評(píng)估方法時(shí)，要考慮到適用性和可操作性。在技術(shù)成熟度等級(jí)評(píng)估實(shí)施中，為了確保對(duì)技術(shù)元素的分析和評(píng)價(jià)有效而客觀，需要探索科學(xué)的評(píng)估機(jī)制，要綜合考慮到評(píng)估團(tuán)隊(duì)專業(yè)能力、評(píng)估的獨(dú)立性原則和簡(jiǎn)化評(píng)估流程等因素。