科技產品開發的評估探討范文

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復雜新興技術產品成熟度水平評估分析的思路

復雜產品通常包含多個部件，各個部件按照特定的結構組成具有完整功能的整體。而復雜新興技術產品是融合了來自多個以前不相干的技術領域的技術和技術改進，將其他領域的技術和技術改進創造性地加以運用，一般會有多項技術和技術集成方式成為研發的重點。技術和技術集成方式的評估就是復雜新興技術產品成熟度水平評估的內容。綜合考慮各個層次的成熟度水平評估和產品的構成，可以建立如表1所示的評估體系。表1中，產品由n個部件構成，共運用到了m項關鍵技術(包括成熟技術和新興技術)，存在單項技術在不同部件中通用的情形。☆表示該部件在生產過程中使用的關鍵技術。從單項技術成熟度水平到部件成熟度水平、再到產品成熟度水平都是逐層的支撐關系。根據上述的成熟度水平評估體系，產品成熟度水平不僅受其組成部件的成熟度水平的影響，而且受生產各個部件的組織管理系統的成熟度水平的影響，而單項技術成熟度水平要影響所構成的部件成熟度水平，因此，依次評估單項技術成熟度水平和部件成熟度水平是評估產品成熟度水平的基礎。產品成熟度水平用產品成熟度等級(PRL)表示;部件成熟度水平采用部件成熟等級(QRL)表示;單項技術成熟度水平用技術成熟度等級(TRL)表示。即對各層次的成熟度水平分級度量，各層次的各個等級的成熟度水平分別對應于不同的技術(或生產)風險，即成熟度級別越高，風險越低;成熟度等級越低，不確定性越高。這在單項技術成熟度水平評估方法的基礎上拓寬了評估的對象和范圍。在產品成熟度水平評估建模過程中，需要逐層構建從技術成熟度水平到部件成熟度水平、再到產品成熟度水平的評估模型。為使建立的模型具有實用性，本文只考慮涉及產品的兩兩部件(或系統)之間、兩兩技術之間的交互關系來建立產品成熟度水平靜態評估模型。

復雜新興技術產品成熟度水平的評估

復雜新興技術產品成熟度水平刻畫了產品的技術狀態與水平。由于產品是由眾多部件有機組合而成的，因此復雜新興技術產品成熟度水平評估是建立在部件成熟度水平評估的基礎上;部件成熟度水平受制于支撐該部件的技術成熟度水平，因此必須首先評估支撐各個部件的各項技術的成熟度水平。

1技術成熟度水平評估

在復雜新興技術產品中采用的關鍵技術往往不止一項，部件成熟度水平的高低取決于這些單項技術的成熟度等級。美國國防部2009年版本的《技術成熟度評估手冊》將技術成熟度級別劃分為9級。各個等級的技術成熟度水平的具體定義如下:TRL1的定義:觀測和報告了技術的基本原理。TRL2的定義:技術應用(或方案)已經確定。TRL3的定義:已經完成技術的關鍵功能的分析和實驗。TRL4的定義:部件或實驗模型在實驗室中確認有效。TRL5的定義:部件或實驗模型在模擬使用的環境中確認有效。TRL6的定義:系統(或分系統)的模型或原型機在模擬使用的環境中被驗證。

TRL7的定義:系統原型機在使用環境中被驗證。TRL8的定義:形成了真實系統，并經過驗證和測試。TRL9的定義:真實系統多次成功地完成任務或實現功能，驗證真實系統穩定。從TRL1到TRL9，表示技術成熟度水平從低到高。一個部件通常使用的技術并不是單一的，單項技術能否集成在一起受制于單項技術之間的相互兼容性和適應性，也影響著整個部件能否使用先進的技術。伴隨著不斷增長的技術復雜性，技術之間的可集成和可兼容性越來越重要。簡單的疊加單項技術的發展狀態不能充分反映部件層面的技術發展狀態與水平，必須考慮部件所用技術之間的可集成狀態與集成水平。Sauser使用技術集成成熟度水平表示兩項技術之間的可集成狀態，用技術集成成熟度等級(TIRL)表示。具體的定義是:TIRL1:技術之間的接口可以識別，接口關系的特征能夠充分表達。TIRL2:可以用詳細特征表示兩兩技術之間經過接口的交互。

TIRL3:技術間可以進行有序、充分地集成與交互和兼容。TIRL4:具有足夠的方法保障技術間集成的質量。TIRL5:建立、管理和終止技術間集成可以控制。TIRL6:集成的技術在預期應用時具有可接收、轉換和結構化的信息。TIRL7:已通過詳細的驗證并認為技術集成是可行的。TIRL8:實現技術集成，并在系統條件下的測試和試驗過程中達到完成任務的狀態。TIRL9:技術集成成功地完成任務并通過驗證。從TIRL1到TIRL9，分別刻畫技術集成成熟度水平從低到高的程度。

2部件成熟度水平評估

在單項技術成熟度水平和技術集成成熟度等級分析的基礎上可以建立部件成熟度水平的評估模型。假設一個部件共涉及m項單項新興技術，并且已評估了單項技術的技術成熟度等級，分別用0.1~0.9對應表示TIRL1到TIRL9。成熟技術取值為1。則單項技術成熟度等級的矩陣可以表示如下:A=［TRL1，TRL2，……，TRLm］T。對于單項技術之間的集成成熟度水平，可以進行兩兩技術之間的分析并建立如下技術集成成熟度等級矩陣。令:

3復雜新興技術產品成熟度水平評估

復雜新興技術產品成熟度水平表示了部件和組織內與部件相關的組織管理系統的綜合集成狀態與水平，評估內容和因素更加復雜。

3.1復雜新興技術產品成熟度水平評估過程中需要考慮的因素

復雜新興技術產品成熟度水平評估中要考慮以下三方面的因素:(1)復雜新興技術產品是由各個功能部件按照一定的結構形式構成的，因此部件成熟度水平直接影響著復雜新興技術產品的成熟度水平。(2)產品作為一個有機的功能整體，其部件是產品的組成部分，而集成的狀態與水平直接決定著整個產品能否達到應有的技術狀態。(3)技術成熟的產品并不必然地達到它應有的狀態，必須有與此相適應的組織管理系統(如:供應鏈系統、人力資源、組織計劃系統、營銷系統、生產系統、工藝系統、財務系統)相匹配。企業的生產和運營體系則直接決定著復雜新興技術產品能否實現產品的技術功能，它是影響產品成熟度水平的主要因素，也是產品成熟度水平評估的對象。盡管正在使用的組織管理系統可以認為其系統是成熟的(成熟度等級指標為1)，但是現有系統是否和新興技術匹配仍然需要評估。按前面的思路，本文使用部件(或系統)集成成熟度水平表示部件(或系統)之間進行集成的狀態與水平，并采用部件(或系統)集成成熟度等級(QIRL)分級量化。仿照上面技術集成成熟度級別的量化定義，部件(或系統)集成成熟度水平各個等級的含義是:QIRL1:可以識別部件(或系統)之間的接口，接口關系的特征能夠充分表達。QIRL2:能用一定的詳細特征來表示對部件(或系統)間通過接口的交互。

QIRL3:部件(或系統)間可以進行有序、充分地集成與交互和兼容。QIRL4:對部件(或系統)間集成的質量與保障具有足夠的方法。QIRL5:對必需的建立、管理和終止部件(或系統)間集成可以有足夠的控制。QIRL6:集成的部件(或系統)在預期應用時具有可接收、轉換和結構化的信息。QIRL7:部件(或系統)集成已通過詳細的校核和驗證并認為是可行的。

QIRL8:完成實際部件(或系統)集成，并且在正常使用環境下經過試驗與測試達到完成任務的水平。QIRL9:部件(或系統)集成成功地完成功能并通過驗證。從QIRL1到QIRL9分別刻畫部件(或系統)技術集成成熟度水平從低到高的程度，取值分別為0.1～0.9。

3.2復雜新興技術產品成熟度水平評估

在部件成熟度水平和部件(系統)集成成熟度等級分析的基礎上，可以建立復雜新興技術產品成熟度水平評估的模型。假設在產品包含n個部件，并且已經評估了各部件的成熟度等級，分別用0.1～0.9對應表示QRL1到QRL9，并涉及p個組織管理系統，則部件(或系統)成熟度等級的矩陣可以表示如下:其中，QTIRLi取值在0.1～1之間，可認為是在考慮了與其它部件(或系統)集成成熟度之后的單個部件(或系統)的綜合成熟度水平。則采用了n個部件并涉及p個生產管理系統的復雜新興技術產品其成熟度水平為:

復雜新興技術成熟度水平評估方法的應用

某企業開發大型環境試驗設備，目的是在地面給航天器材提供一個模擬太空中的氣候環境，并在此模擬環境中測試航天器材的性能指標。該產品的主要部件和用于每一個部件的支撐技術及其成熟度水平如表2所示。經過企業內部專家評估，在每一個部件中使用兩兩技術之間的集成成熟度水平如表3所示。根據公式(1)可以計算出在每一個部件中使用的技術的TTRL值，根據公式(2)可以計算部件的QRL。具體結果如表4所示。從表4可以看出，部件Q3是該產品開發的技術瓶頸。

由于該產品在生產過程中涉及現有的供應鏈系統QS、組織和指揮系統QD以及人力資源系統QH，經過評估這些系統和產品部件的集成成熟度水平如表5所示。根據公式(3)可以計算出各個部件(系統)在考慮集成關系的綜合成熟度水平，結果如表6所示。從表6可以看出，部件3和現有人力資源是開發該產品的瓶頸，根據公式(4)可以得到該產品的成熟度水平為0.724。

結論

復雜新興技術產品的開發是一個持續的動態過程，由于選用的技術還在不斷地發展，需要對產品開發前景進行評估。本文從評估單項技術成熟度水平出發，采用量化成熟度水平的方法，提出復雜新興技術產品構成部件的成熟度水平和復雜新興技術產品成熟度水平評估的思路，并提出了評估和計算的方法，對于復雜新興技術產品開發過程中的技術選擇和決策有現實意義。

作者：許平單位：淮陰工學院