航天产品三个成熟度的内涵与界面2010-12-22

1、航天产品三个成熟度的内涵与界面1微述产品成熟度,是在航天产品工程背景下.以推动产品的专业化研发和培育，实现产品持续完善和优选供应为目标，依据产品的设计、生产、试验和应用情况，度量其产品的质量与可靠性以及可应用程度，表征了产品的完备程度，为产品选用提供了权衡比较的参考依据。产晶成熟度是航天产品工程研究与实践的重要环节，对构建航天产品专业化发展模式、支撑基丁成熟产品选用集成的航天型号研制模式以及产品研发、培育和应用等工作有着非常重要的作用.1.1 产品帧熟度基本概念.成熟度日前中文“成熟度一词对应的英文术语单词有两个，Maturityfl!readiness=其中maturity可也译为成熟度,r

2、eadiness可译为准备度或完备度,但目前国内许多论文和文献资料均将两片统一译为成熟度。在国内论述的常见“技术成熟度”标准中，“成熟度”的英文单词常译为readiness,而“产品成熟度''中成熟度使用的英文单词是maturity。作为技术成熟度评估技术应用的指导性文件，按照美国国防部2004年发布的国防采办指南描述，技术成熟度(Yechnologynaturity)被定义为“所提出的关健技术满足项目目标程度的一种度量方法，也是项目风险的重要组成元素."在该文件同一改9中还描述了技术准符度评估('rechnologyReadinessAssessment,&

3、#39;I'RA)的内涵，即“通过检直项目方案、技术需求和经演示验证的技术能力，确定技术准备度”的活动.在2005年美国国防部发布的技术准备度评估(TRA)手册中指出，技术准备度评估能弊获得被评估的关键技术要素的准备度等级。此手册中分别给出了硬件、软件和制造技术若自的9个技术准益度等级(TRL)定义和描述，即目前国内普遍研究和讨论的技术成熟度9级标准。值得说明的是，2009年5月，美国国防部组织嫔制了制造准备度评估(MRA)手册草案，将制造成熟度等级更新为10级.NASA是应用技术成熟度/准备度评估技术较丫的航天组织之一，在其2007年发布的NPR7210.5CNASA项目和计划管理程

4、序和要求中明确指出，NASA采用技术准备度(TRL)作为成熟度度扇技术。NASA相关支撑性标准中将其技术准备度(TRL)等级分为9级，其内容与美国国防部相关定义基本相I叽技术准备度等级(TRL)是对项目中起关键重要作用的新技术元素实施的研发进展情况的度量：产品成熟度是独立于型号研制的产品的完备程度和可应用程度的度显。两不在应用时不会发生矛盾。在一个产品中可以包含多个技术元素，包括成熟技术和新技术，还包含了设计、工艺、原材料、元霜件等多个方面.在单一项目中某些新技术元素可能通过研发逐渐成熟,但具体产品并不会仅仅因个别技术元素的成熟而改变其产品成熟度.航天单机通常都是由若干个部件所组成,因此，航天

5、单机的产品成熟度是由其所有部件的产品成熟度的综合结果。应将航天单机作为一个整体号虑其产品成熟度水平，避免以其组成部分的成熟度代替单机产品的整体成熟度.产品成熟度产品成熟度是指依据产品的设计、生产、试险和应用情况，对其质量与可器性以及可应用程度的度量。产品成熟度等级的标定表征了产品的完备程度，指导产品专业化研发和培育活动的基本路线图，为产品选用提供权衡比较的参考依据。产品成熟度针对技术状态明确的特定规格产品，根据其在所有型号项目中的产品设计、生产、试验和应用情况,是独立于型号研制的产品完备程度和可应用程度的度量。产品成熟度本身并不是针对具体产品的评价,而是对产品的可实现和可应用程度的评价，具体来

6、说,是用于评价以下三个方面：(1)产品设计的固有能力设计满足任务要求的能力，体现为产品在规定时间、规定条件卜.完成规定功能的能力，即产品可靠性。(2)产品重复生产和供应保障的能力按照确定的产品规冠，稳定提供满足要求的实物产品的能力，体现为交付产品的固有特性与规范要求的符合程度,即产品质量。(3)产品的应用支持能力按照规定的使用要求和限制条件,在系统中正确使用产品的能力，体现为对产品极限能力和极限环境适应性的识别和掌握程度，即产品可应用程度.按照上述思路.产品的成熟程度主要表现为设计的完善程度、过程和数据包的固化程度和应用的支持程度.随苕产品成熟度等级的提升,产品在使用条件下的技术特性更明确、产

7、品固有质量可靠性更高、产品生产更稳定，型号应用的风险更小,因此,在型号中要尽可能选用成熟度等级高的产品。1.2 国外技术成熟度发展简述为了在型号项目过程中识别、跟踪并控制技术风险的主要改进，保障关健技术在转入系统研发和制造前是成熟的技术，美国国防部提出了技术成熟度等级(共9级)和制造成熟度等级(共10级)。在系统开发之前，首次发明或形成的新技术(含材料、部件、设备等),不适立即应用，只有在相关的或苕实际运行的环境中进行试验和脍证后，才能在系统或分系统上应用，于是技术成熟度等级(TechnologyReadinesslevel.TRL）的概念由此产生.技术成熟度等级（TRL）最早由NASA在20

8、世纪80年代提出开始分为7级以后扩展为9级。1995年4月6日，NASA的JohnC.Mankins撰写了技术准备等级白皮书，讨论了对'TRL的应用，并提出了每级'FRL的说明.1999年，美国联邦审计办公室（GA。）发表报告：有关研制项目所承受的风险较大，建议国防部采用'FRL技术.2001年，美国国防部（DoD）开始采纳'FRL,并颁发筌标指南草案以及评估手册，应用于所有重要采办计划中.2002年4月5日，美国颁布了DOD5000.2.R文件，该文件规定了技术成熟度等级由低向高划分为9个层次。在2003年美国国防部颁布的国防采办管理框架和2008年颁布的国防

9、采办管理系统中都强调了只有成熟的技术才能应用于具体的正式采办工作中，强制性要求里程碑B和里程碑c的评市必须包括技术成熟度评估的内容，2008版国防采办指南将初步设计评审提前至技术开发阶段，旨在强调在技术开发阶段力争解决所有的技术问题，并强制性要求开展技术成熟度评估工作。如图1.1所示。用户需求和技术机遇B项目启动美国国防采办管理框架2003用户需求技术机遇和资源初始运行能力最终运行能力/B项目启动美国国防部采办管理系2008原材料决策分析原材料研发决策技术研发）初始设计评审工程和生产研发初始设计评估关键设计评估生产和部署）批量生产决策评宙使用和保障方案改进方案决策技术研发系统研制与验证J设计准

10、备评宙生产和部署批量生产决策评审使用和保质C、初始运行能力展终运行能力/A美国国防部系统采办框架图1.1荚国国防部系统采办框架2003年,美国国防部颁布了技术成熟度等级评估手册，将技术成熟度等级划分为9级，如表1.13所示.通过设定技术成熟程度等级,可以对与技术TT关的概念、技术状态、经演示脸证的技术能力等内容进行评估，从而有效的把握技术状态、控制技术风险。2005年3月，美国国防部乂对本手册进行了修订。表1一1美国国防部技术成熟度等级定义里程碑TRL描述里程碑A1基本原理被发现和报告2技术概念和用途被阐明3关健功能和特性的概念验证里程碑B4实验窗环堵下的部件和试脸模型验证5相关环墙下的部件和

11、试马令模犁验证6相关环境下的系统/子系统模型或原型机验证里程碑C7模拟作战环境下的原型机验证大规模生产8系统完成技术试验和验证初始&完全作战能力9系统完成使用验证航天盟（或航天系统）通常由若干个分系统、上百个部件（设备、单机）所组成。航天器系统的技术成熟度是由其所有部件的技术成熟度的综合结果。设：第i个部件的技术成熟度为TRLp则航天罂的技术成熟度TRL5可由下列公式表示nTRk=W；TRLji=l式中W,是第i个部件的技术成熟度的权而，n是构成航天器的部件总数。版者武器装招研制项目规模与要求的不断提高，大量项目因为在研制阶段缺乏应仃的制造知识辆助决策而选成进度拖延、质量下降与费用超支

12、等情况,因此，有必耍对武器装备研制项目进行专门的制造风险评估.通过制造风险评估，可以识别出武器装备研制项目存在的风险以及这些风险将给武器装备研制带来的可能影响.根据过估结果可以选择相应的防范措施.通过立施改进措施.rr效地降低风险或避免风险.保证武器装备研制项目顺利完成.2001年美国三军联合制造技术委员会基于技术成熟度提出制造成热度评价模型。2007年，美军正式在项目采办管理中引入并应用制造成熟度.作为一个新工具,用于确定武器装备研制过程中制造技术是否成熟，以及技术转化过程中是否存在风险,从而管理并控制武器系统生产，使其在质量和数量上实现最佳化，即最大限度提高武器系统质录、降低成木和缩短生产

13、周期,满足作战任务需求.制造成熟度是对技术成熟度概念的拓展,主要用弥补技术成熟度难以评估装备生产系统的经济有效性这一不足.和技术成熟度等级划分一样,制造成效度提供了系统的标准和衡量方法，用于评定特定阶段制造技术的成熟度，并允许不同类型技术之间进行一致的成熟度比较.2009年5月，美国国防部颁布了制造成熟度评估手册，该手册将制造成熟度划分为1O级，通过设定制造成熟程度等级，用于控制和跟踪关健技术在转入制造过程前技术是成熟的.如表1.2、图1.2所示.表1.2荚国国防部制造成熟度等级定义MRL描述1生产可行性已评估2生产方案已定义3生产方案己确定4在实验室环境条件下的技术生产能力验证5在相关生产条

14、件下部件模型的生产能力睑证6在相关生产条件下系统、分系统的生产能力验证一在有代表性的生产环境条件下系统、分系统、部件的生产能力验证8具饴小批量的生产能力9小批量的生产己脸证，具备大批量的生产的能力10大批量的生产能力验证制造成热度确定生产概念基础研究高级研究高级技术研发确定生产可行性偷定生产坏节确定关键环节启动生产能力生产环节形成持续进行生产能力由a确定生产中的费用因素生产环节在相关环境下论证费用因素分析确定长期项目设备在相关环境下检脸生产环节改进进行生产能力提升贸易研究适合的供应链管理环节成熟度论证各要素为小批量生产做准备生产环节证明供应链为小批量牛产做准备制造环节的目标是质量成本和经营业绩

15、供应链建立并面对长期项目适合的精益生产6西格玛生产实现或超过成本和性能目标考虑因素图L2美国国防部制造成熟度模型a前,美国国防部技术成熟度和制造成熟度的评估工作都是按照系统采办的框架流程开展实施，如图1.3所示.国外对许多军用和民用项目实施技术成熟度评估。例如美国航空航天局对航天工程项目实施技术准备度评估.1975年，通用动力公司首次将技术准备度评估应用于NASA的航天飞机研究.1976年应用于木星探测项目.1977年又应用于评估NASA的太阳帆项目。在NASA的系统工程手册以及一系列的程序要求文件中都明确要求开展技术准备度评估、规定了各阶段应达到的技术准备度等级，开展技术准茁度评估，评估关键

16、技术的现ff水平与预期水平之间的差距,并制定关健技术的预期成熟度等级，在初步设计与技术完成阶段，完成关键技术的开发以及验证活动,并提交技术准备度评估报告。C初始运行能力最终运行能力原材料决策分析，原材料研发决策技术研发工程和生产制造研发a快速关键设计评亩的评估生产和部署3批量生产决曲平市使用和维护TRLsl-3关犍功能的试脸与验证或方案1地的胎证TRL-4实胎室环境条件下的部件和模型的弱证TRL-5在相关环境条件下的部件和模型的资证TRL-6在相关环境条件下的系统和分系统模型的蛉证TRL-7在使用环境条件下的系统聆证TRL-8直实系优己完成，并通过测试与监证TRL-9通过多次成功任务执行,证实

17、真实系统飞行可靠数据来源：技术成熟度等级手册2005年3月MRLsl-3生产可行性已函X方案已编定MRLY生产技术能力和生户风险在实胎室环境条件下已确认MRL-5在相关生产条件下部件模型的生产能力避证MRL-6在相关生产条件下系版分系货的生产能力聆证MRL7在有代表性的生产环境条件下系统.分系统.部件的生户能力聆证MRL-8具有小批星的生产能力MRL-9小批量生产已已证.具备大批量生产能力MRL-1O大批量生产能力聆证数据来源：制造成熟度等报手册2009年5月图美国国防部系统采办决程对于技术成氯度和制造成熟度的等圾划分图1-3美国国防部系统采办流程对于技术成熟度和制造成熟度的划分美国联邦审计办

18、公室对采办项目中开展技术准备度评估。1999年，荚国联邦审计办公室发表了报告，认为国防部在选用技术时其技术准备度较低，有关研制项目所承受的风险较大，建议国防部采用TRL.2003年开蛤,对美国国防部主要武器采办项目实施I'RA.当年评估了26个国防项目。此后实施TRA的国防项目逐年增长，2008年己增至72个.2005年3月，联邦审计办公室(GA0)向国会提交的报告中，运用技术准符度评估方法等对F/A22“猛禽”K机、联合作战飞机(JSF)的研制及B22飞机雷达现代化改造(B22RMP)等54个重点武器系统项目的工程研制进展情况进行了评估。评估结果是多数项在关键节点的技术准符度、产品设

19、计稳定性以及产品工艺成熟程度比较低，影响到项目的进度，采用成熟技术作为开端的项目，成本增加和进度延迟平均为9%和7个月，而在项目开始时采用不成熟技术造成成本增加和进度延迟平均为41%和13个月，闪此技术的不成熟对项目研制带来极大的风险。欧空局对在研项目管理中积极开展技术准备度评估，在2007年相关资料中，将项目按照性质划分类别。2001年7月.英国国防部出版了采办项目的技术准备度等级指南。随后，许多项目小组开始在项目中应用并评估TRL，由于'rRL对改进项目管理和M少项目延迟起到了重要作用,英国国防部也已在其项目采办过程中广泛开展技术准备度评估。制造成熟度是美国航天系统研制中新近采用的

20、一种省悭工具，其特点在于从两个方面确定了航天产品生产的评价准则：一是对产品生产环境的评价与度量；二是区分产品生产数量和规模，并采用不同的评价方法.目前，以美国为首的航天发达国家在完善航天系统采办程序、深化技术成熟度模型、引入制造成熟度模型的基础上，也进一步加大了两者与其他管理手段的结合。技术成熟度与制造成熟度的优点与不足技术成熟度和制造成熟度的提出，是航天系统管理的重要成果,具有重要的现实指导意义。其优点在于三个方面：一是提供了一种推动航天系统成熟的理念,将设计、生产均作为一个独立的要素进行评价，级别的描述和度量较为清楚，级别之间的转变标志明确，便于分别进行操作和应用.二是关注系统研制的持填改

21、迸,从用户和系统最终应用的角度考察技术、制造的准备程度，推动了持续改进机制的运行完善.三是为产品系列化和准流水线建设奠定了基础，有利于按照系列化思想规划产品发展和落实航天产品生产线要求.技术成熟度和制造成熟度的不足也比较明显。主要是：一是技术成熟度的度量和评估史多地关注产品外在的完备性，未充分考虑产品的内在特性，如何从产品内在特性提升成熟度还没有找到可行的方法.二是制造成熟度电多地强调航天产品如何满足小批量和大批量生产制造的要求，对于在小子仔条件下如何提高产品成熟程度没有涉及，对于要实项"一次成切'没有指导性。两者最大的不足在于：格航天产品的设计和制造相割缨，没有把握住航天产

22、品设计、制造紧密结合、集成开发的系统特点，悭论上具有一定片面性同时，对于产品内在成熟规律和路径研究不够，不能从根本上提供航天产品小子样、快速成熟的理轮支撑和方法支撑.3航天产品成熟度的发展2004年,航天企业集团开始实施产品工程工作。在产品工程开展初期，引入了产品成熟度概念，并在2007年发布了研究院的产品成熟度标准，将航天产品的成熟度等级划分为5个等级，分别为预研产品（成熟度为1级）、工程产品（成熟度为2级）、飞行产品（成熟度为3级）、成熟产品（成熟度为4级）、定型产品（成熟度为5级）。2008年，航天企业集团发布的卫星公用平台型谱、空间单机型谱简表和运栽火箭单机产品型谱简表，均标注了不同产

23、品的成熟度等级.2009年,在研究院标准应用深化的基础匕航天企业集团发布标准航天单机产品成熟度定级规定，对航天单机产品成熟度等级进行了定义,不但有助于明确产品状态、提升产品成熟度，而口对质量、可靠性平稳发展有促进作用,是支持并推动航天型谱建设和型谱产品应用不可缺少的重要基础工作。航天单机产品成熟度定级规定将航天单机产品成熟度划分为8个等级,分别是原理样机产品（成熟度1级）、工程样机产品（成熟度2级）、飞行产品（成熟度3级）、一次飞行考核产品（成熟度4级）、多次飞行考核产品（成热度5级）、三级定型产品（成熟度6级）、二级定型产品（成熟度7级）、一级定型产品（成熟度8级1.4产品成熟度评定的目的和

24、苴义1）开展产品成熟度评定的目的1）依据产品研制和应用情况,给出航天单机产品成熟度等级的评定标准，按照一定的规则确定航天单机对应的产品成熟度等级并进行持续动态更新.2）规范航天单机产品成熟度等级评定的方法,作为航天型号研制过程中进行产品选型的重要参考依据，以支持产品成熟度定级工作，并为后续产品成熟度等级提升提供指导.2）开展产品成熟度评定的意义产品成熟度的评定是航天企业集团开展实施航天产品工程工作实践经验的科学总结，实施产品成熟度的评定，推动产品成效度等级评定工作在工程研制中的应用发挥具有重要的意义.概括起来主要有以下几个方面：（1）有利于统一产品成熟度的评定，并促迸专业产品质量与可靠性的提升

25、从航天产品研制方面，产品成熟度的提出为规范产品成熟度定级评定工作提供了依据.同时，在关键通用产品专业化研发模式F.本标准以系统化、规范化的方式.引导产品按照型谱开展研发、成熟度培育、定型、生产、应用、改进、更新换代等工作.使产品的质量与可靠性水平逐步提升并日益稳定，实现产品的有序发展。（2）有利于提高产品的可应用程度，为航天型号选用提供依据从航天型号研制方面，航天单机产品成熟度是航天型号研制中进行单机选型的重要参芳.开展航天单机产品成熟度定级，将为航天型号选型提供依据.支持并大力推动型号研制采用定型产品，引导航天型号研制逐步走向采购制，实现航天型号快速的集成创新。（3）有利于细化专业产品研发和

26、培育过程的各项工程活动,促进航天产品精班化质量管理要求的落实从产品质量管理方面,通过开展产品成熟度等级评定工作,有助规范产品设计、工艺、试验验证和过程控制等各个方面的工作.rr利于实现航天产品精细化质量管理要求，不断提升产品的整体质量和稳定性。（4）有利于推动航天产品工程工作，为相关配套标准的嫔制奠定了基础从航天产品体系建设方面，产品成熟度作为航天产品技术攻关、工程研制、成熟度培育、状态固化、更新换代等工作的基本依据之一.为其他相关标准的制定和实施更定了基础.2航天产品成熟度模型产品成熟度等级划分充分考虑了现阶段我国航天产品的研制流程和工作特点，同时兼顾当前航天产品工程工作的总体思路和匚程可操

27、作性,按照8个成熟度等级开展产品研发、成熟度培育和定型、组批生产、应用改进、更新换代等工作,为型号选用产品提供了权衡比较的基本依据，从而为航天产品工程成果的有效应用发挥重要作用。.1产品院熟度概念模型经过研究，面向产品生命周期内成熟度进阶的专业化发屐活动的基本模式如图14所示。图1.4产品生命周期内的成熟度进阶模型图在此模型下，产品依据型谱规划的规格序列，研发人员按照原理样机研制、工程样机研制、飞行产品研制三个子阶段组织实施关键通用产品的研发活动.这三个子阶段的主要匚作内容类似于目前型号产品研制中的方案、初样和正/试样阶段，在此阶段清晰地表征产品研发工作的进展和产品的完品程度，产品成熟度等级分

28、别规定了原理样机产品（1级）、工程样机产品（2级）、飞行产品（3级）等3个等级.产品成熟度达到3级,标志着产品已基本完成了地而的研制和险证活动，可以参与飞行任务,实施E行验证。产品完成地面研制和验证,投入实际型8任务，开展飞行考核验证，并根据飞行验证结果实施产品改进与数据包完善，不断提升产品质尿、可毒性和可应用程度,为形成比睦能优良、可靠性高、适应性强、演量稳定、经济性好”的货架产品创造条件。在本阶段，产品成熟度依据飞行考核的程度，划分为两个等级：一次飞行考核产品（4级）、多次飞行考核产品（5级）。产品成熟度达到5级，标志着产品已经过至少3次成功飞行试验考核。产品完成多次飞行考核后，依据产品定

29、型准则和相关规范，对产品实施全方位考核、验证，并最终由定型主管机构实施产品定型的审查和批准活动.产品完成定生标志着产品已经过全面的考核和验证证明符分规定要求，具备作为“货架产品''提供型号选用和采购的条件。产品定型并不意味着产品改进完善活动的终止.在定型产品的应用过程中.各种薄弱环节和缺陷仍然有可能展露出来。为支持定型产品的改进完善，在此阶段设置了三个产品成熟度等级,以标识定型产品的持续改进过程。这三个产品成熟度等级分别是三级定型产品（6级）、二级定型产品（7级）、一级定型产品（8级）。产品成熟度定级一般要求1）航天单机产品成熟度定级之前，产品必须有明确的技术状态.只有当产品有

30、一个相对固定的技术状态.才能开展成熟度等级评定工作。在开展产品成熟度评定之前,必须由相应的成熟度定级主管部门对拟定级产品的技术状态进行确认：并在完成产品成熟度评定之后，向化其技术状态，作为该产品现有成效度等级的技术状态O对于己完成成熟度定级的产品,节发生技术状态更改时,应根据更改和验证的情况,重新评定产品的成效度等级。A度代替单机的产品成2）应将航天单机作为一个整体考虑其产品成熟度，避免以其组成部分的产品,熟度。通常产品由若干个部组件组成，每个部组件具有不同的产品成熟度，但是部组件的产品成熟度不能等同于单.机产品成熟度。例如部组件按本标准可能均达到5级或6级的产品成熟度.但由其组成的单机不能直

31、接评定为5级或6级.产品成熟度等级划分的定义航天单机产品按照产品生命周期内成熟度进阶,将产品成熟度等级名称划分为原理样机产品、工程样机产品、飞行产品、一次飞行考核产品、多次飞行考核产品、三级定型产品、二级定型产品、一级定型产品等8个级别，如下表1一3所示。3航天单机产品成熟度等级划分的定义产品成熟度产品成效度等级名称定义1级原理样机产品已完成预先研究或技术攻关阶段的相关研制工作，但尚未按飞行条件进行地而考核，达到1级定级条件的产品.2级工程样机产品在原理样机产晶的基础匕按飞行条件进行地面考核，功能、性能满足要求，达到2级定级条件，但不可用于飞行的产品。3级飞行产品在工程样机产品的基础上，经系统

32、测试和地面验证，达到3级定级条件，可以用于飞行的产品。4级一次飞行考核产品在飞行产品的基础上，经过1次实际飞行考核，证明满足飞行应用要求,达到4级定级条件的产品。5级多次飞行考核产品在一次匕行号核产晶的基础上，乂经过2次以上实际飞行考核，并完成全寿命考核，证明满足飞行应用要求，达到5级定级条件的产品.6级三级定型产品在多次飞行考核产品的基础上，完成相关工作，达到6级定级条件的产品.7级二级定型产品在三级定型产品的基础匕经小批量生产验证，可以重复稳定生产.达到7级定级条件的产品。8级一级定型产品在二级定型产品的基础上，经过可靠性增长，证明其具有较高可靠性水平，达到8级定级条件的产品.产品成熟度与

33、技术成熟度的关系在航天企业集团集团实施航天产品体系建设的工作背景上结合当前航天产品体系建设的工作要求和后续航天单机产品成熟度培育的需要，在对TT关技术成熟度内容研究和学习的基础上，对比技术成熟度9级标准，产品成熟度与技术成熟度的区别主要体现在以下几个方而：I）英文原文术语不同目前中文“成熟度”一词对应的英文术语单词有两个atmty和readiness。目前国内常见的“技术成熟度”9级标准中，“成熟度”对应的英文单词是readiness,本标准术语”产品成熟度”中成熟度对应的英文单词是maturity。从英文术语上，两界并不相同。2）度量的对象不同目前国内常见的“技术成熟度9级标准，丸成熟度度量

34、的对象是项目中的关键技术元素（CTE）.所谓关键技术元素是指系统的垂要组成部分中采用了新方法、新技术、新应用或新工作方式的那些技术元素产品成熟度，其度量对象的可支持多型号项目选用的航天关健通用单机产品.产品成熟度评价与特定规格的实物产品保持唯一对应关系。3）内涵和应用范畴不同目前技术成熟度9级标准主要应用丁政府采办项目，用丁在某一具体项目过程中识别并控制技术风险的主要改进,产品成熟度，是在航天产品工程背景下，以推动关键通用产品的专业化研发和培育，实现产品持续完善和优选供应为目标，依据产品的设计、生产、试验和应用情况，度量产品质量与可靠性以及可应用程度的特征参数.关键通用产品成熟度,是针对技术状

35、态明确的特定规格产品，根据其在所有项目中的研制、应用情况，实施度量的，也将在产品从“规划研制”到“退役淘汰”的仝部生命周期内逐级变化的。闪此，产品成熟度不单纯依赖某个型号项目研制进展.4）应用的有效期不同航天单机产品成熟度定级规定定义的产品成熟度.应用于产品从初始研发到最终淘汰退役的整个生命周期，表征r专业化产品在研发、培育、应用、更新换代等过程中持续完善和发展的状态和程度。而技术成熟度和制造成熟度，应用于单个研制合同项目的实施周期，表征了项目过程中，关键技术元素从原理研究到最终实现项目任务要求的进展程度.5）实跑的目的作用不同航天单机产品成熟度定级规定定义的产品成熟度,标志了关键通用产品专业

36、化发展的基本步骤，是引导产品研制、支持型号选用权衡、促进产品精细化管理的重要工具。而技术成熟度和生产成熟度通过表征关键技术元素研发的进展程度，为项目风险评估提供支持，是辅助实施项目风险管理的重要工具.6）产品成熟度与技术成熟度的对应关系尽管技术成熟度和产品成熟度在术语、对象、内涵和应用范畸方面存在显著差异，但从评价标准的内容方面，产品成熟度和技术成熟度之间存在一定联系,如表14所示。表1.4技术成熟度与产品成熟度的对照关系技术成熟度等级一来源：美国国防部采办指南产品成熟度等级等级定义描述等级定义定级要点1发现或报道的基本原理这是技术成熟度最低的TRL。在达到TRL1的过程中，科学研究开始转移到

37、应用研究与开发.范例可能包括技术基本性旗的纸面研究。2已确定技术方案和/或应用创新活动开始。通过基本原理，提出实际应用设想，但没有证据或不详细的分析来支持这一应用设想。仍然局限于纸面研究已完成预先研究或技3关键功能已作分析与实脸，和/或方案特性已验证在达到TRL3的过程中，开始进行积极的研究与开发(R&D),包括分析研究与实验室研究，来对技术的各元素所作的分析预测做物理验证.范例包括对尚未组装的部件做分析与实验：如对以液氢作为推进剂的推进方案来说，在实验室中氢的状态、温度、乐力达到实现方案所需的数据时，此技术就达到了TRL3o1术攻关阶段的相关研制工作，但尚未按飞行条件进行地面考核.达

38、到1级定级条件的产品.明确规格技术要求，完成原理样机，通过试验验证.4在实验室环境中确认了部件和/或实股模型TT效。进行了基本部件集成在达到TRLI的过程中,必须集成技术的基本元素，作样机性的运行与测试，以确定这些元素集成后能工作，并且部件/分系统和/或模型的性能达到实现方案所需的水平。与最终的系统相比，此过程的保真度还是较低的.范例包括在实脸室中确认集成的特定硬件有效。2在原理样机产品的基础上，按飞行条件进行地面考核，功能、性能满足要求达到2级定级条件，但不可用于飞行的产品.完成工程产品，通过鉴定试脸(初样产品)5在模拟实际使用的环境中确认了部件和/或实险模型TT效在达到TRL5的过程中，所

39、试部件和/或实脸模型的保真.度必须是显著增高的：基本的技术元素要同相当现实的保障要素集成在一起，使得所有应用情况的一部件级、分系统级或系统级的一测成，能在模拟实际使用的环境中进行，并同目标环境与接口相一致.此过程的验证可能包括1种或多种新技术。范例包括在模拟现实的实验室中确认集成的部件TT效.3在工程样机产品的基础匕经系统测试和地面验证,达到3级定级条件，可以用,飞行的产品.地面验证满足要求，可交付飞行的工程产品（正样产品）6在模拟实际使用的环境中验证了系统/分系统的模型或原型机比TRL5更加完善的典型系统模型或原型，通过了模拟环境测试。这是睑证技术成熟度的主要步骤，它们的保真度要远超过验证T

40、RL5所用的实验模型。范例包括在高保真度实验室环境或模拟的使用环境中测试原型机.L在使用环境中脸证了系统原型机.系统原型接近实际系统，在实际运行环境下进行实际系统原型的演示脸证.这是达到TRL6后的主要步骤,要求在使用环境中，大部分功能己可作脸证或测试，并且原型机己同横向系统和辅助系统很好地集成在一起了.在此步中，可形成有限的技术资料。范例包括在测试用飞机上、运载器上或空间测试原型机。4在飞行产品的基础上，经过1次实际飞行考核,证明满足飞行应用要求，达到4级定级条件的产品。通过飞行考核的产品8真实系统已完成,并己通过测试与验证，作了试飞鉴定最终形式的技木已在预期条件下证明可行，达到了TRL8.

41、在几乎所有情况下，技术达到了TRL8,就代表其正式的“系统研制”的结束。范例包括对安装在武器系统中的新系统作研制试验与评价，以确定它是否符合设计规范。5在一次飞行考核产品的基础上，又经过2次以上实际飞行考际飞行号核，并完成全寿命考核，证明满足飞行应用要求，达到5级定级条件的产品。6在多次飞行考核产品的基础上，完成相关工作，达到6级定级条件的产品.设计定型9通过多次成最终形式的技术在任务条件一诸如在使用试验与评价中功的任务执行,证明真实系统飞行可靠。所承受的条件一下真实应用成功。范例包括在使用任务条件下应用系统：如在使用任务控制中，真实使用新的人工智能技术。TRL9不涉及已计划的系统改进。7在三

42、级定型产品的基础上，经小批量生产验证,可以重豆稳定生产.达到7级定级条件的产品。多次飞行和小批量试生产，证明符合要求108在二级定型产品的基础上,经过可靠性增长,证明其具有较高可莫性水平.达到8级定级条件的产品.达到高可靠要求2.5产品成熟度与产品数据包的关系1）原则航天单机产茄成熟度定级要以产品数据包为主线。2）数据包的内涵在工程应用中，产品数据包实际上就是依据产晶特点、按照产品研制技术流程、在产品研制的不同阶段形成的全套技术文件和记录的集合，一般包括产品研制全过程中用于产品设计、工艺和过程控制等活动涉及的全部技术文档。3）数据包的分类的数据项，通常以记录、报告等形式存在。工程应用中最为典型

43、的产品数据包.是用于证实产品质疑与可毒性满足规定要求，支持对产品进行评价和验收的各数据项目的集合，即产品交付数据包.其核心数据上要包括：产品基岫数据,王要包拈构成产品的原材料、元器件、成品件笠基础材料的相关信息：产品关键特性数据，主要包括产品设计关键特性、工艺关键特性和过程控制关键特性的相关信息；产品功能性能数据,主要包括反映产品最终状态的功能性能的相关信息。4）数据包的关键产品关键特性数据是证实和评价产品质量与可匏性的关键信息，也是产品数据包的核心内容。产品数据包中提出的产品关键特性包括“设计关键特性”、“工艺关键特性”和“过程控制关键特性"三部分.产品设计关键特性是产品设计过程中

44、对产品最终质量与可靠性有决定性影响的特性；产品工艺关键特性是产茄工艺设计过程中对产品坡终质量与可靠性有决定性影响的特性，要围绕产品设计关键特性的工艺实现确定：产品过程控制关键特性是产品在生产过程控制中时产品坡终侦法与可靠性有决定性影响的特性，要用境产品设计关健特性和工艺关键特性的生产实现确定。产品三类关犍特性要围绕产品设计、工艺、过程控制三个环节,通过辨识、分析可能存在的风险因素,并比较各风险因素的危害程度和不确定性的基础h.分别予以确定。5）数据包的作用产品数据包既是产品质量与可靠性特性要求形成过程的客观记录和产品实现过程质吊:与可常性特性状态的客观证实,乂是实施过程捽制、开展岐量改进、产品交付验收的重要依据。6）产品成熟度与产品数据包的对应关系数据包的完备程度是产品成熟度的重要标志.产品可申复生产性（设计文件和图纸的完整性、工艺生产文件和图纸的细化量化程度、配套物资的核定程度）、生产过程受控程度（产品保证过程文件的完整性）、质战与可奈性量化和可控程度（可毒性设计与唳证完整性、试验次数）等产品成熟度的关键特征，都是数据包的重要内容，如表1.5所示。表1-5产品成熟度与产品数据包的对应关系产品成熟度等级产品名称产品数据包与产品成熟度的对应关系1级原理样机产品产品数据包中包含了功能、性能参数指标要求：初步识别了产