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技术成熟度评估方法及其在水下战装备上的应用

发布时间:2022-09-15 17:03:09 来源:欧宝全站官网 作者:欧宝全站app下载

  ( 海军装备研究院 , 北京 100073) 摘 要 :为了有效降低装备研制的技术风险 , 技术成熟度评估一直是装备采办中令 人关注的问 题 , 它提供 了一种解释 特定技术成熟度的客观方法 , 其目的是 简明扼要地表达了特定技术的开发状态和技术风险 。 本文介绍和分 析了国外装 备技术成熟度的分级 、 对应的 研发阶段以及已经应用的评估方法 , 分别从武器装备采办 、 UUV、 声纳 、 鱼 雷以及潜艇 作战系统五方面给出 了技术成熟度在水下战装备领域中的应用示例 , 并讨论了有关的应用问题 。 关键词 :技术成熟度 ;装备采办 ;水中兵器 中图分类号 :T J67; E257文献标识码 :A文章编号 :16731948

  武器装备研制过程中 , 对技术成熟度的评估 常常是一项较为困难的工作 , 长期以来没有规范 的评估方法 , 在缺乏客观评价标准的情况下 , 技术 成熟度评估时往往容易受到部门利益或个人偏见 的影响 , 含糊的评语导致决策信息不足 , 为以后的 研制工作埋下隐患 。 对技术风险估计不足 , 往往 对军工产品最后的定型状态 、成本和进度等造成 重大影响 。 为更有效地降低装备研制的技术风险 , 从预 研阶段就应开始对关键技术的成熟度进行评估 , 这有助于对预研工作进行合理的规划 、 计划和控

  制 , 促进预研成果的不断深化和向装备的转化 , 避 免技术脱 节和资源浪费 。 技术成熟度的 客观评 估 , 对体现技术集成的演示验证也有十分明显的 意义 。 目前在国内缺乏基础的情况下可借鉴美军 方广泛采用的技术成熟度评估方法 , 即 “技术成 熟度水平 ” (TRL— — — Technology Readiness Leve ls) 框架 。 TRL 是一组分为 9 级的 、 仔细定义其技术 成熟度水平的系统指标 。 它提供了一种解释特定 技术成熟度的客观方法 , 目的是帮助简要而清晰 地表达开发状态和技术风险 。 对特定技术而言 , 具体的 TRL值 有多种选择 , 但只要正确运 用 , 就 能取代含糊的表达 。 例如 : 在新型鱼雷方案论证

  作者简介 : 钱 东 (1958 - ), 男 , 高级工程师 , 硕士 , 长期从事鱼雷武器系统总体技术研究 .

  过程中 , 要考虑是否采用某种新型自导技术 , 军方 想大致了解这一技术接近产品的程度 。 如果研制 方仅仅用 “没有大的技术风险 ”、“相当成熟 ”、“非 常接近产品 ”等语言来表达 , 就显得非常含糊 , 用 户很难形成清晰的概念 。 另一方面 , 如果深入到 技术细节 , 将需要耗费许多工作 , 并且可能由于交 流的问题 , 超出双方的表达和理解能力 。 但如果 说 , 这项技术正处于 “ TRL6”, 这就归纳了该技术 目前的状态 , 这正是军方决策者所想要知道的 。

  理机理上对各独立技术 要素的理论预测 进行验 证 。 这一阶段包括将技术置于合适的应用背景中 的分析研究以及验证理论预测的正确性的实验室 研究 。 这些研究应包含对 TRL2 中所形成的应用 概念的验证 , 或从物理机理上验证各独立技术要 素的理论预测 。 例如 : 一种高能密度物质的推进 系统可能依赖于超冷的氧作为推进剂 , 如果在实 验室中获得了液体的温度 / 压力关系 , 就验证了概 念 , 即达到了 TRL3 。 再如 : 通过在实验室的工作 得到一个实验过程 。 仍未集成的和只表现出有限 性能的部件等 , 都是达到 TRL3 的标志 。 (4)TRL4 指完成了实验室环境下的 元部件 和 或 / 实验样件 (breadboard ) 的验证 。 将基 本的 技术部件集成 在一起 , 构成能联合工 作的组件 。 设计的验证装置应支持早先形成的概念 , 而且应 符合潜在 系统应用的需求 。 相对于实际 系统而 言 , 这种验证的可信度相对较低 , 它既可能是在实 验室中集成的硬件 , 也可能是实验室中的软件构 成的系统 。 例如 , 在某类载体控制系统中采用新 的模糊逻辑算法 , 要达到 TRL4, 就必须进行如下 验证 : 在控制实验室中用模拟的载体输入测试算 法 , 验证前级部件 ( 如光纤陀螺 ) 等 。 为项目立项 而进行的演示系统一般达到了 TRL4。 (5)TRL5 指完成了相关环境下的元部件和 / 或实验样件的验证 。 实验模型技术可信度明显增 大 。 基本技术要素与真实的支持要素合理地集成 在一起 , 使其可在模拟环境下试验 。 例 : “高可信 度 ”的实验室部件 。 在演示验 证中 , 可能 包含一 项或多项新技术 , 例如 : 一种具有高效率的新型太 阳能电池材料 , 在这一阶段要制成实际的太阳能 电池阵 , 它集成了供电系统 、 支撑结构等 , 并在热 真空室内借助于太阳能模拟装置进行试验 。 软件 开发中的 “α 测试 ”相当于 TRL5。 (6)TRL6 指完成了相关环境下的系统 分 / 系 统模型或原型的演示验证 。 这一阶段代表了验证 技术成熟度的一个主要步骤 。 在 TRL6 阶段 , 一 个代表性的模型或原型系统将在近似应用环境下 ( 模拟空中 、水下 、 地面环境 ) 试验 , 该被试系统已 经远远不是简单的用接插件在实验板上连接分离 元器件的模型 。 演示验证可能代表了一种未来实 际系统的应用 , 也可能是采用同样技术的类似应 用 。 在这一阶段 , 几项或多项新技术可能集成在

  1 . 1TRL的定义及说明 TRL的定义及表述有多种不同形式 , 但大同 小异 , 基本上都是在美国国家宇航局开发的 TRL 版本上经过少量 修改形成的 。 后来 TRL 框架被 美国 国防部 采用 , 并正 式编入 国防部 采办 指令 DoD 5000 . 2R 的附录 6 中 。 从应用的广泛性和权 威性角度考虑 , 这里直接引用 DoD 5000 . 2R 中的 “标准 ”定义

  带来理解上的差异时可参见原文 。 下面从系统角度给出各级技术成熟度及其定 义 , 它既适用于硬件 , 也适用于软件 。 对于软件 , 也可另外设计更详细的表述 。 同时 , 从实际应用 角度考虑还需对各级别进行具体解释和说明 。 (1) TRL1 指基 本原 理已被 观察到 , 并 已报 告 。 这是最低级的成熟度水平 , 在这一水平上 , 科 学研究开始转向应用研究和开发 , 例 : 新型光纤的 抗拉强度与温度的关系 。 这一级水平代表了纯粹 的研究 , 一般局限于技术基本性质的纸面研究 , 甚 至没有提出真正的具体技术问题 , 如 : 可能仅仅研 究材料的基本特性 , 或仅仅研 究 “新一代 武器应 干些什么 ”。 (2)TRL2 指技术概念和 或 / 应用概念已经形 成 。 发明开始 , 一旦观察到基本原理 , 则在下一个 成熟度水平就应发明或确 定这些特性的 实际应 用 。 如 , 定义的超导临界温度 、观察特性 、研究新 材料的潜在应用 。 应用仍然是推测的 , 还没有实 验证明或详细分析来支持假设 。 在这一级水平上 该阶段一般仍然局限于纸面分析研究 。 (3)TRL3 指完成了通过理论分析和 实验分 析所进行的关键功能和 或 / 特性的概念证明 。 启 动主动研发 , 包括分析研究和实验室研究 。 从物

  一起进行演示验证 。 例如 : 用液体微滴和合成材 料新技术制成的一种耐高温 低 / 质量的发射天线 阶段 , 用于航天飞机或 国际空间站的系 统的缩比模型 , 要经过实际飞行试验 。 该例中 , 合 理的空间是 “相关 ”的环境 , 微重力 、 真空 、 热环境 效应等因素将决定系统的成败 , 这也是在空间中 验证技术的唯一方法 。 这一阶段任何模型或原型都已经不再是 “草 率和粗糙 ”的了 。 这时 , 应尽量在真实环 境下试 验 , 也可在高可信度的实验室环境 、 或模拟使用环 境下对原型进行试验 。 软 件开发中的 “ β 测试 ” 相当于 TRL6。并非所有的技术都要经过 TRL6 验 证 。 是否要进行 TRL6 级的验证试验 , 取决于开 发者的技术管理信心 , 而不是实际技术需求 。 对 于复杂系统 , 或采用新技术多的系统 , 进行 TRL6 级的验证试验可以更有效地规避今后的风险 。 (7)TRL7 指系统原型在作战环境中 的演示 验证 。 原型接近或达到所预期的作战使用系统的 性能 。 TRL7 是 TRL6 之上的一个意义重 大的步 骤 , 它需要在实际应用环境中对一个实际系统原 型进行演示验证 , 并应有用户代表参加 。 这一阶 段原型已接近或达到预想的应用系统 , 原型的尺 度一般应与未来的实际系统相同或十分接近 。 同 TRL6一样 , 取得该阶段成熟度水平的驱动目的是 确保系统工程和开发管理的可信度 , 而不仅仅是 技术研发的目的 。 因此演示验证的对象必须是应 用的原型 。 并不是所有系统中的全部技术都要达 到这一水平 , TRL7 一般仅针对具有较高风险的关 键技术或分系统 。 典型例子是在外场试验结构化 的原型 , 如 : 在 UUV 试验床上测试原型 。 (8)TRL8 指完成实际系统 , 并通过试验和验 证 。 达到 TRL8 的标志是 , 通过试验与演示验证 , 完成实际系统研制工作 , 且功能合格 。 技术已被 证明可在预期的使用环境下以最终形式工作 , 例 : 新研系统嵌入预期武器系 统中的研制试 验与评 估 , 以确定它是否满足设计指标 。 根据定义 , 要应用于实际系统的技术都要通 过 TRL8。 几乎在所有情况下 , 对大多数技术要素 而言 , 这一级别代表了实际系统开发的结束 。 达 到 TRL8 的形式可以是研制试验和评估 , 以确定 系统是否满足设计指标 ; 也可以是将新技术集成 在一个现有系统中 ( 即加装或改装 ), 例如 : 在轨

  道上运行的哈勃望远镜上的计算机中装入和测试 新的控制算法 ; 或在作战训练中将新的控制算法 加载在水下系统的计算机中 , 并进行成功的测试 。 对于机载系统而言 , TRL8意味着完成实际系统并 取得 “飞行资 格 ”。 TRL8 表明 , 已经完 成了第 1 代产品 , 即 “基本型 ”。 (9)TRL9 指通过成功的任务执行 , 实际系统 完成验证 。 技术以最终形式在任务条件下得到实 际应用 。 例 : 作战试验与评估 。 例 : 在作战任务条 件下使用系统 。根据定义 , 一旦产品已被使用 , 就 达到了 TRL9。 实 际系 统的 所有 技术 都 应通 过 TRL9, 但这一级 TRL 不 包括任何 系统扩展 或升 级 。 TRL9可以认为是发现 “系统开发 ”中的缺陷 的最后一步 , 在大多数场合下 , 这是实际系统研制 中 “故障定位 ”的结束 。 对于航空产品来说 , TRL9 代表通过了成功的任务执行 , 实际系统完成 “飞 行验证 ”。 达到 TRL9 的典型标志是通过了由用 户主持的作战试验与评估 。 TRL9 可能包括将新 技术集成到现有系统中 , 如 : 在任务控制系统中嵌 入人工智能工 具 , 但这并不属于现役 系统改装 。 系统改装一般起步于前面的 TRL, 例如 : 飞机换装 新型发动机 、 为现有水下动力系统换装新型涡轮 机等并不起步于 TRL9, 这些 技术升级 将在 TRL 系统的某一合适的水平上启动 。 这一阶段的成本 一般小于 TRL8 的成本 。 1 . 2 TRL 对应的研发阶段 TRL为采办项目内技术成熟性提供了一种度 量和交流的结构化方法 。 这项技术是对其他项目 风险评估方法的补充 。 通过获得每项技术的成熟 度水平 , 可获得风险评估 。 因此可带动对技术风 险的管理工作 。 图 1 表征了 TRL所对应的不同研发阶段 , 反 映出随着 TRL 的提高 , 从 “纯研究 ”到 “纯开发 ” 的发展过程 。 粗略地说 , 1 ~ 3 级对 应于概 念开 发 , 在此以后的各级则表达设计应用 的成熟性 。 在概念开发情况下 , 第 1 级代表了基础研究 , 第 3 级是一个关键点 , 在这一级别 , 性能属性对实际应 用是关键的 。 根据定义 , 在这一阶段 , 应用概念还 没有详细研究 。 第 4、5 级之间的差别代表了从实 验室到 “真实世界 ”实验验证的转换 。 对于控制 系统部件 , TRL4 实验验证可能是由人工来激励部 件的响应 ( 表达一种部分虚拟的技术 )。 而在第 5

  级 , 被试部件的实验验证在全部技术参加实验的 环境下 进 行 ( 所 有 激 励 均 在 系 统 内 部 产 生 )。 TRL5可能表达了针对所需应用的技术或相关建 议 , 然而体试验验证可能并不能表现出总体性能 ( 即试验验证中的其他物理要素可能无法复现预 期应用的情形 )。 在 TRL5 以上 , 原型或模型 ( 形 式和功能的代表 ) 的实验验证将越来越接近生产 级项目 (TRL8)。 到 TRL9, 将完 成对全部缺陷的 定位 , 这时将可投入使用 。

  技术成熟 度水平 TRL1 TRL2 TRL3 TRL4 TRL5 TRL6 TRL7 TRL8 TRL9 研发阶段 基 础研究 。 例 : 研究报告 、论文 概 念研究 。 例 : 研究报告 应用分析与 实验室研究 。 例 : 某种减 阻材料 的 实验室实验结果 ; 未集成的实验室 元部件 或 功能不完整的元部件 。 实 验室原理样 机 。 例 : 用 实验 板搭 的电 路 、 实 验室中的软件系统 。 完整的实验 室样机 。 例 : 可在模拟环 境下独 立 工作的实验样机 。 模拟环境下 的系统演示验证 。 例 : 发 射装置 在 假海条件下的演示验证 。 真实环境下 的系统演示验证 。 例 : 将 新型鱼 雷 自导系统或线导系统装在试验载体 ( 试验 床) 上 , 进行海上实航演 示验证试验 。 研 制试验与评估 (DT&E )。 即定型试验 。 作 战试验与 评 估 (O T &E)。 即 完 全 由部 队 组 织和实施操作 、作战条件的试验与评估 。

  al T est and Eva lu ation)” , 区别如下 。 研制试验与评估是验证工程设计和研制过程 是否完备而进行的试验与评价 , 贯彻整个研制过 程 。 美国分承包商试验和政府试验两大类 。 最后 的试验属于政府试验 , 其目的是验证武器装备系 统的技术指标是否达到了研制任务书的要求 。 作战试验与评估是由部队有代表性的使用者 在实际条件下对武器 、 设备或必需品的任何项目 ( 或关键组成 部分 ) 进行 的现场 试验 , 以确 定武 器、 设备及必需品在作战中使用的效能和适用性 , 并对这种试验结果做出评估 。 与研制试验与评估 不同 , 它的重点不是验证工程规范 , 而是武器的作 战使用性能 。 作战试验与评估是保证武器装备能 够进入正式生产和被部队接收的关键步骤 。 在美 国 , 它是装备采办过程中的一个强制性环节 。 作 战试验与评估主要向决 策机构提供如下 评估结 果: 1) 新系统的作战效能和适用性 ; 2) 新系统需 要的改进 ; 3) 条令 、组织 、操作 技术 、战术 和系统

  可把 TRL 与国内装备研发阶段进行对比 , 得 到表 1。 应指出 , 由于中美两国的采办体制不同 , 所以这种对应关系是近似的 。 实践中并不需要总是严格地 “逐级通过 ”, 常 常需要在 “跨级跳跃 ”的风险与 “逐级通过 ”的成 本之间进行权衡 。 例如 : TRL6 和 TRL7 分别对应 着不同程度的演示验证 , 显然只有高风险技术和 复杂系统才需要进行演示验证 。 TRL 框架是针对 技术评估而设计的 , 也能用于部件和 / 或完整的系 统 。 例如 , 作战飞机能分别对推进系统 、雷达 、材 料、 结构等确定 TRL, 也能将 TRL 分配给飞机总 体框架 , 甚至包括携带导弹和通信系统的完整飞 机 。 技术系统的 TRL的主体部分是集成部分 , 当 决定应用 TRL 的最合适级别时 , 专家小组应确定 形成部分解决方案的创新 技术和关键技 术的级 别 。 对于系统而言 , 新技术可能出现在不同层次 , TRL可以被用于层次结构 , 即考虑全系统的集成

  使用训练的充分性 , 系统维修保障的充分性 , 在对 抗环境中系统性能的充分性 。 作战试验与评估的 根本目的是评估武器及其系统的作战效能和适用 性 。 作战效能用系统在实际作战使用条件下完成 任务的能力来度量 ; 使用适用性度量是系统的维 修性和可靠性以及保障 、 使用 、训练等要求的 。 通 过作战试验与评估可以达到以下基本目的 : 1) 在 真实作战环境下暴露武器设计和生产中的问题 , 以便进一步改进 ; 2) 对研制任务书中提出的一些 非定量性能要求进行检查验收 ; 3) 对在研制试验 中达不到的技术指标进行战术背景下的验证 , 以 得到对作战效果影响程度的评估 。 作战试验与评 估具有 3 个显著特征 : 在真实的作战环境下进行 ; 由典型的军方人员进行使用和维修 ; 运用对策对 付模拟的敌人 。 1 . 3TRL评估方法 在一般实践中 , 应列出新项目的所建议的技 术项目表 , 并给出各项目 TRL 值 。 TRL 评估应采 取专家打分的方法 。 从美国国防部 UUV 发展主 计划中的 UUV 技术领 域 TRL 评 分表 中可以 看 出 , TRL 值取到小数点后一位 。 如果直接按这种 “精度 ”打分 , 则有 90 个分数级别 , 显然这是没有 必要的 。 因此 , 小数点后一位数显然产生于多名 专家打分值的平均结果或加权平均结果 。 美国军方在采办过程的评估活动中 , 经常采 用专家 打 分 的 方 法 , 并 多 使 用 层 次 分 析 方 法 ( AH P— — — Ana ly tic H ierarchy P rocess) 评 估软 件 。 这种方法的优点在于每次仅仅比较 2 个因素的相 对级别 , 因此比直接整体评分更加客观准确 。 然 后 AHP 软件根据层次化的加权归纳方式 , 自动产 生最后的分值 。

  评估结束时 , 决策者需要得到高置信度的评估结 果 , 以取得 “关键需求 ”所定义的最低 性能指标 。 那些在给定约束下满足关键需求的必要技术就是 “关键技术 ” , 这些关键技术必须达到合适的技术 成熟度 。 对于非关键技术 , 可以接受较低水平的 成熟度 , 以可接受的风险继续进入演示验证 。 可 以为关键技术 规定在项目各关键节点处的 TRL 目标值 , 作为阶段评估和决策的依据 。 同时 , 也应 评估未达到 TRL 目标的部件或 技术对整个产品 的影响 。然而 , 经验表明 , 只有暴露在 “真实 ”环境 下才能揭示技术的局限性 。 由于 TRL7 对应于真 实环境中的演示验证 , 所以一般要求关键技术至 少要达到 TRL7 的目标后才能进入型号研制 。 为 了保证技术的先进性 , 对于有潜力的新技术 , 也允 许在演示验证阶段中随时加入 。 在实践中 , 对技 术成熟度 的把握和控制不 一定要过分教 条 。 然 而 , 在基本方案 ( 即基线能力 ) 中不应考虑成熟度 水平低的技术 。 (3) 演示验证 。 通 过演示验证 , 采办 部门可 根据试验和评估结果进行权衡 , 确定最终需求 。 (4) 渐增采办 (Increm en tal A cquisitio n)对于 渐增采办或具有时间非常超前装备的项目 , 每一 阶段的 TRL应该控制在适当的水准 。 例如 , 对于 一个大型海军平台而言 , 设计和生产将耗费 10 年 以上时间 , 在设计早期阶段就选择 TRL =8 或 9 的通信装备显然是不合适的 。 最好是使装备不断 成熟化 , 为集成到平台中做准备 。 渐增采办面临 着相同的挑战 , 技术要不断成熟化 , 并及时解决集 成技术问题 , 使之能够适时将技术插入到型号项 目中 。 新装备技术的插入必须仔细规划 , 在早期 阶段就必须清晰地定义接口 , 使不断成熟化的技 术能够及时集成到平台中去 。 2 . 2 在 UUV 中的应用 美海军最新版的 UUV 主计划全面描述了发 展 UUV 的设想 , 报告给出了 UUV 各关键子系统 在 7 个功能侧面的成熟度评估结果 ( 见表 2), 这 使得技术现状和未来重点方向一目了然 , 美军规 定 , 只有 TRL 值大于 7才能进入采办程序 2 . 3 在声纳中的应用 以下给出了 TRL 在多基地声纳上的应用示 例 。 TRL1: 用报告描述多基地声纳系统概念和能 够为未来平台实时提供高分辨率目标指示图像的

  2 . 1 在武器装备采办中的应用 (1) 论证和概念 ( 方案 ) 设计 。 在这 一阶段 , 一般首先要在大范围内考虑满足能力的各种技术 和方案 , 然后进行评估和筛选 。 TRL 显然可以作 为一种决策辅助工具 。 在概念阶段结束时 , 原则 上技术成熟度要达到或超过 TRL3。 (2 ) 评估 。 某一阶段的技术开发活动完成后 要进行技术评估 , 以决定是否达到足够的技术成 熟度 , 是否具备了进入下一阶段开发活动的条件 。

  得到批准 , 保证实航试验和数据收集 。 试验和数 据收集活动应支持单基地和多基地概念的验证 , 为建模与仿真提 供支持 , 以控制 TRL7 阶段中的 风险 。 演示和试验应在一致认可的包括 E MC在 内的相关环境中进行 。 性能指标应满足预定目标 ( 在 TRL 的前面阶段中已定义 )。 要为完整的原 型系统生成关键性能指标 , 包括任何为满足特定 功能和作战需求的附加功能需求 。 TRL7: 开发一 个集成的原型系统 , 包括所选解决方案的结构和 软件 , 在海上试验平台上验证系统在商定的 EMC 条件下的运行 情况 , 并提供所获得的 性能数据 。 这些要满足所有定义和商定的目标 。 系统原型预 测数据集要经过验证 。 TRL8: 完成研制试验与评 估 。 TRL9: 实际技术系统通过了在役的可靠性和 维修性验证 , 完成了作战环境下的所有任务剖面 的验证 , 并且满足所有需求 。 2 . 4 在鱼雷中的应用 表 3 给出了一个十分粗糙的示例 , 其目的仅 仅是示意性地展示方法 。 真正针对鱼雷且较完善 的 TRL系统还有待于专家的详细设计 。 表 3 鱼雷 TRL 应用示例

  功能 。 TRL2: 用报告描述作战的多平台概念 、平 台 目 / 标结合关系 。 分析得出未来多基地系统的 需求和目标 。 TRL3: 以报告的形式描述对所建议 的多基地声纳系统的使用和性能的分析 。 用实验 设施 ( 地面或水下的 ) 收集和分析实验数据 , 以验 证分析结果 。 根据分析和实验结果 , 为将来的宽 带声纳的附加功能的实现 , 分析得出需求和约束 。 TRL4: 根据 TRL3 中定义的结构 , 定义声纳系统的 单基地和多基地工作方式 。 设计和建造模块和 / 或子系统 , 以模拟硬件和软件结构的关 键特性 。 在合适的实验室环境下 , 用真实或模拟设备提供 有代表性的测试环境 , 测试模块 。 概念的生存性 将被重新评估 , 并将针对 TRL3 中定义的目标进 行性能预测 。 预测工具将 在模拟硬件上 进行验 证 。 TRL5: 根据 TRL3 的结果 , 开发的硬件和软件 模块应使得所选方案的关键结构部件能在一致认 可的相关环境下进行验证 , 包括必要的实航试验 , 并为 未 来 的 TRL 工 作 进 行 规 划 。 TRL6 : 根据 TRL4的结果 , 根据需要修改总体系统结构 , 进行 模块化定义 , 集成关键部件 , 必要时利用任何现有 声纳设备 , 进行关键子系统的需求验证 。 从军方

  当前 TRL水平 TRL7: 鱼雷全 系统 正通 过工 程研 制和 实航 试验不断完善 。 TRL7: 正通过实航试验程序进行验证 TRL7: 正通过实航试验程序进行验证 TRL7: 正通过实航试验程序进行验证 TRL7: 正通过实航试验程序进行验证 TRL 7: 正通过试验程序进行验证 TRL 7: 正通过试验程序进行验证 TRL 7 TRL 8: 已被广泛用于各种作战条件 下。 TRL 5: 新型定向非触发 引信正 处于研 制阶段。 已完成初步设计和陆上验 证 , 还 需要 进行 改进 设 计和 进一 步的 试验 。 (备用方案则是利 用成熟技 术 , 已达 到 TRL 7)

  全雷总体 自导系统 * 宽带基阵 * 宽带信号 处理系统 控制系统 * I MU * 控制系统 战斗部 * 高能装药 * 定向聚能 装药结构 * 引信 * 触发引信 * 非触发引 信

  每个分系统都被赋予其最低部件的 TRL( 初 始能力 ), 或 当分 系 统通 过 验证 时 赋 予较 低 的 TRL。 系统级 TRL被赋予最低的分系统 TRL。 由 于集成原因 , 系统的 TRL 值常常低于分系统 。 如 果系统 中的分 系统或 部件 是可选 的 ( 有后 备方 案 ), 或者 以后可 以技 术插入 , 则 这些 分系统 的 TRL可以低于全系统 。 在上述例子中 , 新型定向 非触发引信是可选的 , 后备方案是采用现有的非 定向非触发引信 。 2 . 5 在潜艇作战系统上的应用 假设要更换潜艇鱼雷发控系统 , 用于替换系 统的所有部件已经演示验证 , 有些已服役 。 据此 评估已达到 TRL6。 实现更高 TRL 状态 ( 表 4)。 表 4 潜艇作战系统应用示例

  TRL 水平 TRL =7 TRL =8 TRL =9 状态描述 所建 议的系统在非安装条件下进行测试 , 包 括用 岸上集成设施中的模拟器进行测试 。 成功 地完成艇上 安装 及在作 战系 统内 的集 成 。 海试证明它满足设 计指标要求 , 包括与 保障 能力有关的指标 。 系统 表明能在作战条件下成功地作战 。

  预研项目进行验证 , 并对于未来产品的各评估阶 段进行预测 。 然后在更大范围内对其 TRL 体系 进行意见征集 , 并在此基础上进行修 正和评估 。 通过评估后 , 就同时开始在型号和预研项目上试 运行 , 在运行过程中 , 根据实践 的情况和暴露问 题 , 对细节进行补充完善 。 经过数年的试运行之 后 , 就可形成规范 。 将 TRL设计为 9 ~ 10 级应是比较合理的 , 既 能满足技术成熟度阶段划分的需要 , 又符合一般 的专家评估习惯 。 在保证公正 、 客观的前提下 , 有 时也可以采用加权评分方法 , 使资深专家的意见 占更大的比重 , 但要为此设计严格的审批程序 。 可以将 TRL框架设计得具有一定的层次性 , 顶层采用一般通用定义 , 如美国国防部文件中的 TRL定义 。 在此基础上 , 针对水中兵器的具体情 况 , 可将各级定义具体化 。 可分别将水中兵器分 解为系统 、 子系统 、技术等层次 , 对每个关键对象 的各级别进行定义 。 在 TRL 设 计中 , 应综 合考 虑研 制 、改装 、加 装、 功能和技术升级等不同情况 。 就水中兵器本身而言 , 系统规模有限 , 因此目 前没有必要设计专门的 I M L 系统 , TRL 系统就可 以满足对水中兵器评估的需求 。

  虽然 TRL 系统已被较成功地应用于技术评 估 , 但随着作战系统越来越复杂 , TRL 在应用于大 型集成系统时 , 有时显得力不从心 。 为此 , 有人借 鉴 TRL思想 , 引入了集成成熟度水 平 (I M Ls— — — Integration M atu rity Leve ls) 的概念 , 它作为一种结 构化方法 , 表达了对系统接口的理解水平和集成 取得成功的置信水平 。 在国外 , 这种方法已被应 用于某型核动力潜艇项目中 。 然而 , 这种方法尚 未得到公认 , 不像 TRL 那样具有权威性 。 I M L是 在采办期间风险管理方面对 TRL s的补充 。 假设 环境是相关的 , TRL 能 在任何系统 中演示验 证 。 相比较而言 , I M L 只与所考虑的特定系统有关 。 我们可以借鉴美国军方 TRL 的基本思想 , 开 发适合于水中兵器和我国具体国情的 TRL 体系 。 TRL是一项覆盖面广的评估标准 , 必须具有 很大的权威性 , 因此应由装备采办管理部门统一 组织领导 。 首先组织由装备管理 、 论证 、研究 、设 计、 生产 、教学 、使用等相关部门的专家组成的研 究小组 , 构建 TRL 基本框架 , 用 已定型的产品和

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