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摘要:伴随着经济的发展,科技创新的投入不断加大,企业研发成为企业发展的关键环节。加强企业研发管理的精细化,实现定量化管理,有效防控技术风险,特别是防控关键技术风险,通过不断地完善修订,形成具有企业特色且基于技术成熟度的创新管理模式,不断提升企业技术研发的管理效能。
关键词:技术成熟度,技术研发,定量化管理,防控风险
引言:习近平总书记在“科技三会”讲话中指出:“企业是科技和经济紧密结合的重要力量,应该成为技术创新决策、研发投入、科研组织、成果转化的主体。”从诸多企业兴衰成败的历史经验来看,技术创新是决定企业盛衰的关键因素。后疫情时代,伴随着经济的逐步复苏,各国在研发的投入逐步提升,企业特别是高新技术企业技术创新的动力和压力加大,如何规避开展技术创新过程中的风险,科学、规范、精准地实施技术研发管理,技术成熟度的创新管理方式,成为探索和完善科技创新管理的有效途径。
一、技术成熟度的相关概念及应用技术
成熟度(Technology Readiness Level,TRL)是指研发项目整体系统中关键技术元素的成熟程度。技术成熟度评审(Technology Readiness Assessments,TRA)是指针对项目整体系统进行技术成熟度评审。技术成熟方案(Technology Maturation Plan,TMP)是指对技术成熟度达到等级的策划。20世纪60年代产生项目技术成熟度的雏形。70年代美国国家太空总署首次提出7级TRL,80年代将其运用到发展航天飞机计划。后来,美国国防部采用了技术成熟度的管理模式,并修改了定义以及描述,用于发展其自身防御计划。美国能源部也采用了国防部的作法,为其核废料科技制定一套TRL,而后成为其能源相关科技计划的参考标准。许多科技领先的国家和机构在科技创新领域相继制定了TRL,2021年中国国家标准化委员会发布了2021航天工程技术成熟度评价指南。技术成熟度越来越受到关注,一些行业以及专家和学者在人工智能、舰船、汽车、核电、油田等领域也开展了技术成熟度应用的探索和研究,通过TRL评估研发所需时间、可能面临风险等关键问题,提高技术开发的精准度和系统性。
二、企业在技术开发过程中存在的问题
企业一般存在着产品设计与产品技术开发的两个领域,有些企业经常是在产品设计时,同时引进技术开发项目。一方面,由于针对客户产品设计的要求,一般设计项目计划都比较紧张,而工程师对于所需新技术的时间考虑不足,造成技术开发不充足,造成产品在批产后存在大量的问题,在长期生产过程进行解决,造成大量的浪费。
另一方面,比较规范的企业,在产品设计时引入了产品质量先期策划(APQP)的项目管理方法,规范了产品设计的流程,且规定只有成熟的技术才能应用于产品设计中,最大限度地保证了产品开发的成功。但在技术开发的管理方面就比较薄弱,一般是套用APQP的管理思路或是工程项目管理方法对技术开发项目进行管理。由于这些管理方案与技术开发的属性存在很大差别,仍然造成了技术开发的成果存在漏洞或是并非最为合适的技术方案。
我国企业产品研发管理体系相对落后,企业在进行技术开发时,经常出现以下的问题:
一是前期策划不充足,缺乏有效的产品规划,未对技术开发项目做系统、全面的分析,缺乏决策评审机制。
二是不能容忍失败,没有相应的试错机制。对于不成熟的技术元素没有备选方案,一旦某个元素开发失败则需要整个项目推倒重来。
三是缺乏技术指导与运作机制,产品开发流程不规范,阶段任务不清,缺少有效的研发考评机制。
四是企业领导不重视产品研发,产品研发管理缺乏统一指挥人员。研发团队各自为战,项目组中负责各技术单元
的工程师缺乏配合,在开发过程缺少沟通和信息传递。造成遗留很多接口问题,甚至需要重新进行方案设计与验证,导致时间、资源的浪费。
三、技术成熟度项目管理的逻辑
提升企业技术研发管理效能的内在需求是运用TRL的源动力。技术成熟度作为技术研发的一种项目管理方式,源于航天领域的技术创新方案,具有明显的科学性,但技术成熟度的运用需要缜密的研究和不断的修订。鉴于航天技术的庞大性、复杂性和缜密性,技术成熟度的设计也与生俱来地具有了庞杂性和缜密性。对于企业技术创新而言,生搬硬套此系统,会造成应用过程中适应性差,耗费大量的人力成本及时间成本,甚至未能给企业的技术开发带来增值,相反成为创新过程中的负担。应用TRL要根据自身技术研发的特点,结合技术成熟度的逻辑,研究制定适于企业技术创新行之有效的管理办法。
作为项目管理方法,技术成熟度实质上是一种多维度、矩阵式的管理方法,分阶段、有步骤地进行技术开发管理。
(一)明确技术开发中的技术元素及关键技术元素
TRL首先需对所开发的技术进行分解,并通过问题束确定关键技术元素,实现项目组人员有针对性地进行开发。
(二)明确开发阶段,以及判断达到此等级的标准
TRL将整个开发阶段分成9个等级,每个等级都有一系列的问题束,每个关键技术元素已达到哪个等级,需针对问题束的完成情况来确定。
(三)矩阵式技术成熟度开发计划
在项目计划中,除了按等级的各阶段的任务及时间计划外,将每个关键技术元素也放在其中,且在设计方案时可以考虑相关的技术元素。
列出每个任务中各关键技术元素所需完成的问题束的标号。以便标志不同技术元素的工程进度可以一目了然。明确哪些任务需完成、哪个等级的哪些问题需解决,以及哪些项目需与其他人员配合。
例如:在做试验时需考虑多个关键技术元素,而不只考虑某个关键技术元素,以保障让项目组成员实时合作,解决系统的接口问题。
(四)进行比较研究
对于关键技术元素,不能只考虑一个解决方案,要有两个以上的方案同步进行开发,最终确定哪个方案可行,且与其他系统部件的兼容性更好。
四、技术成熟度在企业应用的思路
通过技术成熟度的逻辑,建立适合企业的一套技术成熟度管理办法,规范技术开发项目的流程与方法,避免技术开发的风险。将技术成熟度结构化思维方式运用于技术开发项目,建立多维度、整体性的思维意识,以保障取得技术开发的成功。
(一)建立企业的技术成熟度的整体构架
目前,规范企业普遍拥有一定的技术开发的管理办法,但发展不平衡,管理效能存在明显差距。为使技术人员、管理人员顺利接受并理解,运用技术成熟度,不排斥与目前的管理办法相结合。我国技术开发普遍采用分段开展,一般分为立项建议阶段、可行性研究阶段、试件测验阶段,小型样件、中型样件、大型样件等阶段。结合企业现行研发的实际情况,将技术成熟度的各等级与研发阶段相衔接对应。
(二)技术元素的分解、判定关键技术元素
企业可以根据自身技术开发的特点,采用一种适合的划分方式,常用的分解方式为按系统体系、工艺步骤、材料分类、技术类型的方式进行划分。技术元素分解后,结合研发工作实际,找出关键技术中的核心元素。
(三)技术等级的问题束的设计
目前,美国NASA的所应用的技术成熟度分为9个等级,但各等级的问题束非常庞大,不适应普通企业技术开发的需要,不建议直接照搬使用。问题束作用是提醒技术人员需要做什么,问题束的设计是项目的关键所在。企业可以引用NASA技术成熟度各等级的关键问题束,并根据本身技术开发的特点,增加一些针对性的问题,简化工作量的同时,为决策提供清晰的研发状态和风险评估,保证关键问题在各等级得到解决。
在问题束的设计时,技术人员需对NASA的问题束进行充分理解,谨慎地选择,做充分深入的研判,避免技术开发漏洞,对开发中出现的问题进行复盘,然后加入到各对应等级的问题束中。同时,在某个开发项目上进行试用,并对问题束不断修正,以保证问题束的适用性和全面性,进而开展管理办法的推广。
(四)矩阵式技术成熟度开发计划的制定
项目开发计划是项目成功与否的关键所在。在制定计划之前,项目经理需组织各模块的技术人员进行多次的“头脑风暴”,对技术元素的分解、关键技术元素的确定、解决方案的思路、试验验证方案等进行讨论。在此基础上,各模块负责人对所负责的技术元素的开发计划进行制定。最后,所有项目成员对开发计划进行讨论和修改,形成任务、关键技术元素、问题束及完成时间的交互模式的矩阵式开发计划。
五、技术成熟度方法应用时的注意事项
一是按技术成熟度方法就是一个从低逼真度到高逼真度,从模拟到真实、从小到大的一个渐近的过程,各个等级是有传承的。在每个阶段都要形成一套完整的文件,包括人、机、料、法、环、测,成本分析、风险分析等。
二是每个等级开发都要考虑试验是否具有放大效应,以及各种接口/界面可能存在的问题。
三是每个等级所做的各项试验,前期要有试验策划,后期要有试验分析报告。
四是比较研究是研发的一个重要手段,是保证项目成功以及选择出最优方案的方法论。
五是适时借助外部资源,企业在项目技术方案制定阶段,如果没有经验,应尽量寻找外部咨询或合作开发。
六是在各等级的技术成熟度评审(Technology readiness assessment,TRA)以及关键阶段的关键决策(Critical decision,CD)是保证项目顺利进展不可或缺的重要环节。
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