技术成熟度评价在核电领域的应用

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作为AP1000核电型号首堆工程依托项目的三门核电一期工程建设拖期严重，对中国整个核电行业的发展造成了影响，这也成为近期核电界关注和热议的话题之一。究其原因，主要是由于关键设备定型试验进展不顺利所致。由此可见，工程在关键设备和技术设计定型未完成之前就上马，风险较大，将直接导致成本的增加和进度的滞后。那么，如何判定重大工程是否具备上马条件？如何评价关键技术、装备或系统是否具备工程转化条件？

他山之石，可以攻玉。美国国防采办和航天系统所采用的技术成熟度分级和评价方法，对规避风险和节约投资发挥着很大作用，或许可以为上述问题找到解决方案。

技术成熟度评价在核电领域的应用

■高志虎程慧平

技术成熟度评价（TRA）是一种在客观规律，确定装备研制关键技术，并大量科研和工程实践的基础上，对技对其成熟程度进行量化评价的一套系术成熟度进行规律性归纳和总结，进统化标准、方法和程序。

而对指定技术的成熟程度进行定量评技术成熟度等级（TRL）是技术成价的科学方法，在国内外已有多年的熟度评价的尺子，也是技术成熟度评价成功实践经验。借鉴这一方法，能够工作的重要依据。美国国家航空航天有效地解决核能领域研发过程、重大局、美国国防部和欧空局分别有自己的项目转段决策和首台套产品工程应用技术成熟度等级定义，且稍有不同。的许多现实问题，具有推行的必要ISO（国际标准化组织）也发布了航天系性。核能企业若要将技术成熟度评价统技术成熟度等级定义和评价准则。作为研发管理的基础，需要建立配套我国的航天系统在严格遵照国外TRL的制度和标准体系，组建独立的机构基本定义的前提下，结合我国航天系统和专业的专家团队，开发评价软件并工程特点，采用航天工程术语，提出了搭建相应的信息化平台。此外，在核客户化的TRL定义，详见图表。

能领域成功推行该方法，还需要做大在重大工程中开展技术成熟度评量的本地化工作。

价的目的主要有三个：一是帮助决策层全面且客观地掌握项目技术状态，技术成熟度的基本概念

提高项目投资或转阶段决策的科学技术成熟度是用来表示型号中关性；二是帮助工程管理机关及时掌握键技术成熟的程度。TRA是为适应新技术攻关进展，合理制订项目规划和技术发展而产生的事物。就装备科研技术路线图，提高管理精细化程度；三管理而言，它是基于技术发展成熟的

是帮助设计师准确认识技术发展状

技术成熟度等级定义TRL客户化定义简明注释牵引主体1观察到基本原理或看到基本原理报道基础科学范畴2提出将基本原理应用于系统中的设想领域科学范畴3关键功能和特性通过可行性验证关键机理验证研发阶段自主牵引4原理样机通过实验室环境验证原理设计验证5演示样机通过模拟使用环境验证原理实物验证6分系统或系统级原型样机通过模拟使用环境验证模拟工况验证7系统级工程样机通过典型使用环境验证真实工况验证应用阶段8系统级产品通过测试和鉴定试验真实系统实现用户牵引9系统级产品通过成功执行任务得到验证真实系统应用态、科学辨识和应对技术风险，降低新期；四是提供一种型号工程项目接受度的初始等级或许略低于核电型号。技术在工程中应用的风险。

预研成果的门槛，可以准确把握科研但是，无论是航天工程还是核电工程，TRA是一种提高科研管理（尤其成果是否满足进入工程研制阶段的都有着投资大、周期长、专业学科多和是技术风险管理）和决策科学性的有要求，有利于预研和工程的衔接；五系统性强等共同特点，技术成熟度评力工具，可以用于科研项目管理全过是提供一种项目经费估算的支撑工价所发挥的作用可相互借鉴。根据国程，包括技术管理、合同管理、资源分具，有利于控制项目成本，提高项目内外技术成熟度多年的应用经验，笔配、经费预算和成果评价等，决策层、投资决策科学性。

者提出了其在核能研发领域的若干应执行层和职能层均适用。其主要作用设想。

用有5个方面。一是提供一种识别项TRA在核电研发中的应用设想

1.设置转阶段门槛，为型号开发转目关键技术或关键技术元素的方法，大体上，我国核电型号研发的路阶段决策提供技术支撑

以及对项目中不同技术的关键程度线是“引进-消化-吸收-再创新”。引一个完整的核电型号开发一般历进行评价和分类的准则，有利于项目进的核电技术有法国法玛通的二代改经（或跨越）以下阶段，即概念设计、技的关键技术攻关；二是提供一种对项进型核电技术M310，也有美国西屋公术开发、系统功能及可靠性验证、标准目关键技术发展状态进行统一度量司的三代核电技术AP1000。但我国初步设计、初步设计、施工设计、开工的标准和科学量化的评价方法，有利核电发展不仅仅是购买核电容量，更建造（FCD）、穹顶吊装、冷/热调试、装于促进项目各项技术的统筹与协调重要的是从根本上掌握核电技术，实料/临界、并网/试运行和商业运行发展；三是提供一种项目风险管理工现自主设计、自主制造、自主建造和自等。按照国内外执行惯例来说，标准具，为管理部门在考虑技术开发和转主运营，研发我国自主的核电品牌，满初步设计是研发阶段和工程应用阶段阶段决策时提供重要参考，既避免不足国内核电发展和“走出去”的需求。的分界线，即以完成标准初步设计（和成熟的关键技术进入项目的下一阶从技术路线和技术基础来讲，由于航厂址无关的设计）作为研发阶段完结，段，防止由此造成的不良后果，又尽天本身的属性，引进卫星大多是空中以选定厂址的初步设计作为工程应用量减少本阶段的工作量、成本和工

交付，鲜有技术转让，所以其技术成熟

的开始。工程阶段的管理体系和监管

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模式已比较健全，即业主或总承包方牵引，核安全局监管；但在型号研发阶段，牵引主体是投资方，主管部门组织实施和过程监督，尚未建立一套成型的管控模式，比如，具备什么样的条件可以大额投资全面开展型号开发，具备什么样的条件可向政府呼吁转入工程应用。核安全监管部门所关注的是核安全相关技术和系统的成熟可靠性，通过PASR审查，只是可以开工建设，却不能保证连续施工。所以，基于技术成熟度评价，设置若干个各方公认的核电型号开发转阶段门槛，对于投资和工期控制还是非常必要的，同时也可以达到“以评促研”的衍生效果。

2.作为新品应用判据，判断新产品是否具备工程应用条件

随着核电装备国产化越来越多地被提上日程，国产化程度和自主化水平已被认为是综合国力的体现。国家相关主管部门、设计院所和制造厂家均把其作为主要任务来抓，并且将装备国产化程度和核电项目核准挂钩。评判是否真正意义上实现了国产化和自主化，不能单纯在国产化率这个数字上做文章，而是要确保自主研制出新品，并且该新品应让用户接受和肯定。

比如，“首台套”问题，国内正在大力攻关的主泵、关键泵阀、数字化仪控系统、关键阀门、核燃料以及设计软件等，均面临同样的问题，即“首台套”实现工程应用的条件是什么？目前的做法是，组织业界专家对样机或其他成果进行鉴定，专家们根据研制方所开展的试验验证、模拟计算或分析论证来判断其是否具备成果转化条件，但对于必须开展哪些试验以及验证环境的逼真度都没有硬性规定。通常，所聘请的专家通常代表一方的利益团体，评价的客观性和公允性得不到保证，鉴定结论也过于依赖鉴定方和专家组的主观意志。

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技术成熟度评价通过制定被评价对象的技术成熟度评价细则，并得到研用各方和管理各层的先期公认，从而提供了行业准入门槛。评价方通过对评价细则进行确认，对相关支撑信息和判据进行审核，最终对评价对象给出技术成熟定量结论。如此，既能够充分发挥专家的经验和智慧，又保证了评价结果的客观性和公允性，从而使评价结论的认可度更高。ISO已发布了技术成熟度评价准则，国标中也有相关规定，可以据此结合核电行业的特点和各企业集团的个性，形成行业标准以及企业标准，将技术成熟度等级作为新品转入工程应用的判据，从而可以达到“以评促用”的衍生效果。如，美国国防采办将TRL7作为工程转化的门槛。

3.提供科技规划支撑，指导科技规划并合理分配科研经费

国家提出“创新驱动”发展战略，政府和企业都加大了科研投入力度，设立科技专项支持自主研发。科技管理部门经常面临的问题是：研发积极性很高，立项经费需求远远大于有限的经费供给。

在这种情况下，如何更有效地利用有限的资源？惯常做法是专家评审。项目越重大，评审专家级别越高，评审就越宏观。由于专家立场和知识面的限制，难以通过会议形式对课题设置或取舍给出建设性意见。

如果在立项或课题设置评审之前，以目标工程或产品开发为总体目标，进行工作或技术分解，客观地以重要性和高风险性为原则进行关键技术识别（不以项目承担单位主观意志为转移），相对独立地对每个关键技术进行TRL初评，以便于科技管理部门对项目技术状态进行宏观了解。如此，在制定科技规划时问题分析更加深入，目标制定更加明确，进而也为合理分配经费提供了强有力的支撑。

4.编制科研攻关指南，合理制定科技攻关计划以管控风险

如果在项目顶层策划阶段没有对关键技术进行充分识别，将会带来两种风险：一是关键技术数量多于实际数量，将会造成经费投入和精力投入发散，不易聚焦；二是关键技术数量少于实际数量，将会增加项目执行过程的潜在风险。攻关计划制定不合理，通常表现为阶段划分不合理，技术成熟度等级跨越过大，造成技术风险过高；或者，关键技术之间进度不匹配，造成转阶段时个别关键技术TRL达不到，整体拖延。

基于技术成熟度评价制定攻关策划，能够充分识别关键技术元素，科学划分研发阶段，合理制定攻关计划，这样既保证了关键技术被充分地关注，又能实现管理资源的聚焦，从而大大降低研发的风险。同时，按照研用各方和管理各层公认的评价细则作为定标的依据，也会大大降低成果转化的风险。

5.形成经验沉淀载体，利于技术管理和评价管理的持续完善

目前，国内核电领域专家年龄结构的现状是，大专家年长，小专家尚幼，年龄断层严重。由于核电大发展的需要，对自主三代和未来堆型研发需求旺盛，专家数量相对不足难以支撑传统的技术评审。而形成一套能够不依赖于专家就能自行评价的结构化评价流程和评价细则，对于解决上述矛盾显得尤为必要。

而同时，项目承担单位内部形成技术成熟度评价细则，并根据应用实践进行动态更新，则能够提升单位内部整体技术管理水平，实现评价管理的持续完善。

基于TRA的

核电研发管理体系初探

要将上述几种应用设想在管理中应用，需要对传统的科研管理模式和操作方式做较大幅度的调整。同时，还需要建立

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与之配套的管理支撑体系。

1.建立技术成熟度评价制度和标准体系

要将技术成熟度评价作为核能领域研发管理的基础工具，需将本地化的技术成熟度等级定义和描述以及评价细则等形成企业标准，同时配套相应制度体系，固化管理流程和组织机构，确保评价方和被评价方有章可循，确保研用各方和管理各层有共同的沟通语言，从而达到“以评促研”和“以评促用”的衍生效果。在评价标准制订过程中，应广泛借鉴核能行业领域的相关规范，包括核安全法规、导则、标准和用户要求文件（如URD和EUR）等，还要有研发方和用户方的充分参与。

2.组建技术成熟度评价机构和专家团队

为保证评价的公允性，需要组建独立运作的专业技术成熟度评价机构。核能领域研发项目的特点是专业性强、多种多样、专业组成相对固定，这就需要组建相对固定的专家库，培养一支支撑评价的专家队伍。评价专家的组成要涵盖核能领域所有专业，具有丰富的研发或工程经验，同时又掌握技术成熟度评价的方法和流程。专家可由研发单位推荐，但入库前需要经过培训和考评，通过考评的专家方可获得评价资格。专家库和评价专家的日常管理可委托技术成熟度评价机构执行。

3.开发技术成熟度评价工具由于评价专家有可能来自于被评价方，虽然有评价细则或标准作为约束，但专家的主观意志通常会影响评价结果。此外，一个完整的技术成熟度评价过程需要大量的技术分解、关键技术识别，并根据评价细则逐条审核判据，进而对关键技术元素定级。这些工具将会耗费被评价方和评价专家以及支撑机构大量的工作时间，从而可能导致被评价方的执行人员和专家对这种评价的排斥。为了避免上述问题的出现，需要一套简单实用的技术成熟度评价软件和信息系统作为支撑，以便将评价细则和流程固化在评价软件中。（作者单位：中核集团核动力事业部）（栏目编辑：王晨香；版式设计：陈旭龙）

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