NASA戰略技術投資組合管理研究系列之三 NASA技術路線圖外部評審流程與方法研究

原標題：NASA戰略技術投資組合管理研究系列之三 NASA技術路線圖外部評審流程與方法研究

編者按：

從2010年開始，美國國家航空航天局（NASA）開始採取一種新的技術投資組合管理方法，持續開展航天技術的研發與創新，支撐未來發展的需要。這套投資組合管理方法涉及技術路線圖、戰略投資規劃、技術執行委員會和技術港等環節和流程。為了更好的了解NASA的技術管理和投資決策過程，作者試圖通過一系列研究對其中核心環節的流程和方法進行整理，以求獲得NASA技術投資組合管理的全貌。本文將對NASA技術路線圖的外部評審過程進行研究。

從2010年開始，NASA開始採取一種新的技術投資組合管理方法（如圖1所示），以識別面向未來的技術體系、優化平衡技術布局、統籌協調預算資金、避免投資重複冗餘。技術路線圖作為戰略技術投資組合管理的起點，作用是識別面向未來的技術體系，評估前瞻性技術發展的最佳路線，是一體化技術管理的基礎要素。為了保證技術路線圖的科學性和客觀性，NASA充分吸納外部機構和公眾建議意見，更為關鍵的是引入了高規格、權威性的獨立外部評審。

▲圖1 NASA技術投資組合管理框架

一、NASA技術路線圖的制定和評審流程比較清晰

NASA技術路線圖制定和評審主要包括兩大流程、三個步驟：NASA流程，主要是組織開展路線圖草案的制定工作；國家研究委員會流程，主要是開展獨立的外部評估；而後，NASA根據各方意見和評估結果修訂後發布，圖2為2012版NASA技術路線圖的制定和評審過程。

圖2 2012版技術路線圖的出台過程

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（一）2012版路線圖的制定和評審概況

2012版路線圖制定工作始於2010年4月，當時NASA確定了14個技術領域，內容包括各技術領域面臨的挑戰，以及技術對載人飛行任務的可能影響與促進作用。該路線圖草案涵蓋載人與無人航天技術，於2010年12月向公眾發布。同時，NASA與國家研究委員會簽訂合同，由後者對路線圖草案進行獨立評審。國家研究委員會建立了評估準則、確定了能力差距，並提出發展優先次序建議。2012年初，委員會最終報告《NASA航天技術路線圖與優先次序：重建NASA技術優勢與輔平航天新紀元之路》對外發布。之後，NASA豐富了路線圖的內容，引入了國家研究委員會對各技術領域的意見和建議，最終版本於2012年4月對外公開發布。同時，國家研究委員會關於技術發展優先次序的建議對2013財年NASA《戰略空間技術投資規劃（SSTIP）》產生了重要影響，該規劃對路線圖列出的技術給出了投資的優先次序。

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（二）2015版路線圖的制定和評審概況

2015版技術路線圖是在2012版技術路線圖的基礎上制定。從2013年3月開始，NASA召開了一系列技術執行委員會會議，討論改進路線圖制定進程、拓展路線圖的範圍與內容。2014年1月，技術路線圖小組正式開始工作。該小組採用系統分析方法，根據各任務部的計劃任務和設計參考任務，形成未來20年任務能力需求文件，進而制定15個技術領域的路線圖草案。經過廣泛的評審，NASA於2015年春季正式對外發布該路線圖。同時，NASA委託國家科學、工程與醫學院進行獨立評審，評審報告《NASA航天技術路線圖與優先事項重估》於2016年發布，在該評估報告、技術路線圖的基礎上，NASA於2017年更新了其《戰略技術投資規劃》。

二、NASA技術路線圖外部評審機構富有權威性

NASA技術路線圖選擇了高規格、高權威的評審機構——美國國家科學、工程與醫學院。雖冠以「國家」之名，但美國國家科學、工程與醫學院並非政府部門，而是一個民間、非盈利、科學家的榮譽性自治組織，由世界範圍內頂尖的科學家、工程專家、醫學專家和學者構成（其中300多人為諾貝爾獎得主）組成，是國家和政府相關機構的高端顧問，提供科學、工程和醫學方面的諮詢和建議。雖然國家科學、工程與醫學院於2015年7月才正式掛牌，但其下設的國家科學院、國家工程院和國家醫學院歷史悠久：國家科學院於1863年由時任總統林肯簽署國會法案成立，開展科學和技術方面的諮詢和建議；國家工程院成立於1964年（當時設在國家科學院下），開展工程實踐方面的諮詢和建議；國家醫學院（前身為醫學協會）成立於1970年（當時設在國家科學院下），開展醫療健康方面的諮詢和建議。除了開展獨立、客觀的分析和建議外，國家科學、工程與醫學院的職能還包括解決複雜問題、宣揚公共政策決策，鼓勵教育和研究，識別知識發現過程中的傑出貢獻，增進公眾對科學、工程和醫學方面的知識。

需要指出的是，NASA在技術路線圖外部評審中提及的國家研究委員會由國家科學院於1916年成立，職責是協助開展科學和技術方面的諮詢工作，後發展為由三個院共同管理，作為建議諮詢的執行單位。因此，NASA稱2012版路線圖的評估工作由國家研究委員會實施，2015版路線圖評估工作由國家科學、工程與醫學院實施，但實質上是由同一單位完成的。

三、評審方建立了相對成熟的組織管理與程序方法體系

通過兩次評審，國家科學、工程與醫學院已經摸索出一套相對成熟的組織管理模式和程序方法體系，並且也在不斷思考如何對後續技術路線圖進行更有效的評估。

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（一）組織管理上根據任務需要靈活設立技術評審團隊

2012版NASA技術路線圖的制定是一個從無到有的過程，鑒於首次全面評估的工作量比較大，國家研究委員會組建了18人領導委員會和6個研究小組（領導委員會部分專家也在研究小組中），研究小組分工如表1所示，由此形成了一支由74名專家構成的技術評審團隊，涵蓋了14個技術路線圖中的不同技術方向。評估期間，領導委員會與研究小組召開4次全會，每個研究小組舉行了1次公開研討會和2次內部研討會，還通過專門的網站收集針對路線圖的大量公眾意見，這些研討和意見有力的支撐了評審團隊對技術優先順序進行排序。

2015版技術路線圖是一個增量評審，主要針對2012版技術路線圖中未納入的新技術，鑒於工作量相對較小、程序流程基本定型，因此國家科學、工程與醫學院成立了14人的NASA技術路線圖委員會，考慮工作的連續性，其中許多人參與了上一次的評審工作，期間技術路線圖委員會召開了4次會議。此外，基於多樣化認識和技術專業考慮，此次評審的階段成果還邀請了外部12人專家團隊進行了評審。

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（二）評審目標上聚焦路線圖中各項技術的相對優先順序

技術路線圖作為未來20年「能做什麼」的答案，顯然NASA是無法全部進行資金支持的，必須做出權衡取捨，而依據就是各項技術之間的相對優先程度。為此，NASA技術路線圖兩次外部評審核心目標就是幫助其確定技術的優先順序，重點是路線圖中的三級技術，2012版路線圖評審時共有320項三級技術評估對象，2015版路線圖評審對象是42項三級「新」技術（其中39項為新增加的三級技術，3項為兩版中都包括但名字或範圍有變化，技術領域15中的技術未進行評估）。在2012版路線圖的評估中，國家研究委員會最終確定了83項高優先順序技術和16項最高優先順序技術（其中5項為技術群，共涵蓋31項單項技術）；在2015版路線圖的評估中，國家科學、工程與醫學院從42項「新」技術中篩選出5項高優先順序技術，其中3項進入最高優先順序技術清單，最終整合梳理形成了17項最高優先順序技術（其中技術群6項，共包含34項單項技術，如表2所示），技術群分別為：載人太空飛行輻射減緩（X.1）；輕質和多功能材料及結構（X.2）；環境控制和生命維持系統（X.3）；引導、導航和控制（X.4）；再入、下降和著陸熱防護系統（X.5）；抓取、對接和處理（X.6）。

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（三）評估方法上採用了質量功能展開進行量化分析

在評估三級技術優先排序的過程中，國家研究委員會採取了質量功能展開（QFD）方法，其基本原理是利用「質量表」（一種形象直觀的二元矩陣展開圖表）量化分析顧客需求與工程措施間的關係度。國家研究委員會根據目標需求制定了由效益、需求相關性、技術風險與挑戰構成的評價標準體系，標準指標、二級指標及加權值如表3所示。

基於上述評價標準，各個研究小組對所屬技術領域內的三級技術進行打分，建立了三級技術與評價標準的二元矩陣展開表，形成QFD加權決策矩陣，如圖4所示。之後，將分數乘以加權值並求合，便可計算出各項技術的得分，按照一定的分數界限即可確定高、中、低技術清單。

在高優先順序技術的基礎上，國家研究委員會設立了三大技術目標，用於篩選最高優先順序技術，分別為：技術目標A載人太空探索、技術目標B現場測量、技術目標C遠程遙測，每個目標下又包含了若干項頂層技術挑戰。委員會建立了高優先順序技術與頂層技術挑戰的相關矩陣，為每項技術重要性進行打分、匯總，經過反覆投票討論，按照每個領域下達的數量指標最終確定出最高優先順序技術清單。

四、國家科學、工程與醫學院對未來獨立評審的建議

考慮到路線圖變化程度、兩次評審時間間隔等因素，國家科學、工程與醫學院在2015版路線圖評估報告中，給出了未來NASA技術路線圖開展獨立評審的方法學建議：

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（1）建議一：技術路線圖重大調整時應開展獨立評審

周期性的技術路線圖更新時（預期為四年一次），或者是NASA目標方向發生重大變化時，都應該進行評審，可以採取兩種形式：綜合性的全面評審，例如2012版技術路線圖評審針對所有技術；聚焦性評審，例如2015版技術路線圖評審針對42項「新」技術，這樣需要的資源更少。

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（2）建議二：NASA應在獨立評審前給出技術的優先排序

在NASA路線圖內部程序中給出技術優先順序的初步評判，可以極大地提高未來獨立評審的速度和效率。優先順序確定可以採用與國家研究委員會相同的方法或其它流程，排序標準除了效益、需求、技術風險和成本外，還要考慮技術與設計參考任務之間的關係等因素。

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（3）建議三：NASA應該對待評審技術進行分類

NASA資金不足以支撐路線圖中全部技術的研發工作，為了便於合作研發，可以將路線圖中技術（三級或者四級）分成主導、協作、跟蹤和駐足四類。主導技術，由於自身獨特需求決定無法與其他夥伴共同投資的技術；協作技術，可以通過互相依賴的合作關係，共同投資開發的技術；跟蹤技術，非NASA必須的新興技術，可以通過跟蹤來把握其進展；駐足技術，需求尚不明確的技術，在其支撐任務和運行需求這些問題沒有解決之前，應盡量避免投資。由此，可以確定與外部夥伴的合作程度和水平，指導研發重點，減少非必要投入。

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（4）建議四：如果路線圖和/或設計參考任務發生重大變化，則應進行全面的獨立評審；如果變化不大，則應該重點審查新技術。

五、結語

引入了獨立的外部評審機制，尤其是國家科學、工程與醫學院這樣高規格、高權威的外部評審專家隊伍，採用相對成熟的組織管理與程序方法體系，對NASA技術路線圖進行全面、系統的評審，避免了「既當運動員又當裁判員」的隱患，是保證技術路線圖客觀性、科學性的重要手段。

來源：NASA網站等/圖片來自互聯網

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慈元卓 廖小剛 程紹馳

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