蒲洪波 袁建華 趙滟 孫靜芬 徐熙陽 陳紅濤

（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，北京 100048）

航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的方法及應(yīng)用

蒲洪波 袁建華 趙滟 孫靜芬 徐熙陽 陳紅濤

（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，北京 100048）

從方法應(yīng)用和組織管理兩個(gè)層面對(duì)國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)梳理和比較分析。在方法應(yīng)用層面，將國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見方法從研究性方法和規(guī)范性方法兩類進(jìn)行梳理；在組織管理層面，從國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的組織機(jī)構(gòu)、制度標(biāo)準(zhǔn)、工作程序、創(chuàng)新文化和資源網(wǎng)絡(luò)五個(gè)方面進(jìn)行了簡要分析。文章剖析了我國航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的現(xiàn)狀與差距，提出了提升我國航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見能力的途徑。

航天技術(shù)；技術(shù)識(shí)別；技術(shù)預(yù)見；方法應(yīng)用；組織管理

1 引言

航天事業(yè)事關(guān)國家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，是綜合國力的集中體現(xiàn)，是各國競(jìng)相爭奪的技術(shù)制高點(diǎn)，同時(shí)航天事業(yè)發(fā)展具有技術(shù)復(fù)雜、周期長、資本密集、風(fēng)險(xiǎn)高的特點(diǎn)，必須要提前謀劃，長遠(yuǎn)布局。航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見方法是在航天總體發(fā)展戰(zhàn)略指引下，對(duì)支撐航天發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行篩選和權(quán)衡，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的未來發(fā)展進(jìn)行評(píng)估與規(guī)劃的技術(shù)方法和工具。隨著我國加快實(shí)現(xiàn)由航天大國向航天強(qiáng)國的邁進(jìn)，迫切需要依托科學(xué)有效的技術(shù)方法加強(qiáng)航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作，以適應(yīng)新時(shí)期我國航天大力提升原始創(chuàng)新能力的要求，更好地支撐重大航天工程的技術(shù)需求，為我國航天未來中長期發(fā)展提供可預(yù)見的技術(shù)儲(chǔ)備。

國外航天高度重視技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作，將技術(shù)識(shí)別與預(yù)見作為技術(shù)戰(zhàn)略管理的重要內(nèi)容和確保未來技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)和航天領(lǐng)導(dǎo)地位的一項(xiàng)重要的決策支持手段，為航天戰(zhàn)略規(guī)劃、技術(shù)研發(fā)和投資決策等重大事項(xiàng)提供指導(dǎo)和支撐。本文從方法應(yīng)用和組織管理兩個(gè)層面對(duì)國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)梳理和比較分析，并結(jié)合我國的實(shí)際情況，提出了相關(guān)的啟示建議，可為加強(qiáng)和完善我國航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見提供決策參考。

2 國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的方法及應(yīng)用

航天技術(shù)具有跨領(lǐng)域、多學(xué)科交叉、綜合性和集成性強(qiáng)的特點(diǎn)，航天產(chǎn)品和服務(wù)涵蓋防務(wù)系統(tǒng)、航天器、運(yùn)載火箭、衛(wèi)星應(yīng)用等諸多類型，面向的市場(chǎng)與用戶多種多樣，國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見堅(jiān)持需求牽引與技術(shù)驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的原則，重視在有限的預(yù)算約束條件下聚焦重大需求開展技術(shù)識(shí)別與預(yù)見，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)前沿技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的充分探索與論證，又注重技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的目的性；同時(shí)注重應(yīng)用人機(jī)結(jié)合、定性定量相結(jié)合的方法，力圖既能夠通過流程化和規(guī)范化的程序充分獲取專家的知識(shí)和意見，又能夠通過模型化、定量化的方法和計(jì)算機(jī)手段得出識(shí)別與預(yù)見的結(jié)果，并不斷地對(duì)這兩個(gè)過程進(jìn)行交互和迭代，從而最終得到具有一致性的結(jié)果。

從技術(shù)驅(qū)動(dòng)和需求牽引兩個(gè)不同的角度看，國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見方法可以分為研究性方法和規(guī)范性方法兩類［1］，研究性方法是一種技術(shù)驅(qū)動(dòng)視角下的方法，基于被評(píng)估對(duì)象目前的狀態(tài)而對(duì)其未來發(fā)展進(jìn)行展望，包括文獻(xiàn)分析法、技術(shù)顯示度曲線法、技術(shù)路線圖法等；規(guī)范性方法是一種需求牽引視角下的方法，首先需要確定需求，根據(jù)需求確定目標(biāo)，然后選擇戰(zhàn)略，制定資源分配的方法和實(shí)現(xiàn)的期限等，包括質(zhì)量功能展開、戰(zhàn)略計(jì)劃和技術(shù)優(yōu)先程序、戰(zhàn)略技術(shù)投資分析工具等方法。

2.1 研究性方法

2.1.1 文獻(xiàn)分析法

文獻(xiàn)分析法是通過對(duì)文獻(xiàn)的搜集、鑒別、整理和系統(tǒng)性分析，形成對(duì)事實(shí)的科學(xué)認(rèn)識(shí)的方法，主要包括文獻(xiàn)計(jì)量、專利分析、知識(shí)圖譜等方法。文獻(xiàn)分析法以已有的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，能夠方便、快捷地以定量、可視化的形式反映技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域和趨勢(shì)，在國外航天軍工領(lǐng)域的技術(shù)識(shí)別與預(yù)見過程中得到了廣泛的應(yīng)用。

美國國防部（DoD）為避免全球范圍顛覆性技術(shù)可能帶來的技術(shù)突襲（Technology Surprise），目前正在開展“技術(shù)監(jiān)視/地平線掃描（TW/HS）”項(xiàng)目，目的是通過對(duì)專利申報(bào)文獻(xiàn)、大學(xué)學(xué)報(bào)、相關(guān)研究雜志、軍事記錄資料和訪談節(jié)目等加以挖掘和跟蹤，進(jìn)行聚類分析，密切監(jiān)視全球范圍內(nèi)萌發(fā)的新興技術(shù)及趨勢(shì)，包括改良型技術(shù)和顛覆性技術(shù)［2］。蘭德公司（RAND）在2013年應(yīng)用基于文獻(xiàn)分析的快速證據(jù)分析方法（Rapid Evidence Analysis，REA）研究分析了英國未來國防技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及直到2035年的國防技術(shù)領(lǐng)域的使能因素，該方法共包括7個(gè)步驟，如圖1所示［3］。通過該方法共識(shí)別出了包括納米技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、賽博技術(shù)、3D打印技術(shù)、定向能武器、地理空間情報(bào)技術(shù)、精確打擊等在內(nèi)的16個(gè)英國未來關(guān)鍵的國防技術(shù)領(lǐng)域。2014年，歐洲航天局（ESA）在其開展的技術(shù)預(yù)見項(xiàng)目“技術(shù)突破”（TECHBREAK）中也應(yīng)用了文獻(xiàn)計(jì)量法識(shí)別出了對(duì)航天重要且目前較為熱門的18個(gè)技術(shù)領(lǐng)域［4］。

圖1 蘭德公司REA方法的主要程序Fig.1 RAND's main procedures of REA

2.1.2 技術(shù)顯示度曲線

技術(shù)顯示度曲線（Technology Hype Cycle）由著名的技術(shù)研發(fā)與咨詢企業(yè)高德納公司（Gartner）提出，是一個(gè)呈鐘形的曲線，橫軸表示時(shí)間，縱軸代表技術(shù)價(jià)值的顯示度（Visibility）或技術(shù)期望（Expectations）。技術(shù)顯示度曲線由兩條不同的曲線合成，如圖2所示［5］。其中:一條呈鐘形的曲線反映了技術(shù)顯示度水平的變化過程，人們?cè)陂_始階段往往會(huì)對(duì)一項(xiàng)新興技術(shù)的發(fā)展過于推崇和樂觀，使得該技術(shù)的顯示度水平（Hype Level）達(dá)到頂峰，但由于新技術(shù)的應(yīng)用通常難以達(dá)到人們的預(yù)期，又會(huì)使得技術(shù)的顯示度大幅下降到一個(gè)較低的水平；另一條呈S形的曲線則反映了技術(shù)的成熟過程，在開始階段技術(shù)的成熟速度較慢，隨著知識(shí)的積累和投資的增加，在達(dá)到一定的拐點(diǎn)后技術(shù)會(huì)加快成熟，最終隨著技術(shù)性能達(dá)到極限，該技術(shù)將實(shí)現(xiàn)完全成熟。

圖2 技術(shù)顯示度曲線的合成過程Fig.2 The forming of hype cycle

技術(shù)顯示度曲線可以分為5個(gè)階段:①創(chuàng)新觸發(fā)期（Innovation Trigger），新的技術(shù)概念開始傳播并吸引媒體的關(guān)注，風(fēng)險(xiǎn)資本開始介入以期獲取先發(fā)優(yōu)勢(shì)；②期望膨脹高潮期（Peak of Inflated Expectations），人們對(duì)新技術(shù)的期望達(dá)到頂峰，并廣泛見諸媒體，企業(yè)資本蜂擁進(jìn)入；③幻滅消退期（Trough of Disillusionment），過高的熱情導(dǎo)致新技術(shù)的應(yīng)用難以達(dá)到預(yù)期，公眾的失望開始擴(kuò)散，媒體呈現(xiàn)負(fù)面報(bào)道；④反思重整期（Slope of Enlightenment），早期的進(jìn)入者繼續(xù)開展技術(shù)研發(fā)并獲益，技術(shù)性能逐步提升；⑤生產(chǎn)高臺(tái)期（Plateau of Productivity），市場(chǎng)化應(yīng)用獲得成功，技術(shù)價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)。高德納公司從1995年起應(yīng)用技術(shù)顯示度曲線對(duì)新興技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行預(yù)見，2012年高德納公司對(duì)包括大數(shù)據(jù)、3D打印在內(nèi)的新興技術(shù)進(jìn)行了顯示度分析，結(jié)果表明在航天領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景的3D打印技術(shù)正處于顯示度的頂點(diǎn)［6］。近兩年來隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟及其在航天領(lǐng)域的應(yīng)用逐步獲得驗(yàn)證，預(yù)計(jì)3D打印技術(shù)會(huì)很快進(jìn)入到生產(chǎn)高臺(tái)期。

2.1.3 技術(shù)路線圖法

技術(shù)路線圖通過對(duì)未來社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的系統(tǒng)研究，提出應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)群、主導(dǎo)產(chǎn)品或產(chǎn)業(yè)及其相互關(guān)系，并以時(shí)間序列圖表來描述技術(shù)發(fā)展的優(yōu)先順序、實(shí)現(xiàn)時(shí)間和發(fā)展路徑，為有效組織技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)和合理配置創(chuàng)新資源奠定基礎(chǔ)。技術(shù)路線圖法是國外航天常用的技術(shù)識(shí)別與預(yù)見方法。

美國國家航空航天局（NASA）在2010年由首席技術(shù)專家辦公室（Office of Chief Technologist，OCT）牽頭實(shí)施技術(shù)領(lǐng)域路線圖的研究工作，共形成了由15個(gè)技術(shù)領(lǐng)域、300多項(xiàng)技術(shù)組成的綜合技術(shù)路線圖。NASA技術(shù)路線圖開發(fā)的總流程包括7大步驟:①搜集各任務(wù)委員會(huì)和各中心的輸入信息，作為技術(shù)領(lǐng)域選擇的依據(jù)；②成立技術(shù)領(lǐng)域組；③統(tǒng)一技術(shù)領(lǐng)域組的研究方法；④形成技術(shù)領(lǐng)域路線圖的起點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出一個(gè)將技術(shù)提升至技術(shù)成熟度6級(jí)水平的10年計(jì)劃；⑤制定各技術(shù)領(lǐng)域路線圖草案；⑥開展技術(shù)路線圖草案的內(nèi)外部評(píng)審；⑦技術(shù)路線圖更新和技術(shù)優(yōu)先級(jí)排序。如圖3所示［7］。

圖3 技術(shù)路線圖開發(fā)總流程的七步法Fig.3 Seven steps of technology roadmap developing

技術(shù)路線圖內(nèi)外部評(píng)審的流程如圖4所示。圖中NRC為美國國家研究委員會(huì)。此外，加拿大航天局、歐洲宇航與防務(wù)工業(yè)協(xié)會(huì)航天分會(huì)等也都應(yīng)用了技術(shù)路線圖法開展技術(shù)識(shí)別與預(yù)見［8-10］。

圖4 技術(shù)路線圖內(nèi)外部評(píng)審的流程Fig.4 Review process of technology roadmap

2.2 規(guī)范性方法

2.2.1 質(zhì)量功能展開

質(zhì)量功能展開（Quality Function Deployment，QFD）是以質(zhì)量屋（Quality House）的形式量化分析客戶需求與技術(shù)特性之間對(duì)應(yīng)關(guān)系，找出對(duì)滿足客戶需求貢獻(xiàn)最大的技術(shù)特性，開發(fā)滿足客戶需求的產(chǎn)品的方法。在航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見過程中，質(zhì)量功能展開方法主要用于建立和評(píng)估技術(shù)與需求之間的映射關(guān)系，并對(duì)滿足重要需求的技術(shù)賦予較高的權(quán)重。

NASA在2011年委托美國國家研究委員會(huì)（NRC）開展路線圖的優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)。NRC使用基于質(zhì)量功能展開的加權(quán)決策矩陣，將每個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中的具體技術(shù)分為高優(yōu)先級(jí)、中優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)3組，然后再識(shí)別跨技術(shù)領(lǐng)域的高優(yōu)先級(jí)技術(shù)。NRC建立了用以判斷技術(shù)優(yōu)先級(jí)的3個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn):收益、與NASA目標(biāo)的一致性、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)，其中后兩項(xiàng)又分別包含了3個(gè)細(xì)分的子標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)滿足NASA技術(shù)開發(fā)目標(biāo)的重要性對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)賦予一個(gè)權(quán)重。每項(xiàng)具體技術(shù)在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的得分可以分為4檔或5檔（如0/1/3/9，0分表示沒有，1分表示低，3分表示一般，9分表示最高），每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)得分乘上該標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重，所有乘積之和即為某一具體技術(shù)的總得分，總得分越高，則該技術(shù)的優(yōu)先級(jí)越高。一旦得到了所有的具體技術(shù)的總得分（QFD），就可以據(jù)此將該領(lǐng)域的所有具體技術(shù)劃分為高、中、低3類不同的優(yōu)先等級(jí)。例如，技術(shù)領(lǐng)域01“發(fā)射推進(jìn)系統(tǒng)”中的三項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)先級(jí)評(píng)估如表1所示［8］。通過應(yīng)用該方法，NRC將NASA的技術(shù)路線圖修訂為295個(gè)具體技術(shù)，其中83項(xiàng)具有最高的優(yōu)先級(jí)，并據(jù)此提出了未來5年應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的16項(xiàng)技術(shù)。

表1 NRC基于質(zhì)量功能展開的技術(shù)識(shí)別方法Table 1 NRC quality function deployment based method for technology identification

2.2.2 戰(zhàn)略計(jì)劃和技術(shù)優(yōu)先項(xiàng)程序及計(jì)算器

戰(zhàn)略計(jì)劃和優(yōu)先項(xiàng)程序（Strategic Planning and Prioritization，SP2）及計(jì)算器由美國喬治理工大學(xué)航天系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，是一種用于輔助制定未來技術(shù)組合戰(zhàn)略計(jì)劃的方法和工具，在美國航空航天局空間探索系統(tǒng)架構(gòu)研究、飛行器系統(tǒng)項(xiàng)目（VSP）等多項(xiàng)確定技術(shù)優(yōu)先項(xiàng)工作中得到應(yīng)用。SP2是一個(gè)從目標(biāo)愿景到技術(shù)路線圖的結(jié)構(gòu)化方法，包括9大步驟:①確定計(jì)劃范圍；②建立組織目標(biāo)；③將目標(biāo)分解到適當(dāng)?shù)乃?；④在不同?chǎng)景下對(duì)目標(biāo)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序；⑤建立性能與目標(biāo)之間的映射關(guān)系；⑥提出支持愿景的項(xiàng)目；⑦建立技術(shù)與性能之間的映射關(guān)系；⑧將信息導(dǎo)入到?jīng)Q策支持工具中，通過執(zhí)行優(yōu)化算法，得到最優(yōu)的技術(shù)組合；⑨建立戰(zhàn)略計(jì)劃，根據(jù)最優(yōu)的技術(shù)組合確定相應(yīng)的資源配置方案。如圖5所示［11］。

圖5 SP2的程序Fig.5 Main procedures of SP2

2.2.3 風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)戰(zhàn)略評(píng)估工具

風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)戰(zhàn)略評(píng)估工具（Strategic Assessment of Risk and Technology，START）是一個(gè)通過滿足一定的成本和進(jìn)度約束條件下對(duì)凈任務(wù)價(jià)值求最優(yōu)化來篩選投資項(xiàng)目的決策程序和方法，凈任務(wù)價(jià)值（Net Mission Value）是項(xiàng)目能力水平的函數(shù)。START已經(jīng)用于對(duì)NASA探索系統(tǒng)任務(wù)委員會(huì)的投資進(jìn)行優(yōu)先次序評(píng)估和對(duì)NASA科學(xué)任務(wù)委員會(huì)的火星項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)組合分析等。START的主要步驟為:①對(duì)需要研究的決策問題進(jìn)行清晰完整的描述；②對(duì)決策者的目標(biāo)、優(yōu)先級(jí)和相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行識(shí)別；③對(duì)將要實(shí)施的各種場(chǎng)景、任務(wù)或項(xiàng)目的架構(gòu)進(jìn)行識(shí)別；④對(duì)各種場(chǎng)景、任務(wù)或項(xiàng)目要求的能力或技術(shù)進(jìn)行識(shí)別；⑤對(duì)各種能力、技術(shù)應(yīng)用不同的指標(biāo)進(jìn)行量化，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證；⑥明確各種所要求的技術(shù)性能的重要性；⑦計(jì)算出在決策者要求的資金預(yù)算和進(jìn)度約束下最優(yōu)的技術(shù)組合；⑧通過對(duì)數(shù)據(jù)的一致性檢驗(yàn)和對(duì)結(jié)果的敏感性分析對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，使決策者獲得關(guān)于計(jì)算結(jié)果的置信水平。START的系統(tǒng)架構(gòu)如圖6所示［12］。

圖6 START的系統(tǒng)架構(gòu)Fig.6 System architecture of START

2.3 各類方法的比較分析

還有一些方法兼有研究性和規(guī)范性兩類方法的性質(zhì)，如德爾菲法既可以用于對(duì)未來技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，也可以用于判斷技術(shù)與需求之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在實(shí)際開展技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的過程中，往往需要將不同的方法結(jié)合起來綜合應(yīng)用。美國國防部在1990年發(fā)布的《國防關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告》，就綜合應(yīng)用了各種方法提出了美國國防部關(guān)注的22項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具體的組織形式和程序如圖7所示［13］。對(duì)各類方法的比較分析見表2。

圖7 美國國防部關(guān)鍵技術(shù)識(shí)別的組織形式和程序Fig.7 Organization and process of U.S.DOD critical technologies identification

表2 國外航天未來發(fā)展技術(shù)識(shí)別與預(yù)見方法的比較分析Table 2 Comparison between methods of space technology identification and foresight

3 國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的組織管理

3.1 組織機(jī)構(gòu)

國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見建立了完善的組織體系，落實(shí)了責(zé)任主體。國外航天政府部門和大型企業(yè)集團(tuán)大都設(shè)有首席技術(shù)官，技術(shù)識(shí)別與預(yù)見是首席技術(shù)官為制定和實(shí)施組織的技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略所開展一項(xiàng)重要工作，同時(shí)由于首席技術(shù)官是決策層領(lǐng)導(dǎo)的重要成員，能夠切實(shí)調(diào)動(dòng)組織范圍內(nèi)的相關(guān)資源協(xié)同有效地開展技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作。在這個(gè)過程中相關(guān)的專業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)發(fā)揮了重要的支撐作用，國外航天普遍設(shè)有與業(yè)務(wù)領(lǐng)域部門相分離的專業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)，如波音公司的研發(fā)與技術(shù)部門，洛馬公司的創(chuàng)新中心等，這些技術(shù)機(jī)構(gòu)主要開展前瞻性、探索性的技術(shù)研究、提出顛覆性技術(shù)方案構(gòu)想和技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究，能夠?yàn)榧夹g(shù)識(shí)別與預(yù)見提供有力的支撐。

3.2 制度標(biāo)準(zhǔn)

國外航天將保持技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)作為驅(qū)動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，高度重視技術(shù)戰(zhàn)略管理，將技術(shù)識(shí)別與預(yù)見納入其中，并加以制度化。美國國防部長期強(qiáng)調(diào)維持“強(qiáng)有力的科技計(jì)劃”，以支持武器裝備發(fā)展和軍事轉(zhuǎn)型要求，保持對(duì)現(xiàn)實(shí)和潛在敵人的軍事優(yōu)勢(shì)，為此美國國防部出臺(tái)了一系列旨在加強(qiáng)未來軍事能力的技術(shù)戰(zhàn)略和研究計(jì)劃，在2014年提出了一項(xiàng)創(chuàng)新計(jì)劃，用于識(shí)別、發(fā)展和突破尖端技術(shù)和系統(tǒng)，特別是在機(jī)器人、自主系統(tǒng)、微型化、大數(shù)據(jù)和3D打印等先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域［14］。NASA為了保持在航天領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)航天新技術(shù)的開發(fā)和演示以及新技術(shù)在民用、商業(yè)中的應(yīng)用，發(fā)布了一些政策指令、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指南，并定期進(jìn)行更新，如《NASA的戰(zhàn)略管理和治理手冊(cè)》（NPD 1000）、《NASA研究與技術(shù)項(xiàng)目管理要求》（NPR7120.8）、《NASA科學(xué)技術(shù)信息（STI）管理指示》（NPD2200.1）等［15］。

3.3 工作程序

注重采用流程化、規(guī)范化的工作程序與規(guī)范，使技術(shù)識(shí)別與預(yù)見有章可循，確保了工作的嚴(yán)謹(jǐn)性和一致性。ESA建立了端對(duì)端（E2E）的技術(shù)識(shí)別程序［16］，該程序覆蓋所有的技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，由一個(gè)自頂向下和自底向上的過程組成。自頂向下的過程始于ESA的長期技術(shù)計(jì)劃，綜合考慮了歐洲航天產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭力、歐洲航天獨(dú)立性、技術(shù)需求與相關(guān)的資源要求等多種因素，為航天技術(shù)需求的整合和優(yōu)先排序提供指導(dǎo)。自底向上的過程基于ESA和歐洲航天產(chǎn)業(yè)界專家的咨詢結(jié)果對(duì)技術(shù)需求進(jìn)行識(shí)別，既要滿足未來航天任務(wù)的需要，也要滿足歐洲航天產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭力和技術(shù)創(chuàng)新的需要。

3.4 創(chuàng)新文化

重視技術(shù)創(chuàng)新文化的培育和技術(shù)創(chuàng)新長效機(jī)制的建設(shè)，建立了關(guān)注新興技術(shù)、鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新、探索顛覆性技術(shù)、加強(qiáng)技術(shù)識(shí)別、孵化與轉(zhuǎn)移的長效機(jī)制。NASA設(shè)立了創(chuàng)新先進(jìn)方案（NASA Innovative Advanced Concepts，NIAC）項(xiàng)目，該項(xiàng)目將資助那些能夠促使未來航天任務(wù)發(fā)生轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新性突破技術(shù)，涵蓋了從空間潛艇（Space Submarines）（NASA計(jì)劃開發(fā)的一種用于探測(cè)外星球海洋狀況的能潛入水下的自主飛行器）［17］到太陽風(fēng)動(dòng)力航天器（Solar Wind Powered Spacecraft）在內(nèi)的諸多創(chuàng)新性概念。洛馬公司建立了全員參與、跨部門創(chuàng)新的文化氛圍，在內(nèi)部實(shí)施了面向所有工程師的“技術(shù)探索幼苗”項(xiàng)目，并對(duì)納入該項(xiàng)目的技術(shù)進(jìn)行孵化和應(yīng)用轉(zhuǎn)移。

3.5 資源網(wǎng)絡(luò)

重視發(fā)揮由多方組成的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)識(shí)別與預(yù)見中的作用，形成了技術(shù)情報(bào)搜集、技術(shù)渠道構(gòu)建、技術(shù)轉(zhuǎn)移應(yīng)用集成交互的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了資源整合，提升了技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的有效性，降低了風(fēng)險(xiǎn)。NASA在制定未來14個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的技術(shù)路線圖時(shí)委托美國工程院下屬的國家研究委員會(huì)（NRC）開展獨(dú)立評(píng)估和優(yōu)先級(jí)評(píng)價(jià)；ESA聯(lián)合歐洲科學(xué)基金會(huì)（ESF）共同實(shí)施了名為“技術(shù)突破”（TECHBREAK）的科學(xué)預(yù)見研究項(xiàng)目，梳理突破性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，預(yù)測(cè)2030—2050年驅(qū)動(dòng)歐洲創(chuàng)新型航天任務(wù)的重大技術(shù)突破［4］。

4 我國航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的現(xiàn)狀與問題

我國航天長期以來在投入相對(duì)較少、技術(shù)基礎(chǔ)較為薄弱同時(shí)又面臨國外技術(shù)封鎖的情況下，采用了跟蹤國外、聚焦國防安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展急需的重大技術(shù)領(lǐng)域開展型號(hào)研制的策略，以較小的代價(jià)較短的時(shí)間取得了舉世矚目的成就。新時(shí)期，國家綜合國力大為增強(qiáng)，不斷變化的安全形勢(shì)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、承擔(dān)與大國地位相稱的國際義務(wù)等都對(duì)航天發(fā)展提出了更加全面、深入和多樣化的需求，為實(shí)現(xiàn)由航天大國邁向航天強(qiáng)國提供了難得的歷史機(jī)遇，這要求我國航天必須實(shí)現(xiàn)由技術(shù)跟蹤模仿向趕超引領(lǐng)轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的戰(zhàn)略指導(dǎo)作用，增強(qiáng)航天技術(shù)發(fā)展的前瞻性、預(yù)見性，為適應(yīng)未來20～30年中長期國家對(duì)航天發(fā)展的技術(shù)需求，提供堅(jiān)實(shí)可靠的戰(zhàn)略決策支持。

隨著航天事業(yè)發(fā)展，我國航天在國家、企業(yè)等層面不同程度地開展了技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作。國家航天科技工業(yè)主管部門在制定國家層面的航天發(fā)展五年規(guī)劃、中長期發(fā)展戰(zhàn)略、國家航天政策時(shí)需要確定重點(diǎn)發(fā)展的航天領(lǐng)域、重大關(guān)鍵突破性技術(shù)，指引國家未來航天發(fā)展方向；航天企業(yè)集團(tuán)的技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作主要體現(xiàn)為專項(xiàng)的研究開發(fā)規(guī)劃及其預(yù)先研究部門開展的技術(shù)探索和論證。此外，一些國家級(jí)的科研機(jī)構(gòu)和智庫如中國科學(xué)院、中國工程院也開展了一些相關(guān)的工作，對(duì)我國未來中長期的空間科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行論證和預(yù)見［18-19］。但與國外相比，我國航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見主要以支撐規(guī)劃制定為主，缺乏專項(xiàng)研究，重視近期任務(wù)規(guī)劃，缺乏對(duì)中長期技術(shù)發(fā)展的預(yù)見和顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的前瞻性、戰(zhàn)略性研究，主要存在以下問題。

4.1 需求牽引不足

明確需求是開展航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的重要前提。在實(shí)踐中，航天工業(yè)部門與用戶的溝通不夠，航天工業(yè)部門自身的技術(shù)規(guī)劃、預(yù)研計(jì)劃與用戶部門的需求與業(yè)務(wù)規(guī)劃不能有效銜接，用戶的需求牽引力度不足，同時(shí)工業(yè)部門缺乏對(duì)用戶需求深入系統(tǒng)的研究分析與評(píng)估，影響了航天未來發(fā)展技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作的有效性。

4.2 自主創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)不強(qiáng)

與國外航天強(qiáng)國相比，我國航天的原始創(chuàng)新項(xiàng)目很少，航天發(fā)展以“跟隨”為主，仍處于“追趕”階段，更加關(guān)注能夠“立竿見影”的集成創(chuàng)新工作和型號(hào)任務(wù)，對(duì)前沿性、基礎(chǔ)性的技術(shù)研發(fā)關(guān)注不夠，缺乏從航天技術(shù)本身發(fā)展規(guī)律的角度對(duì)未來航天技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行識(shí)別和規(guī)劃，技術(shù)發(fā)展的自主性和目的性不強(qiáng)。

4.3 缺乏系統(tǒng)量化的技術(shù)方法指導(dǎo)

我國航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見目前仍以經(jīng)驗(yàn)判斷、定性描述為主，缺乏基于數(shù)據(jù)的量化方法支撐，在具體工作開展過程中缺乏規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)和程序。

4.4 工作基礎(chǔ)薄弱

由于缺乏數(shù)據(jù)積累和規(guī)范的技術(shù)體系型譜與專業(yè)的技術(shù)數(shù)據(jù)庫，在實(shí)際工作中往往以點(diǎn)為主論證，缺乏“面”的體系性論證，缺乏對(duì)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行有效跟蹤的機(jī)制和相應(yīng)的技術(shù)保障條件與專家隊(duì)伍，沒有確保技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作連續(xù)穩(wěn)定開展的制度保障。

5 加強(qiáng)我國航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的主要途徑

為進(jìn)一步加強(qiáng)我國航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作，在充分借鑒國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見有益經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國實(shí)際，提出以下對(duì)策建議。

5.1 完善技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的組織體系

完善以技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略制定者為領(lǐng)導(dǎo)和責(zé)任主體、以專業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)為支撐的技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的組織體系，切實(shí)落實(shí)技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的工作職責(zé)及相關(guān)的保障資源。加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)機(jī)構(gòu)的支撐作用，進(jìn)一步強(qiáng)化頂層的、系統(tǒng)性的技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究，提升對(duì)未來航天技術(shù)發(fā)展動(dòng)向與趨勢(shì)的把握能力、駕馭能力，有效識(shí)別和預(yù)見對(duì)組織未來發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，科學(xué)制定指引未來中長期發(fā)展的技術(shù)戰(zhàn)略。

5.2 強(qiáng)化需求牽引與技術(shù)驅(qū)動(dòng)并舉的實(shí)施模式

一方面，以面向未來中長期國家安全、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重大需求為牽引，強(qiáng)化對(duì)需求的系統(tǒng)論證與分析，以需求的優(yōu)先級(jí)次為首要依據(jù)來識(shí)別和篩選關(guān)鍵的技術(shù)領(lǐng)域；另一方面，以發(fā)掘和探索關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域中的突破性技術(shù)和顛覆性技術(shù)為驅(qū)動(dòng)，分析和預(yù)見未來的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。通過強(qiáng)化需求牽引與技術(shù)驅(qū)動(dòng)并舉的實(shí)施模式，同時(shí)結(jié)合我國的技術(shù)基礎(chǔ)條件和資源保障能力，形成我國未來航天技術(shù)發(fā)展的路線圖，作為我國航天未來中長期技術(shù)發(fā)展決策的重要依據(jù)。

5.3 構(gòu)建以技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略為統(tǒng)領(lǐng)的工作程序與規(guī)范

構(gòu)建以技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略為統(tǒng)領(lǐng)，制度化、流程化的工作程序與規(guī)范，將技術(shù)識(shí)別與預(yù)見作為航天組織制定和實(shí)施技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，將技術(shù)識(shí)別與預(yù)見提升至組織戰(zhàn)略高度，需要通過制度化，使技術(shù)識(shí)別與預(yù)見成為一項(xiàng)日常工作持續(xù)不斷地開展；需要通過流程化，將具有鮮明創(chuàng)新性、探索性特點(diǎn)的技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作分解為具體可操作的步驟和程序；需要通過規(guī)范化，明確要求和標(biāo)準(zhǔn)，確保技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作的嚴(yán)謹(jǐn)性和一致性。

5.4 培育技術(shù)創(chuàng)新文化和機(jī)制

培育鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新、推崇技術(shù)變革的文化，形成促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的激勵(lì)機(jī)制、先進(jìn)理念的孵化機(jī)制和技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化機(jī)制。應(yīng)進(jìn)一步重視自主創(chuàng)新投入，加強(qiáng)前瞻性、創(chuàng)新性技術(shù)研發(fā)力度，進(jìn)一步提升預(yù)先研究在航天科研生產(chǎn)體系中的地位，培育鼓勵(lì)探索、容忍失敗的技術(shù)創(chuàng)新文化，形成技術(shù)創(chuàng)新、孵化、應(yīng)用的長效機(jī)制，形成原創(chuàng)性技術(shù)成果與國外前沿技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)雙輪驅(qū)動(dòng)的技術(shù)識(shí)別與預(yù)見工作模式。

5.5 夯實(shí)基礎(chǔ)引入先進(jìn)適用的技術(shù)方法

夯實(shí)技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的工作基礎(chǔ)，建立完善航天技術(shù)樹和技術(shù)數(shù)據(jù)庫，引入先進(jìn)適用的技術(shù)識(shí)別與預(yù)見方法工具。應(yīng)進(jìn)一步完善技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的基礎(chǔ)保障條件，構(gòu)建全面、細(xì)化的航天技術(shù)體系圖譜與數(shù)據(jù)庫并落實(shí)管理職責(zé)，形成跟蹤、修改、更新的長效機(jī)制，積極探索應(yīng)用先進(jìn)適用的技術(shù)方法，提升技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的量化與精細(xì)化水平。

5.6 建立官產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)

建立政府主管部門、航天企業(yè)、大學(xué)、專業(yè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)緊密協(xié)同的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，形成資源共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、協(xié)同共贏的合作伙伴關(guān)系。我國航天應(yīng)進(jìn)一步建立完善官產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，形成政府主管部門為指導(dǎo)、航天企業(yè)為主體、大學(xué)和專業(yè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)為支撐的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，使技術(shù)情報(bào)研究、前沿技術(shù)論證、技術(shù)成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用有效集成，提升技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的效率與有效性。

6 結(jié)束語

航天事業(yè)具有高新技術(shù)密集、周期長、風(fēng)險(xiǎn)大、投資高的特點(diǎn)，提高對(duì)未來航天技術(shù)發(fā)展的識(shí)別和預(yù)見能力，是縮短開發(fā)周期、節(jié)約開發(fā)資源、提高開發(fā)效率、少走彎路的重要保障。我國航天應(yīng)從國外航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的方法應(yīng)用與組織管理實(shí)踐中汲取經(jīng)驗(yàn)，并針對(duì)自身的薄弱環(huán)節(jié)，完善技術(shù)識(shí)別與預(yù)見的組織體系，強(qiáng)化需求牽引與技術(shù)驅(qū)動(dòng)并舉的實(shí)施模式，構(gòu)建規(guī)范的工作程序，引進(jìn)先進(jìn)適用的技術(shù)方法，培育技術(shù)創(chuàng)新文化，建立廣泛的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，全面提升我國航天技術(shù)識(shí)別與預(yù)見能力，促進(jìn)我國航天未來健康、可持續(xù)發(fā)展。

（

）

［1］切爾托克.21世紀(jì)航天——2101年前的發(fā)展預(yù)測(cè)［M］.北京:國防工業(yè)出版社，2014 Boris Chertok.21 century space—growth prediction before 2101［M］.Beijing:National Defense Industry Press，2014（in Chinese）

［2］Ray Locker.Pentagon on watch for disruptive technology worldwide［EB/OL］.［2014-01-08］.http://usatoday.com/story/nation/2014/01/08/technology-watchhorizon-scanning-pentagon/4240487

［3］Tess Hellgren，Maryse Penny，Matt Bassford.Future technology landscapes insights，analysis and implications for defence［R］.Cambridge:RAND Europe，2013

［4］ESF Forward Look.Technological breakthroughs for scientific progress（TECHBREAK）［R］.Strasbourg: European Science Foundation，2014

［5］Martin Steinert，Larry Leifer.Scrutinizing Gartner's hype cycle approach［C］//Portland International Center for Management of Engineering and Technology-Technology Management for Global Economic Growth.Phuket:National Science Technology and Innovation Policy Office（STI），2010:1-13

［6］Gartner.Gartner's 2012 hype cycle for emerging technologies identifies“tipping point”technologies that will unlock long-awaited technology scenarios［EB/OL］.［2012-08-16］.http://www.gartner.com/newsroom/id/2124315

［7］H P Stahl，R Barney，J Bauman，et al.Summary of the NASA Science Instrument，Observatory and Sensor System（SIOSS）technology assessment，NASA 20120001654［R］.Washington D.C.:NASA，2011

［8］NRC.NASA space technology roadmaps and priorities: restoring NASA's technological edge and paving the way for a new era in space，PB 2012111439［R］.Washington D.C.:NASA，2012

［9］Guennadi Kroupnik，Jean-Claude Piedboeuf，Michel Vachon，et al.Defining priorities for space technolgoy development［C］//AIAA SPACE 2007 Conference&Exposition.Washington D.C.:AIAA，2007:1-13

［10］ASD-Eurospace.RT priorities 2012［EB/OL］.［2012-10-10］.http://www.eurospace.org/Data/sites/1/pdf/rtpriorities/RTP2012.pdf

［11］Christopher Raczynski，Dimitri Mavris.A method for strategic technology prioritization and portfolio resource allocation［C］//IEEE Aerospace Conference.New York:IEEE，2011:1-8

［12］V Adumitroaie.Strategic technology investment analysis:an integrated system approach［C］//IEEE Aerospace Conference.New York:IEEE，2010:2-7

［13］林聰榕.基于技術(shù)預(yù)見的國防關(guān)鍵技術(shù)選擇方法研究［D］.長沙:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2006 Lin Congrong.National defense critical technology selecting method based on technology foresight［D］.Changsha:National University of Defense Technolo-gy，2006（in Chinese）

［14］Secretary of Defense Chuck Hagel.Reagan national defense forum keynote-about the enterprise that I lead［EB/OL］.［2014-11-15］.http://www.defense.gov/Speeches/Speech.aspx？SpeechID=1903

［15］NASA.NASA policy directive/NASA procedural requirements［EB/OL］.［2014-06-05］.http://nodis3.gsfc.nasa.gov/main_lib.html

［16］ESA.BASIC technology research programme preliminary selection of activities for the TRP 2011—2013，ESA/IPC（2010）119［R］.Paris:ESA，2010

［17］Inquisitr.The search for life:space submarine may prevail where Mars curiosity can't［EB/OL］.［2014-09-10］.http://www.inquisitr.com/1466575/thesearch-for-life-space-submarine-prevail-where-mars-curiosity-cant

［18］中國科學(xué)院.科技革命與中國的現(xiàn)代化——關(guān)于中國面向2050年科技發(fā)展戰(zhàn)略的思考［M］.北京:科學(xué)出版社，2009 Chinese Academy of Science.The revolution of science and technology and Chinese modernization—reflection on the development strategy of science and technology of China for 2050［M］.Beijing:Science Press，2009（in Chinese）

［19］中國工程科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院.中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告［M］.北京:科學(xué)出版社，2013 China Academy of Engineering Technology Development Strategy.China strategic emerging industries development report［M］.Beijing:Science Press，2013（in Chinese）

（編輯：張小琳）

Review of Space Technology Identification and Foresight Methods and Practices

PU Hongbo YUAN Jianhua ZHAO Yan SUN Jingfen XU Xiyang CHEN Hongtao
（China Academy of Aerospace Systems Science and Engineering，Beijing 100048，China）

With focusing on method application and organization management，the present state of the technology identification and foresight in space sector is analyzed and compared.The method application of space technology identification and foresight is divided into the research method and normative approach.The organization management of space technology identification and foresight is briefly analyzed in five aspects，which are organization framework，system standard，working procedure，innovation culture，and resource network.The state quo of the Chinese space technology identification and foresight is discussed，based on which a gap analysis is made.The approaches to improve the Chinese space technology identification and foresight are proposed in the end.

space technology；technology identification；technology foresight；method application；organization management

V57

A DOI：10.3969/j.issn.1673-8748.2015.02.019

2015-01-08；

2015-02-11

蒲洪波，女，工程師，從事航天系統(tǒng)工程、科技情報(bào)研究工作。Email：sunjingfen2008@126.com。