《国外相关机构的航天未来发展技术预见工作,航天工程论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《国外相关机构的航天未来发展技术预见工作,航天工程论文.docx（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、国外相关机构的航天未来发展技术预见工作,航天工程论文技术预见是各国航天普遍采用的一种战略管理工具。技术预见以知足航天将来发展为目的，确定优先发展的若干关键技术，对推动航天科技乃至整个社会的科技发展都具有重要的战略意义。技术预见使得 把钱花到刀刃上 ,也是航天产业发展的新动力。国外航天将来发展的技术预见方式方法，较多采用了德尔菲法、技术道路图法、专家咨询法、头脑风暴法、关键技术选择法等，也采用了诸如情景分析法、文献计量法、专利分析法、实地考察法等，是对多种方式方法的综合集成有效运用。本文梳理了国外相关机构美国航空航天局、兰德公司、欧空局、欧洲宇航与防务工业协会航天分会、加拿大航天局、高校等开展的
2、航天将来发展技术预见工作，以期为我们国家航天以及我们国家工程科技各领域将来发展技术预见的组织施行提供参考。一、美国航天将来发展技术预见的施行1.NASA航天将来发展技术预见1NASA制定技术道路图，确定将来高优先级发展的技术2018年2月NASA委托国家研究委员会NRC开展14个技术领域道路图的优先级评价，采用德尔菲法、专家会议法、质量功能展开方式方法，挑选出将来5年应重点关注的最高优先级的16项技术。NASA技术道路图开发工作的总流程包括7大步骤见图1：1搜集NASA4个任务委员会MD和所属各个中心的输入信息，作为技术领域选择的根据。2组织机构设计，成立技术领域组。3统一各个技术领域组的研究
3、方式方法。4根据以往的技术道路图和步骤1收集到的输入信息，构成技术领域道路图的起点。5制定各技术领域道路图草案。6开展技术道路图草案的内外部评审。内部评审主要由NASA的总师办公室组织施行，外部评审主要委托NRC进行。7技术道路图修改、集成和优先级排序。现以第8个技术领域TA08科学仪器、天文台和传感器系统为例，讲明制定详细的技术道路图的4个步骤。1施行科学任务委员会SMD的需求评估，制定SMD每个研究领域完成将来航天任务所需的技术列表。2将辨别的技术需求进行整合分类，构成技术领域的分解构造TABS，TA08分解为3个子类，4个层次。3构成对TABS各元素将来20年的技术发展道路图。图2显示了
4、TA08的TABS中8.2观测技术的技术道路图。最上边是计划的航天任务及可能发射日期，下边对应于8.2的各个元素，水平蓝实线代表技术遭到赞助的时期，三角形代表主要里程碑，通过垂直红实线连接起来指向特定任务的三角形表示在该时点必须到达TRL6级，以确保从研究阶段转向施行阶段，菱形代表决策点。4对TA08与其他技术领域和机构的需求之间的互相关系进行研究。结果显示具有双向的技术流动关系。2NASA 采用 架构驱动的技术开发评估方式方法 确定面向将来载人航天任务的关键技术。NASA成立了载人航天架构团队HAT，主要确定将来月球和火星探测所需的技术和能力。HAT采用了 架构驱动的技术开发评估方式方法 ,
5、获得了开展将来低地轨道以远载人空间探寻求索任务的关键技术清单。HAT对每个任务要素航天器、运载、宇航服等进行概念设计，构成技术列表，并提交给HAT中的总体团队、各系统单元团队和探寻求索目的地团队，要求各团队对每项技术进行评审。假如3个团队就某项技术达成一致意见，以为必不可少，就参加到关键技术清单中。对每项技术建立起技术与系统单元、任务和目的地的映射关系。D 表示必不可少，需求牵引； X 表示是有益的，技术推动。应用该方式方法，HAT辨别出了60项由任务需求牵引出来的关键技术，以及另5项提升经济可承受性的共性技术。2.乔治亚理工学院航天系统设计实验室开发的 战略计划和优先项程序 及计算器乔治亚理
6、工学院航天系统设计实验室开发的 战略计划和优先项程序 SP2及计算器，是一种帮助制定将来技术组合战略计划的方式方法和工具。该方式方法是基于专家的决策分析工具，已运用在美国航天多个机构的技术优先项工作中。SP2是一个从目的愿景到技术道路图的经过。首先建立目的愿景，然后分解到项目/技术层次，通过情景分析进行优先级排序，借助SP2计算器，制定战略道路图，建立项目/技术组合。SP2是一个构造化的方式方法，包含9大步骤：1确定计划范围；2建立组织目的；3将目的分解到适宜水平；4不同场景下对目的进行优先级排序；5建立性能与目的的映射关系；6引出支持目的的项目；7建立技术与性能的映射关系；8将信息导入到决策
7、支持工具中；9建立战略计划。二、欧洲航天将来发展技术预见的施行1.欧洲宇航与防务工业协会航天分会采用技术道路图方式方法制定航天研发技术优先项2020年，欧洲宇航与防务工业协会航天分会ASD-Eurospace发布了(研发技术优先项2020，从全球航天将来发展的趋势出发，结合欧洲航天计划和政策的相关需求，研究了航天将来研发技术的重点，并制定了技术发展道路图。这项研究分别于2004年、2008年和2020年发布了3次研究成果。该研究将航天技术分为卫星应用、科学任务和多目的多用处技术3大领域，每类技术领域下包含若干子领域，子领域下包含若干技术，并对每类技术从2020到2020年规划了技术成熟的时间表
8、。2.兰德公司采用快速证据评估方式方法为英国防部选择将来技术2020年，英国防部委托兰德公司欧洲分部开展一项关于英国将来国防技术发展的研究，目的是辨别可能塑造英国将来国防技术能力的技术研发投资领域。兰德公司使用了 快速证据评估方式方法 REA。REA是一种广泛应用于社科领域的研究方式方法，核心是以一种构造化的视角对相关的文献资料进行细致、透明、有效和可重复的挑选分析。研究围绕两个问题展开：技术趋势是什么，英国到2035年国防技术领域的使能因素是什么。REA程序包括了7个步骤：1确定搜索源并辨别搜索项。2施行初始搜索并建立以下为以下为参考文献数据库。3对标题和内容内容摘要去除冗余项。4对所有挑选
9、出来的文献全文进行阅读并建立数据抽取模板。5手工搜索文献。6内部研讨。7最终报告编写。兰德使用REA程序辨别出了英国将来16个关键国防技术领域：纳米技术、雷达技术、赛博技术、新材料、无人系统、混合及替代能源技术、光电系统技术、仿真技术、3D打印、人机界面、发动机、电子监控、定向能武器、地理空间情报、精到准确打击、动能武器等。3.欧洲科学基金会为欧空局开展航天技术预见项目2018年欧洲科学基金会ESF为欧空局施行一项技术预见研究项目 TECHBREAK ,目的是预测20302050年驱动欧洲创新型航天任务的重大技术突破。2020年ESF发布了项目研究报告。通过项目定义、召开专题论坛、一对一专家访
10、谈3个阶段，为欧空局辨别出将来可推动航天领域发展的非航天技术。1第一阶段：项目定义阶段，确定关键使能技术的8个主要领域、确定技术评价方式方法a提出关键使能技术KET的概念。b收集以往相关项目的研究成果并开展项目访谈。项目组收集了欧洲航天政策研究所 关键使能技术与开放创新 项目成果和欧空局先进概念团队 技术创新的初步研究 项目成果。面向欧空局专家组织了关于突破性技术以及欧空局技术开发项目的访谈。c通过以往对关键使能技术的分类，以及前期研究中辨别的一些关键技术等研究成果，结合专家访谈，项目组确定了关键使能技术的8个主要领域：微纳电子、光子、先进材料、生物技术、纳米技术、机器人、仿生技术、能源与动力
11、。d确定技术评价方式方法和标准，主要考虑3个要素：被评估技术当下的技术成熟度、技术获得突破所需时间、技术领域的研究规模。项目组对不同技术的评估使用了一个简化版的技术成熟度评价方式方法表3。技术获得突破所需的时间分三档：短期5年、中期510年、长期10年以上。技术领域的大小分3类表4。2第二阶段：召开专题论坛，提出了5个主导驱动因素项目组织了5次专题论坛，关键使能技术各领域专家介入，提出了欧洲航天技术预见的5个主导驱动因素降低质量的同时保持硬度、建造/施行能够运行50年的航天器/航天任务、在太空部署直径大于30米的望远镜、行星地理物理环境自主式探测、使人在太空停留超过2年的时间如火星任务。这些主
12、导驱动因素代表了需要提升技术以获得能力突破的领域。每个因素又细分为若干个问题域及解决方案。3第三阶段：一对一专家访谈，得到对航天重要且较为热门的技术领域项目组对欧洲顶尖的20位专家进行一对一访谈，在访谈中使用了主导驱动因素的概念。通过专家访谈，可建立起主导驱动因素细分的若干个问题域及解决方案与关键使能技术的细分领域间的映射关系。以纳米技术为例讲明见表5。根据对所有关键使能技术分析后红色区域代表的热门技术领域的汇总，能够得到对航天重要且当下较为热门的技术领域。三、加拿大航天将来发展技术预见的施行加拿大航天局开展的 航天技术开发计划 ,目的是指导和支持战略航天使能技术的研究开发。加航天局以为实现目
13、的最关键的要素是技术规划，技术规划最具挑战性的一项工作就是确定技术开发的优先顺序，较有效的方式方法是最终状态法和技术道路图法。1.最终状态法最终状态法通过7个步骤来辨别技术需求：1描绘叙述技术的初始状态特征现在状况；2辨别任务架构的基线方案和备选方案；3描绘叙述技术的最终状态特征期望的航天任务性能和功能需求；4定义功能流程图；5对本质上类似的功能进行合并；6将最终状态的需求分配给各功能；7导出技术需求。该方式方法具有突出的优势：技术开发需求与最终状态目的关联，通过分析初始状态，建立起由问题到解决方案的可追溯的途径，使技术开发只在现有技术不能知足需求或成本太高的领域中施行。2.技术道路图方式方法
14、1 步骤1:评估航天活动的将来需求从终端用户需求、到航天任务、系统、分系统、再到部件需求的流动经过应当使用标准的系统工程方式方法，并保存在任务数据基础数据库MDB中。所有的航天任务方案和产品设想都要经过一个挑选经过，这个挑选经过是基于对5项标准战略一致性、用户需求、经济可承受性、加拿大的能力、时间进行评价加以确定，每项标准的打分从1到5不等。2步骤2:制定技术道路图航天系统需要以下功能：从环境中获取数据传感器、对环境施加工作力或机械、与其他系统沟通通信、处理信息以便进行决策情报、基于数据开展航天应用数据利用、具有支持各种功能施行的平台平台或航天器、将各种功能集成到一个系统中系统工程，这7个技术
15、领域可用图5的技术树进行展现，在每个技术领域下，又能够定义产品域和其子域。当所有由第1步挑选出来的技术或产品都在技术树中进行了辨别和分类后，应用系统工程方式方法可将航天任务层面的功能和性能要求沿着整个供给链分配至技术树中的相关元素。通过功能、性能和时间等方面对航天产品进行分类和定义，成为技术道路图制定的最后的起点。3步骤3:确定必需要进行开发的关键技术确定步骤2定义的关键技术中哪些是必需要进行开发的。开展本步骤共有7个标准，包括国家安全需求、用户需求、竞争力提升、应用性、时间、经济可承受性、替代性。每个标准的得分从1到3不等。通过打分加以评价选择。结束语技术预见是航天将来发展技术战略管理的重要内容，是航天技术发展规划制定、技术研发和投资等重大事项的决策支持手段。研究借鉴国外航天将来发展技术预见施行方式方法和流程，结合我们国家实际，进一步推动技术预见工作，是创新驱动建设航天强国的战略选择。