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據微信公號“國防科技要聞”4月28日消息，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戰略技術投資規劃及其製定過程進行研究。
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、優化平衡技術佈局、統籌協調預算資金、避免投資重複冗餘。
戰略技術投資規劃是NASA戰略投資組合管理的重要組成部分，是銜接技術路線圖與預算制定程序之間的關鍵環節，重在對NASA任務和國家目標所需的關鍵技術做出優先排序，指導預算 投資，回答應做什麼的問題。
圖1 NASA技術投資組合管理框架
一、NASA戰略技術投資規劃內容構成
NASA在2012、2015版技術路線圖的基礎上，發布了兩版戰略技術投資規劃文件，分別為2012年《戰略航天技術投資規劃》和2017年《戰略技術投資規劃》。 戰略技術投資規劃作為一份全面性的綱領文件，對技術路線圖中的技術設定了明確的優先次序，規定了投資組合管理的指導原則，以驅動未來20年的技術研發和創新。
（一）明確了驅動技術研發的四大戰略目標
以2017年《戰略技術投資規劃》為例，其明確提出驅動技術研發、指導技術投資組合管理的四大戰略目標：
圖2 驅動技術研發的四大戰略目標
目標1：拓展和支持人類在太空中的存在和活動。 通過創新克服長期深空載人探索活動中的諸多挑戰。 安全、可靠地運送和支持人類在低地球軌道以遠的活動能力是未來載人太空探索的基本條件，這需要推進、環境控制等多個系統實現突破。
目標2：探索和增進對於地球、太陽系、宇宙的認識理解。 增進對地球、太陽系和宇宙的認識是未來載人探索任務的基礎。 科學任務將提供所需的知識，用於認識地球以及氣候和環境的挑戰；技術創新在增強人類探索能力的同時，也在支持最具雄心的科學任務。
目標3：通過推進航空學研究實現美國和全球安全、可持續航空運輸的革命性變化。 長期的航空學研究奠定了新概念基礎，將引領工業界創新，增進社會福祉。 航空系統面臨新的挑戰，包括不斷提高以滿足迫切的全球需求、無人飛機系統的集成、研發創新運載概念服務於多種需要。
目標4：為國內太空企業界注入動力，推動太空進一步造福國家。 NASA致力於與工業部門和其他政府部門進行合作，強化商業太空。 NASA通過這些工作帶動太空企業界拓展知識、培育創新，同時也從持續的、繁榮的商業太空中獲得專業知識和能力。
（二）提出了技術投資組合實施的指導原則
為契合上述戰略目標要求，2017年《戰略技術投資規劃》在實施層面也加以明確，提出了技術投資戰略、技術投資組合實施過程中的指導原則。
1.在技術路線圖15個技術領域之間實現投資平衡
這15個技術領域聚焦未來任務能力需求，對每一項相關技術的研發需求做出了細緻描述。 對所有技術領域進行適合的投資能夠確保平衡、穩健的技術投資組合。 《戰略技術投資規劃》給出15個技術領域中的投資重點，作為投資平衡的指導原則。
2.在不同成熟度的技術之間實現投資平衡
NASA技術成熟度（TRL）範圍為RTL1到TRL9。 對於所有成熟度區間內的技術進行平衡投資，能夠滿足亟需技術的需要，同時穩固催生新能力。 為了保持平衡、確保長期創新，戰略投資規劃要求NASA將技術投資的10%用於TRL1和TRL2技術。
3.在3種不同類別技術之間實現投資平衡
《戰略技術投資規劃》定義了3類投資，以指導未來技術的投入，分別是關鍵技術投資、增強技術投資和變革技術投資，NASA將在這3類投資間取得平衡：關鍵技術投資大概佔技術 投資組合的70%，增強技術投資佔20%左右，變革技術投資佔10%。
4.對公眾保持透明
NASA利用技術港（TechPort）對外發布綜合性的技術研發活動信息，為學術界、工業界和公眾提更多機遇，識別未來需求，尋找技術研發過程中的潛在合作機會。 技術港使得技術研發信息易於發現、獲取和使用，幫助培育企業家精神、推動創新和科學發現。
圖3 NASA技術港主頁
（三）制定了更易於投資決策的技術分類表
2017年《戰略技術投資規劃》採用關鍵技術、增強技術和變革技術這種體係對2015路線圖中的技術進行分類，提出70/20/10的平衡比例，即70%投資用於關鍵技術，20 %用於增強技術，10%用於變革技術，指導NASA技術投資。 區分投資類型確保NASA能優先開發近期科學發現、載人探索和航空任務所需的技術，同時還能確保未來任務所需基礎技術的研發。
1.關鍵技術
關鍵技術是指對於NASA非常關鍵，規劃或設想任務中必需使用的技術。 關鍵技術對於NASA科學、無人、載人探索任務具有決定性作用，通常為NASA的專用技術。 關鍵技術可以支撐多個任務，能夠極大地降低風險。 2017年《戰略技術投資規劃》制定了10個關鍵技術投資領域，2015年技術路線圖三級技術（被定義為關鍵技術的部分）按照歸屬關係分佈於這10個領域之中，如圖4所 示。 每項關鍵技術又可以歸為近期需求或中期需求，取決於需求點和初始投資時間。 近期關鍵技術要求對該項技術的投資馬上開始，以滿足規劃和設想任務；中期關鍵技術可以延遲3年或更長的時間進行投資。
2.增強技術
增強技術是指那些能夠顯著提高任務性能（但非必須）的技術，是對現有技術或能力的性能改進。 增強技術能夠提高投資回報、安全性和可靠性。 增強技術帶來的性能提高可以降低對其他技術系統的約束，由此對整個任務設計帶來較大收益。 2017年《戰略技術投資規劃》中所列增強性技術涵蓋眾多需求，例如放射性同位素和化學發電、機器人系統的活動部件、科學儀器中的光學元件，以及結構測試工具和方法，都屬於增強性技術 領域。
3.變革技術
變革技術是指革命性的、初現端倪的技術，能夠為未來任務提供重要作用的新能力。 變革技術研發旨在解決複雜或過去未曾解決的問題，是現有技術方案的獨特替代方案，通常技術成熟度比較低，具有高風險和高回報的特點，對於成本、安全或可靠性具有潛在的 重大影響，或使能力得到極大提升。 變革技術投資令NASA始終處於創新前沿，2017年《戰略技術投資規劃》中所列變革技術涵蓋深空推進系統、革命性通信和導航技術，以及納米技術等技術領域。
二、NASA戰略技術投資規劃的製定過程
戰略技術投資規劃採用了綜合分析的方法，以NASA戰略目標為起始點，在各個任務部等提供輸入的基礎上，針對技術路線圖中的技術進行分析，實施技術投資歸類，形成未來20年 必須支持的技術研發需求，為整個部門技術投資組合提供指導，以聚焦重點、優化投資。
（一）規劃制定的組織與輸入
為了製定2017年《戰略技術投資規劃》，NASA成立了專門的17人領導和編制小組，代表來自NASA各任務部、各中心技術委員會、科學首席辦公室、工程首席辦公室、技術首席辦公室、信息首席辦公室 ，其中技術首席辦公室代表主要負責進行差距分析、過濾和排序流程，以形成高優先級技術列表；各任務部以及其他高層代表負責利用決策流程形成最終的技術投資方式和框架。
為了完成戰略技術投資規劃，技術首席辦公室從多個源頭採集相關信息和數據：（1）航天技術路線圖的“技術領域分解結構”和相關技術情況；（2）國家研究委員會對技術路線圖高 技術優先級評估清單和建議；（3）NASA各任務部和各辦公室優先技術需求，基於各自身內部流程形成的技術挑戰、能力需求和技術優先級；（4）NASA當前航天技術投資現狀，涵蓋 全部門所有的開創性和交叉技術投資領域，包括項目描述、技術成熟度、承研單位以及合作夥伴關係等；（5）其他政府部門、國際夥伴、商業部門的優先技術需求。 （6）國家或部門的政策戰略文件，如國家空間政策、NASA戰略規劃等。
（二）規劃制定的流程與方法
兩次戰略技術投資規劃的製定過程可以概述為：由技術首席辦公室匯集NASA當前開創性交叉技術投資信息，與部門優先選項對比、尋找技術差距，識別哪些高優先級技術未得到資助，同時要證明 這些高優先技術與NASA戰略、美國政策目標相一致，進而對其進行優先級排序，形成高優先級航天技術研發需求，最終在決策會議上由NASA高層進行評審以形成戰略技術投資規劃。 具體而言，戰略技術投資規劃的製定包括四個關鍵步驟：差距分析、過濾、排序和決策，如圖5所示。
圖4 NASA戰略技術投資規劃的製定流程
1.差距分析
在各方面信息輸入匯聚的基礎上，技術首席辦公室採用技術路線圖“技術領域分解結構”對當前的技術研發進行組織分類。 分析人員通過分析比較NASA當前技術投資和國家研究委員會建議，識別技術投資方面存在的差距，同時將這些技術差距與技術路線圖進行比照確保涵蓋了全部的關鍵技術需求。 差距分析步驟的產品是一份詳細的NASA技術投資清單、一份高優先級技術列表和未投資的優先技術列表。
2.過濾
在差距分析的基礎上，分析人員將高優先級技術列表與《美國國家空間政策》、《NASA戰略規劃》以及特定任務部的輸入進行比較，並進行精煉，確保新列表中的所有技術能夠滿足 政策、戰略和任務部的需要。
3.排序
匯總後的高優先級技術列表過於冗長，需要進一步識別形成更為精簡的高優先級技術清單，依據是能夠在後續4個財年（即戰略技術投資規劃覆蓋的時長）內有望獲得投資。 排序工作也考慮了外部相關者的利益，包括其他政府部門、國際夥伴和商業部門。 排序過程基於如下準則：（1）NASA各任務部優先技術的滿足情況；（2）國家研究委員會建議優先技術的滿足情況；（3）能夠同時滿足NASA、其他政府部門、國際夥伴、航天業界的 交叉技術；（4）能夠為NASA和國家帶來的整體效益；（5）夥伴機遇、當前投資以及設施和人員水平。 排序步驟的產品是所需技術的優先順序表。
4.決策
在綜合考慮NASA和利益相關者的優先技術需求、預算水平、目前資助技術的進展、國家研究委員會的建議（平衡各技術領域和不同技術成熟度）等因素基礎上，NASA高層領導（包括來自每 個任務部的代表）通過一系列的機構會議，聯合製定一套均衡的投資組合方案。 通過該步驟，最終形成戰略技術投資規劃的投資方式和框架，同時包含平衡投資組合、執行投資規劃的指導原則。
三、NASA戰略技術投資規劃的使用
NASA技術投資組合涵蓋全部門範圍內所有技術研發和相關研究活動。 《戰略技術投資規劃》作為整個NASA技術研發投資的高層指導文件，是調整技術投資組合的指南。 每年NASA技術投資組合要按照《戰略技術投資規劃》規定的投資類別指導原則進行評估。 NASA技術首席辦公室負責該項分析評估活動，將每年的投資情況與《戰略技術投資規劃》的指導原則進行對比。 評估結果由NASA技術執行委員會（NTEC）組織各個任務部和各個辦公室進行審議。 NTEC可以建議對技術投資組合進行重構，以滿足NASA目標。 NTEC也可以根據技術進展情況，建議調整修改《戰略技術投資規劃》指導原則。 NASA各個任務部和辦公室通過各自的計劃執行技術投資組合，這些計劃驅動了NASA全部門的技術研發、各中心的創新活動，以及與其他政府部門、工業界、學術界建立合作夥伴關係。
四、結語
2017年《戰略投資管理規劃》是對2012年《戰略空間技術投資規劃》的重大調整，反映了繼2015年NASA技術路線圖升級以來技術方面取得的進展以及NASA需求發生的變化。 可以預料隨著特朗普政府重新鎖定“重返月球”這一戰略目標，NASA的戰略投資管理規劃還將做出重大調整，但戰略投資管理規劃的製定流程和方法仍然適用，並將發揮重大 的指導作用。