Poziomy gotowości technologicznej (TRL), czyli od idei do realizacji

Pewnie często zastanawiasz się, jaką drogę musiała pokonać konkretna technologia, by z pomysłu narodzonego w czyjejś głowie stać się realnie istniejącym produktem. A nawet jeśli się nad tym nie zastanawiasz, warto mieć świadomość, że technologie muszą spełnić zwykle wiele warunków i przejść przez wiele testów, zanim będzie można je zastosować w praktyce. Te etapy przygotowania produktu można klasyfikować – jednym ze sposobów jest umieszczenie technologii na dziewięciostopniowej skali poziomu gotowości technologicznej TRL (ang. Technology Readiness Level).

Po co w ogóle określać poziomy gotowości technologicznej (TRL)? Krótko mówiąc, po to by wiedzieć, jak daleko od wdrożenia jest dana innowacja z branży technologicznej. To informacja, która może być przydatna dla potencjalnego inwestora (także gdy ubiegamy się o pieniądze z instytucji zewnętrznych na realizację projektu) lub nabywcy. Bardzo często, by starać się o dofinansowanie na transfer technologii (Czym jest transfer technologii? Przeczytasz o tym tutaj), np. w ramach Sieci Otwartych Innowacji, konieczne jest osiągnięcie konkretnego poziomu gotowości technologicznej. Dlatego warto wiedzieć, ile ich jest i co oznaczają.

Zacznijmy od podstaw. Wyróżniamy 9 poziomów gotowości technologicznej. Poziom pierwszy jest najniższy, a dziewiąty – najwyższy. Przejdźmy teraz przez wszystkie 9 poziomów gotowości technologicznej TRL, których wymaga wiele instytucji, takich jak Agencja Rozwoju Przemysłu S.A. lub Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, w przypadku gdy celem jest uzyskanie finansowania ze środków Unii Europejskiej. Zastanówmy się też, co oznaczają w praktyce:

 

Poziom I

Definicja: Zaobserwowano i opisano podstawowe zasady danego zjawiska – najniższy poziom gotowości technologii, oznaczający rozpoczęcie badań naukowych w celu wykorzystania ich wyników w przyszłych zastosowaniach. Zalicza się do nich między innymi badania naukowe nad podstawowymi właściwościami technologii.

Przykład: Kolejne poziomy gotowości technologicznej najłatwiej będzie wytłumaczyć na podstawie konkretnego, ogólnodostępnego produktu. Niemal każdy z nas ma telefon z dotykowym wyświetlaczem. Zanim jednak dotykowa technologia trafiła do kieszeni lub torebek klientów, przeszła przez wszystkie poziomy gotowości technologicznej TRL. Na początku procesu była pewna bardziej ogólna (choć potwierdzona wstępnymi badaniami) idea, która zakładała, że człowiek mógłby obsługiwać urządzenia z wyświetlaczem za pomocą własnych palców, bez pośrednictwa myszki czy klawiatury.

Poziom II

Definicja: Określono koncepcję technologii lub jej przyszłe zastosowanie. Oznacza to rozpoczęcie procesu poszukiwania potencjalnego zastosowania technologii. Od momentu zaobserwowania podstawowych zasad opisujących nową technologię można postulować praktyczne jej zastosowanie, które jest oparte na przewidywaniach. Nie istnieje jeszcze żaden dowód lub szczegółowa analiza potwierdzająca przyjęte założenia.

Przykład: Jednym z najbardziej oczywistych zastosowań ekranów dotykowych były z pewnością telefony komórkowe. Urządzenia, których moc obliczeniowa dorównuje obecnie wielu komputerom, od dawna potrzebowały technologii, która pozwoli zachować im rozmiar kieszonkowego urządzenia, przy jednoczesnym powiększeniu rozmiarów wyświetlaczy. Przewidywano, że technologia dotykowa okaże się strzałem w dziesiątkę.

Poziom III

Definicja: Potwierdzono analitycznie i eksperymentalnie krytyczne funkcje lub koncepcje technologii. Oznacza to przeprowadzenie badań analitycznych i laboratoryjnych mających na celu potwierdzenie przewidywań badań naukowych wybranych elementów technologii. Zalicza się do nich komponenty, które nie są jeszcze zintegrowane w całość lub też nie są reprezentatywne dla całej technologii.

Przykład: Krótko mówiąc, na tym etapie rozwoju technologii, konieczne było wykonanie badań naukowych, które potwierdzą, że stworzenie ekranu dotykowego jest w ogóle możliwe. Jednym z pomysłów wynalazców było umieszczenie czterech elektrod w rogach konkretnej powierzchni, które wytwarzały między sobą pole elektrostatyczne. Dotknięcie ręką w dowolnym punkcie pomiędzy tymi elektrodami powodowało impuls pozwalający stwierdzić położenie palca. Technologia zatem działała, ale jeszcze nie w połączeniu z ekranem.

Poziom IV

Definicja: Zweryfikowano komponenty technologii lub podstawowe jej podsystemy w warunkach laboratoryjnych. Proces ten oznacza, że podstawowe komponenty technologii zostały zintegrowane. Zalicza się do nich zintegrowane ad hoc modele w laboratorium. Uzyskano ogólne odwzorowanie docelowego systemu w warunkach laboratoryjnych.

Przykład: Krótko – na tym etapie połączono wynalezioną technologię dotykową z innym koniecznym komponentem, czyli ekranem ciekłokrystalicznym (LCD) w warunkach laboratoryjnych.

Poziom V

Definicja: Zweryfikowano komponenty lub podstawowe podsystemy technologii w środowisku zbliżonym do rzeczywistego. Podstawowe komponenty technologii są zintegrowane z rzeczywistymi elementami wspomagającymi. Technologia może być przetestowana w symulowanych warunkach operacyjnych.

Przykład: Na poziomie piątym konieczna była weryfikacja, czy ekran LCD wyświetla prawidłowy obraz, a ekran dotykowy po połączeniu także zachowuje swoje właściwości. Krótko mówiąc, tworzymy prototyp gotowy do pierwszych testów w warunkach symulujących te rzeczywiste.

Poziom VI

Definicja: Dokonano demonstracji prototypu lub modelu systemu albo podsystemu technologii w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Oznacza to, że przebadano reprezentatywny model lub prototyp systemu, który jest znacznie bardziej zaawansowany od badanego na poziomie V, w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Do badań na tym poziomie zalicza się badania prototypu w warunkach laboratoryjnych odwzorowujących z dużą wiernością warunki rzeczywiste lub w symulowanych warunkach operacyjnych.

Przykład: Na szóstym poziomie gotowości technologicznej testuje się prototyp (w tym przykładzie jest to telefon komórkowy z ekranem dotykowym) w warunkach zbliżonych do tych, w których urządzenie ma działać w przyszłości. Nie jest to jednak ostateczna demonstracja. Konieczne jest bowiem zapewnienie bezpiecznych warunków, które pozwolą zabezpieczyć się na wypadek pęknięcia ekranu, samozapłonu urządzenia lub podobnych zagrożeń.

Poziom VII

Definicja: Dokonano demonstracji prototypu technologii w warunkach operacyjnych. Prototyp jest już prawie na poziomie systemu operacyjnego. Poziom ten reprezentuje znaczący postęp w odniesieniu do poziomu VI i wymaga zademonstrowania, że rozwijana technologia jest możliwa do zastosowania w warunkach operacyjnych. Do badań na tym poziomie zalicza się badania prototypów na tzw. platformach badawczych.

Przykład: Na tym poziomie testy telefonu z dotykowym ekranem przypominają już korzystanie z finalnego produktu, nadal jednak trzeba wziąć pod uwagę możliwość ewentualnych poprawek.

Poziom VIII

Definicja: Zakończono badania i demonstrację ostatecznej formy technologii. Oznacza to, że potwierdzono, że docelowy poziom technologii został osiągnięty i technologia może być zastosowana w przewidywanych dla niej warunkach. Praktycznie poziom ten reprezentuje koniec demonstracji. Przykłady obejmują badania i ocenę systemów w celu potwierdzenia spełnienia założeń projektowych, włączając w to założenia odnoszące się do zabezpieczenia logistycznego i szkolenia.

Przykład: Aby osiągnąć ten poziom, testujemy produkt i poprawiamy do momentu, gdy będziemy pewni, że jest bezpieczny i spełnia swoje założenia w stu procentach. Na tym poziomie wykonuje się także testowe serie produkcyjne, które pozwalają określić, czy nasz produkt jest gotowy do masowej produkcji.

Poziom IX

Definicja: Sprawdzenie technologii w warunkach rzeczywistych odniosło zamierzony efekt. Wskazuje to, że demonstrowana technologia jest już w ostatecznej formie i może zostać zaimplementowana w docelowym systemie. Między innymi dotyczy to wykorzystania opracowanych systemów w warunkach rzeczywistych.

Przykład: Nic dodać, nic ująć. Nasz telefon z ekranem dotykowym jest gotowy do użytku i – co ważne – znajduje się na etapie seryjnej produkcji.

Powyższy przykład dotyczy poziomów gotowości technologicznej konkretnego produktu, ale warto pamiętać, że TRL możemy odnieść także do procesów, np. gdy chcemy wprowadzić inny sposób dostawy w naszej firmie logistycznej. Analogicznie – wymaga on sprawdzenia i udokumentowania gotowości na dziewięciu powyższych poziomach. Trzeba jednak zauważyć, że nie każdy projekt technologiczny i innowacja przechodzi w realnym świecie przez wszystkie wymienione poziomy gotowości technologicznej. Omawiamy w ten sposób pewien idealny model, który zapewnia zarówno bezpieczeństwo działania technologii, jak i spokój dla potencjalnego inwestora czy grantodawcy.