Jak ocenić gotowość technologii na potrzeby projektu B+R?
W trakcie realizacji projektu B+R (np. „szybkiej ścieżki”) opracowywane rozwiązanie przechodzi przez kolejne stadia gotowości technologicznej. Na samym końcu przedsięwzięcia powstaje produkt (usługa / technologia) nadający się do wdrożenia oraz posiadający zadeklarowane we wniosku funkcjonalności, cechy i parametry. Do oceny gotowości rozwiązania służą tzw. poziomy gotowości technologicznej. Warto zapamiętać ten termin, gdyż jest to standard (z niewielkimi odchyleniami) stosowany w odniesieniu do niemal wszystkich programów o charakterze B+R w Unii Europejskiej.
Poziomy gotowości technologicznej (z ang. Technology Readiness Levels, stąd skrót – TRL) zostały opracowane przez NASA w latach siedemdziesiątych ubiegłego stulecia. Agencja wykorzystywała tę metodologię przy realizacji złożonych projektów badawczo-rozwojowych m.in. dotyczących sond kosmicznych. Pierwotnie nowatorskie wówczas podejście TRL upubliczniono w 1989 r. Następnie dokonano jego aktualizacji (zwiększono podział TRL z 7 do 9). Obecne wykorzystywana wersja TRL pochodzi z roku 1995. Metodyka cieszyła się dużym zainteresowaniem m.in. w projektach realizowanych w Departamencie Obrony USA a także w Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Przedsiębiorcy zaangażowani w konkursy organizowane przez NCBR w perspektywie 2014-2020 z pewnością kojarzą rozkład poziomów gotowości technologicznej. W dużym uproszczeniu wygląda on następująco:
źródło: opracowanie własne
Cała skala składa się z 9 poziomów wskazujących na gotowość wdrożeniową opracowywanego rozwiązania (im niższy poziom, tym mniejsze szanse na wdrożenie oraz wyższe ryzyko niepowodzenia przedsięwzięcia). Poniżej zaprezentowano objaśnienie konkretnych poziomów (na podstawie dokumentacji konkursu organizowanego przez NCBR – 1/1.1.1/2021 – „Szybka Ścieżka”):
poziom 1 – zaobserwowano i opisano podstawowe zasady danego zjawiska. Jest to 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. Poziom 1 nie jest ani badaniami przemysłowymi, ani pracami rozwojowymi (są to badania podstawowe, które nie kwalifikują się w większości projektów typu badawczego).
poziom 2 – 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. Poziom 2 był minimalnym poziomem, który stanowił punkt wyjścia dla projektów realizowanych w ramach tzw. szybkiej ścieżki.
poziom 3 – 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.
poziom 4 – 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. Poziom 4 kończy fazę badań technologicznych (obejmującą poziomy 2-4), która odznacza się największym poziomem ryzyka niepowodzenia projektu.
poziom 5 – 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.
poziom 6 – 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. Poziom 6 kończy fazę badań przemysłowych.
poziom 7 – 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.
poziom 8 – 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.
poziom 9 – 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.
Do czego można wykorzystać wiedzę dotyczącą poziomów gotowości technologicznej? Przede wszystkim do określenia punktu na ww. skali, w którym technologia znajduje się w momencie aplikowania (różne rodzaje konkursów wymagają różnego punktu wyjścia, który będzie decydował o początkowej fazie realizacji prac w ramach projektu – w naborach krajowych najczęściej w momencie aplikowania pomysł musi znajdować się min. na poziomie nr 2, co oznacza, że projekt rozpoczyna się min. od poziomu nr 3).
W trakcie planowania poszczególnych etapów prac projektu B+R należy uwzględnić przejście pomiędzy poszczególnymi poziomami gotowości technologicznej. Przykładowo, jeśli na etapie aplikowania pomysł znajduje się na poziomie nr 2, zaś projekt będzie się składał z 3 etapów, można rozłożyć je w ten sposób:
- Etap 1 – TRL 3-4 (badania przemysłowe)
- Etap 2 – TRL 5-6 (badania przemysłowe)
- Etap 3 – TRL 7-8/9 (prace rozwojowe)
Problematyka poziomów gotowości technologicznej jest złożona i zdecydowanie wykracza poza ramy tego wpisu. W praktyce spotyka się bowiem wiele problemów praktycznych, wynikających m.in. z tego, że metodyka TRL – mimo intencji twórców lub / i Unii Europejskiej – nie pasuje tak samo dobrze do wszystkich projektów o charakterze badawczo-rozwojowym. Duża niedookreśloność pojęć i związana z tym mnogość interpretacji sprawia, że pojawiają się problemy dotyczące precyzyjnego kwalifikowania poszczególnych TRL. Największe kontrowersje budzi na ogół umiejscowienie opracowania prototypowego rozwiązania, które – w zależności od szczegółowych prac B+R można zaliczyć do TRL VI lub TRL VII (czyli do badań przemysłowych lub prac rozwojowych).