Úroveň připravenosti technologie - Technology readiness level

Úrovně připravenosti technologie NASA

Úrovně technologické připravenosti (TRL) jsou metodou pro odhad splatnost technologií během akviziční fáze programu vyvinutého v NASA během sedmdesátých let. Použití TRL umožňuje konzistentní a jednotné diskuse o technické vyspělosti napříč různými typy technologií.[1] Technologický TRL je určen během hodnocení technologické připravenosti (Technology Readiness Assessment - TRA), které zkoumá koncepty programu, technologické požadavky a předvedené technologické schopnosti. TRL jsou založeny na stupnici od 1 do 9, přičemž 9 je nejvyspělejší technologií.[1] The Americké ministerstvo obrany používá stupnici pro zadávání veřejných zakázek od počátku 21. století. Do roku 2008 se stupnice používala také na EU Evropská kosmická agentura (ESA).[2]

The Evropská komise doporučil, aby měřítko přijaly v roce 2010 výzkumné a inovační projekty financované EU.[1] V roce 2014 byly následně v EU použity TRL Program Horizont 2020. V roce 2013 byla stupnice TRL dále svatořečena ISO 16290: 2013 standard.[1] Komplexní přístup a diskuse o TRL byly zveřejněny Evropská asociace výzkumných a technologických organizací (EARTO).[3] Rozsáhlá kritika přijetí měřítka TRL Evropskou unií byla publikována v časopise The Innovation Journal a uvádí, že „konkrétnost a propracovanost měřítka TRL se postupně zmenšovala, jak se jeho použití rozšířilo mimo původní kontext (vesmírné programy)“.[1]

Dějiny

Úrovně technologické připravenosti byly původně koncipovány v NASA v roce 1974 a formálně definovány v roce 1989. Původní definice zahrnovala sedm úrovní, ale v 90. letech NASA přijala současnou devítiúrovňovou stupnici, která následně získala široké přijetí.[4]

Původní definice NASA TRL (1989)[5]

Úroveň 1 - Dodržování a vykazování základních zásad
Úroveň 2 - Potenciální aplikace ověřena
Úroveň 3 - Prokazání koncepce předvedené, analyticky a / nebo experimentálně
Úroveň 4 - Komponenta a / nebo Nepájivá deska Laboratoř ověřena
Úroveň 5 - Komponenta nebo prkénko ověřené v simulovaném prostředí nebo prostředí Realspace
Úroveň 6 - Přiměřenost systému ověřena v simulovaném prostředí
Úroveň 7 - Přiměřenost systému ověřena ve vesmíru

Metodiku TRL vytvořil Stan Sadin v ústředí NASA v roce 1974.[4] V té době byl Ray Chase zástupcem JPL Propulsion Division v konstrukčním týmu Jupiter Orbiter. Na návrh Stana Sadina použil Chase tuto metodiku k posouzení technologické připravenosti navrhovaného designu kosmické lodi JPL Jupiter Orbiter.[Citace je zapotřebí ] Později pan Chase strávil rok v ústředí NASA a pomáhal panu Sadinovi institucionalizovat metodiku TRL. Pan Chase nastoupil do společnosti ANSER v roce 1978, kde pomocí metodiky TRL vyhodnotil technologickou připravenost navrhovaných rozvojových programů letectva. V průběhu 80. a 90. let publikoval několik článků o opakovaně použitelných nosných raketách využívajících metodiku TRL.[6] Ty dokumentovaly rozšířenou verzi metodiky, která zahrnovala konstrukční nástroje, testovací zařízení a připravenost výroby na programu letectva neměla.[Citace je zapotřebí ] Vedoucí programu Have Not Greg Jenkins a Ray Chase publikovali rozšířenou verzi metodiky TRL, která zahrnovala design a výrobu.[Citace je zapotřebí ] Leon McKinney a pan Chase použili rozšířenou verzi k posouzení technologické připravenosti konceptu HRS (Highly Reusable Space Transportation) týmu ANSER.[7] ANSER také vytvořil upravenou verzi metodiky TRL pro navrhované programy Agentury pro vnitřní bezpečnost.[8]

The United States Air Force přijala používání úrovní připravenosti na technologii v 90. letech.[Citace je zapotřebí ]

V roce 1995 John C. Mankins NASA napsala dokument, který pojednával o použití TRL ze strany NASA, rozšířil rozsah a navrhl rozšířené popisy pro každý TRL.[1] V roce 1999 Spojené státy Hlavní účetní vytvořil vlivnou zprávu[9] který zkoumal rozdíly v technologický přechod mezi DOD a soukromým průmyslem. Došla k závěru, že DOD podstupuje větší rizika a pokusy o přechod na nově vznikající technologie s nižší úrovní vyspělosti než soukromý průmysl. GAO dospělo k závěru, že použití nezralé technologie zvýšilo celkové riziko programu. GAO doporučilo, aby DOD více využívalo úrovně technologické připravenosti jako prostředek k hodnocení vyspělosti technologie před přechodem. V roce 2001 vydal náměstek ministra obrany pro vědu a technologii memorandum, které schválilo používání TRL v nových hlavních programech. Pokyny pro posuzování vyspělosti technologie byly začleněny do Průvodce získáváním obrany.[10] Následně DOD vytvořil podrobnou příručku pro používání TRL v příručce DOD Technology Readiness Assessment Deskbook z roku 2003.

Kvůli jejich významu pro bydlení byly „úrovně bydlení připravené ke čtení (HRL)“ vytvořeny skupinou inženýrů NASA (Jan Connolly, Kathy Daues, Robert Howard a Larry Toups). Byly vytvořeny za účelem splnění požadavků na obyvatelnost a aspektů designu v korelaci s již zavedenými a široce používanými standardy různých agentur, včetně NASA TRL.[11][12]

V Evropské unii

Evropská kosmická agentura[1] přijala stupnici TRL v polovině 2000. Jeho příručka[13] pečlivě sleduje definici TRL podle NASA. Univerzální využití TRL v politice EU bylo navrženo v závěrečné zprávě první skupiny odborníků na vysoké úrovni pro klíčové základní technologie,[14] a byla skutečně provedena v následném rámcovém programu EU s názvem H2020, který bude probíhat od roku 2013 do roku 2020.[1] To znamená nejen vesmírné a zbrojní programy, ale vše od nanotechnologií po informatiku a komunikační technologie.

Aktuální definice TRL

Aktuální využití NASA

Současná devítibodová stupnice NASA je:[15]

TRL 1 - dodržovány a hlášeny základní principy
TRL 2 - Technologický koncept a / nebo aplikace formulovaná
TRL 3 - Analytická a experimentální kritická funkce a / nebo charakteristický důkaz konceptu
TRL 4 - Validace komponent a / nebo prkénka v laboratorním prostředí
TRL 5 - Validace komponent a / nebo prkénka v relevantním prostředí
TRL 6 - Demonstrace modelu / subsystému nebo prototypu v relevantním prostředí (země nebo prostor)
TRL 7 - Demonstrace prototypu systému ve vesmírném prostředí
TRL 8 - Skutečný systém dokončen a „kvalifikován k letu“ prostřednictvím zkoušky a předvedení (pozemní nebo vesmírný)
TRL 9 - Skutečný systém „ověřený letem“ prostřednictvím úspěšných operací mise

Evropská unie

TRL v Evropě jsou následující:[16]

TRL 1 - dodrženy základní zásady
TRL 2 - formulován technologický koncept
TRL 3 - Experimentální důkaz konceptu
TRL 4 - Technologie ověřená v laboratoři
TRL 5 - Technologie ověřená v relevantním prostředí (průmyslově relevantní prostředí v případě klíčových základních technologií)
TRL 6 - Technologie předvedená v relevantním prostředí (průmyslově relevantní prostředí v případě klíčových podporujících technologií)
TRL 7 - Demonstrace prototypu systému v operačním prostředí
TRL 8 - Systém je kompletní a kvalifikovaný
TRL 9 - Skutečný systém osvědčený v provozním prostředí (konkurenceschopná výroba v případě klíčových podporujících technologií; nebo ve vesmíru)


Hodnotící nástroje

Přechodový mechanismus TPMM

A Kalkulačka úrovně připravenosti na technologii byl vyvinut United States Air Force.[17] Tento nástroj je standardní sadou otázek implementovaných v Microsoft Excel který vytváří grafické zobrazení dosažených TRL. Účelem tohoto nástroje je poskytnout snímek technologické vyspělosti v daném časovém okamžiku.[18]

The Model řízení technologického programu byl vyvinut Armáda Spojených států.[19] TPMM je model činnosti s vysokou věrností zaměřený na TRL, který poskytuje flexibilní nástroj pro správu, který pomáhá technologickým manažerům při plánování, správě a hodnocení jejich technologií pro úspěšný technologický přechod. Tento model poskytuje základní sadu činností včetně systémové inženýrství a řízení programu úkoly, které jsou šité na míru technologickému vývoji a cílům správy. Tento přístup je komplexní, přesto konsoliduje komplexní činnosti, které jsou relevantní pro vývoj a přechod konkrétního technologického programu do jednoho integrovaného modelu.[20]

Použití

Primárním účelem využití úrovní připravenosti technologie je pomoci managementu při rozhodování o vývoji a přechodu technologie. Mělo by se na něj pohlížet jako na jeden z několika nástrojů, které jsou potřebné k řízení pokroku v oblasti výzkumu a vývoje v organizaci.[21]

Mezi výhody TRL:[22]

  • Poskytuje společné chápání stavu technologie
  • Řízení rizik
  • Používá se k rozhodování o financování technologií
  • Používá se k rozhodování o přechodu technologie

Některé z charakteristik TRL, které omezují jejich užitečnost:[22]

  • Připravenost nemusí nutně odpovídat vhodnosti nebo technologické vyspělosti
  • Zralý produkt může mít větší nebo menší stupeň připravenosti k použití v konkrétním kontextu systému než produkt s nižší splatností
  • Je třeba vzít v úvahu řadu faktorů, včetně relevance operačního prostředí produktů pro daný systém, jakož i architektonického nesouladu produktu a systému.

Současné modely TRL mají tendenci ignorovat negativní a zastaralé faktory. Byly učiněny návrhy na začlenění těchto faktorů do hodnocení.[23]

Pro složité technologie, které zahrnují různé vývojové fáze, bylo vyvinuto podrobnější schéma zvané Technology Readiness Pathway Matrix, které přechází od základních jednotek k aplikacím ve společnosti. Tento nástroj si klade za cíl ukázat, že úroveň připravenosti technologie je založena na méně lineárním procesu, ale na složitější cestě její aplikace ve společnosti.[24]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F G h Mihaly, Heder (září 2017). „Od NASA k EU: vývoj měřítka TRL v inovacích ve veřejném sektoru“ (PDF). Inovační deník. 22: 1–23. Archivovány od originál (PDF) 11. října 2017.
  2. ^ Příručka EAS TRL
  3. ^ Stupnice TRL jako nástroj politiky výzkumu a inovací
  4. ^ A b Banke, Jim (20. srpna 2010). „Demystifikované úrovně připravenosti na technologii“. NASA.
  5. ^ Sadin, Stanley R .; Povinelli, Frederick P .; Rosen, Robert (1. října 1988). "Technologie NASA tlačí směrem k budoucím systémům vesmírných misí, představený na IAF, Mezinárodní astronautický kongres, 39., Bangalore, Indie, 8. – 15. října 1988 “.
  6. ^ Chase, R.L. (26. června 1991). "Metodika pro hodnocení technologické a výrobní připravenosti vozidel s technologií NASP (AIAA 91-2389), představený na 27. společné konferenci o pohonu, 24. – 26. června 1991, Sacramento CA “.
  7. ^ R. L. Chase; L. E. McKinney; H. D. Froning, Jr.; P. Czysz; et al. (22. ledna 1999). „Srovnání vybraných možností pohonu dýchání vzduchem pro letecký letoun“. Americký fyzikální institut.
  8. ^ "Kalkulátor úrovně připravenosti na vnitřní bezpečnost a vědu a technologii (verze 1.1) - závěrečná zpráva a uživatelská příručka" (PDF). Ústav vnitřní bezpečnosti. 30. září 2009. Archivovány od originál (PDF) 26. srpna 2010.
  9. ^ „Osvědčené postupy: Lepší správa technologie může zlepšit výsledky zbraňového systému (GAO / NSIAD-99-162)“ (PDF). Hlavní účetní. Červenec 1999.
  10. ^ Průvodce získáváním obrany Archivováno 2012-04-25 na Wayback Machine
  11. ^ Häuplik-Meusburger and Bannova (2016). Výuka vesmírné architektury pro inženýry a architekty. Springer. ISBN  978-3-319-19278-9.
  12. ^ Cohen, Marc (2012). „Mockups 101: Code and Standard Research for Space Habitat Analogues“. Konference AIAA Space 2012. Pasadena, Kalifornie.
  13. ^ Příručka úrovní připravenosti na technologie pro vesmírné aplikace. https://artes.esa.int/sites/default/files/TRL_Handbook.pdf: Evropská kosmická agentura. 2008.
  14. ^ „Expertní skupina na vysoké úrovni pro klíčové technologie - závěrečná zpráva“. Červen 2011. str. 31. Citováno 16. března 2020.
  15. ^ „Definice úrovně technologické připravenosti“ (PDF). nasa.gov. Citováno 6. září 2019. Tento článek včlení text z tohoto zdroje, který je v veřejná doména.
  16. ^ „Úrovně technologické připravenosti (TRL); Výňatek z části 19 - rozhodnutí Komise C (2014) 4995“ (PDF). ec.europa.eu. 2014. Citováno 11. listopadu 2019. CC-BY icon.svg Materiál byl zkopírován z tohoto zdroje, který je k dispozici pod a Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0.
  17. ^ Nolte, William L .; et al. (20. října 2003). "Kalkulačka úrovně technologické připravenosti, výzkumná laboratoř vzdušných sil, představený na konferenci NDIA Systems Engineering Conference “. Archivovány od originál dne 13. května 2015.
  18. ^ „Technology Assessment Calculator“.
  19. ^ Craver, Jeffrey T .; et al. (26. října 2006). "Model řízení technologického programu, armádní vesmírné a technické středisko velení raketové obrany, představený na konferenci NDIA Systems Engineering Conference " (PDF).
  20. ^ "TPMM - Model Technology Management Model (k dispozici pouze pro komponenty DOD) ".
  21. ^ Christophe Deutsch; Chiara Meneghini; Ozzy Mermut; Martin Lefort. „Měření připravenosti technologií ke zlepšení řízení inovací“ (PDF). INO. Archivovány od originál (PDF) dne 02.06.2012. Citováno 2011-11-27.
  22. ^ A b Ben Dawson (31. října 2007). „Dopad zavádění technologií na organizace“ (PDF). Technologické centrum pro integraci lidských faktorů. Archivovány od originál (PDF) dne 26. dubna 2012.
  23. ^ Ricardo Valerdi; Ron J. Kohl (březen 2004). "Přístup k řízení technologických rizik„Symposium Engineering Systems Division Symposium MIT, Cambridge, MA, 29. – 31. Března 2004“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 11. června 2008.
  24. ^ Vincent Jamier; Christophe Aucher (duben 2018). "Úrovně připravenosti na demystifikaci technologií pro komplexní technologie, Leitat, Barcelona, ​​24. dubna 2018 “.

Online

externí odkazy