مستوى الجاهزية التكنولوجية

مستويات جاهزية تكنولوجيا ناسا

مستويات جاهزية التكنولوجيا ( TRLs ) هي منهجية لتقدير نضج التقنيات خلال مرحلة اقتناء أي برنامج. تُمكّن هذه المستويات من إجراء مناقشات متسقة وموحدة حول النضج التقني لمختلف أنواع التكنولوجيا. [ 1 ] يتم تحديد مستوى جاهزية التكنولوجيا خلال تقييم جاهزية التكنولوجيا ( TRA ) الذي يدرس مفاهيم البرنامج، ومتطلبات التكنولوجيا، والقدرات التقنية المُثبتة. وتستند مستويات جاهزية التكنولوجيا إلى مقياس من 1 إلى 9، حيث يُمثل الرقم 9 أعلى مستوى من النضج التقني. [ 1 ]

طُوِّر مقياس مستوى الجاهزية التكنولوجية (TRL) في وكالة ناسا خلال سبعينيات القرن الماضي. وتستخدمه وزارة الدفاع الأمريكية في عمليات الشراء منذ مطلع الألفية الثانية. وبحلول عام ٢٠٠٨، كان المقياس مُستخدمًا أيضًا في وكالة الفضاء الأوروبية (ESA). [ ٢ ] وفي عام ٢٠١٠، نصحت المفوضية الأوروبية مشاريع البحث والابتكار الممولة من الاتحاد الأوروبي باعتماد هذا المقياس. [ ١ ] ونتيجةً لذلك، استُخدم مقياس مستوى الجاهزية التكنولوجية في عام ٢٠١٤ ضمن برنامج الاتحاد الأوروبي "هورايزون ٢٠٢٠ " . وفي عام ٢٠١٣، اعتمدت المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) مقياس مستوى الجاهزية التكنولوجية رسميًا من خلال نشر معيار ISO ١٦٢٩٠:٢٠١٣. [ ١ ]

نشرت الرابطة الأوروبية لمنظمات البحث والتكنولوجيا دراسة شاملة تتناول مفهوم مستويات الجاهزية التكنولوجية (TRL). [ 3 ] ونُشرت انتقادات واسعة النطاق لاعتماد الاتحاد الأوروبي لمقياس الجاهزية التكنولوجية في مجلة الابتكار، حيث ذُكر أن "وضوح ودقة مقياس الجاهزية التكنولوجية قد تضاءلت تدريجيًا مع انتشار استخدامه خارج سياقه الأصلي (برامج الفضاء)". [ 1 ]

التعريفات

TRLاستخدام ناسا [ 4 ]الاتحاد الأوروبي [ 5 ]
1تمت ملاحظة المبادئ الأساسية والإبلاغ عنهاالمبادئ الأساسية المتبعة
2صياغة مفهوم التكنولوجيا و/أو تطبيقهاتم صياغة مفهوم التكنولوجيا
3إثبات المفهوم التحليلي والتجريبي للوظيفة الحرجة و/أو الخاصيةإثبات تجريبي للمفهوم
4التحقق من صحة المكونات و/أو لوحة التجارب في بيئة المختبرتم التحقق من صحة التكنولوجيا في المختبر
5التحقق من صحة المكونات و/أو لوحة التجارب في البيئة ذات الصلةتم التحقق من صحة التكنولوجيا في بيئة ذات صلة (بيئة ذات صلة بالصناعة في حالة التقنيات التمكينية الرئيسية)
6عرض نموذج أو نموذج أولي للنظام/النظام الفرعي في بيئة مناسبة (أرضية أو فضائية)تم إثبات التكنولوجيا في بيئة ذات صلة (بيئة ذات صلة بالصناعة في حالة التقنيات التمكينية الرئيسية)
7عرض نموذج أولي للنظام في بيئة فضائيةعرض نموذج أولي للنظام في بيئة تشغيلية
8تم إكمال النظام الفعلي و"تأهيله للطيران" من خلال الاختبار والعرض التوضيحي (أرضي أو فضائي).النظام كامل ومؤهل
9تم إثبات فعالية النظام الفعلي "في رحلات جوية" من خلال عمليات مهمة ناجحةتم إثبات فعالية النظام الفعلي في بيئة تشغيلية (التصنيع التنافسي في حالة التقنيات التمكينية الرئيسية؛ أو في الفضاء)

أدوات التقييم

نقطة اتخاذ القرار في وحدة تحليل البيانات / آليات الانتقال في نموذج إدارة المشاريع

طوّر سلاح الجو الأمريكي أداةً لحساب مستوى جاهزية التكنولوجيا . [ 6 ] هذه الأداة عبارة عن مجموعة أسئلة قياسية مُطبّقة في برنامج مايكروسوفت إكسل ، تُنتج عرضًا بيانيًا لمستويات جاهزية التكنولوجيا المُحققة. تهدف هذه الأداة إلى تقديم لمحة سريعة عن نضج التكنولوجيا في وقت مُحدد. [ 7 ]

أداة نقطة القرار (DP) التابعة لجامعة اقتناء الدفاع (DAU)، والتي كانت تُعرف في الأصل باسم نموذج إدارة البرامج التقنية، طُوّرت من قِبل الجيش الأمريكي [ 8 ] ، ثم اعتمدتها جامعة اقتناء الدفاع لاحقًا. يُعدّ نموذج نقطة القرار/نموذج إدارة البرامج التقنية (DP/TPMM) نموذجًا عالي الدقة للأنشطة، مُصنّفًا حسب مستوى نضج التكنولوجيا (TRL)، ويوفر أداة إدارة مرنة لمساعدة مديري التكنولوجيا في تخطيط وإدارة وتقييم تقنياتهم لضمان نجاح عملية الانتقال التكنولوجي. يُقدّم النموذج مجموعة أساسية من الأنشطة، بما في ذلك مهام هندسة النظم وإدارة البرامج ، المصممة خصيصًا لأهداف تطوير التكنولوجيا وإدارتها. هذا النهج شامل، ولكنه في الوقت نفسه يُوحّد الأنشطة المعقدة ذات الصلة بتطوير وانتقال برنامج تقني مُحدد في نموذج متكامل واحد. [ 9 ]

الاستخدامات

يتمثل الهدف الرئيسي من استخدام مستويات الجاهزية التكنولوجية في مساعدة الإدارة على اتخاذ القرارات المتعلقة بتطوير التكنولوجيا ونقلها. وهي إحدى الأدوات العديدة اللازمة لإدارة تقدم أنشطة البحث والتطوير داخل المؤسسة. [ 10 ]

من بين مزايا TRLs: [ 11 ]

  • يوفر فهمًا مشتركًا لحالة التكنولوجيا
  • إدارة المخاطر
  • تُستخدم لاتخاذ القرارات المتعلقة بتمويل التكنولوجيا
  • تُستخدم لاتخاذ القرارات المتعلقة بانتقال التكنولوجيا

بعض خصائص مستويات الجاهزية التكنولوجية التي تحد من فائدتها: [ 11 ]

  • لا تتناسب الجاهزية بالضرورة مع الملاءمة أو نضج التكنولوجيا
  • قد يمتلك المنتج الناضج درجة أكبر أو أقل من الجاهزية للاستخدام في سياق نظام معين مقارنةً بمنتج أقل نضجًا.
  • يجب مراعاة العديد من العوامل، بما في ذلك مدى ملاءمة بيئة تشغيل المنتجات للنظام قيد الدراسة، بالإضافة إلى عدم التوافق المعماري بين المنتج والنظام.

تميل نماذج مستوى الجاهزية التكنولوجية (TRL) إلى تجاهل العوامل السلبية وعوامل التقادم. وقد تم تقديم اقتراحات لإدراج هذه العوامل في التقييمات. [ 12 ]

بالنسبة للتقنيات المعقدة التي تتضمن مراحل تطوير متعددة، تم تطوير مخطط أكثر تفصيلاً يُسمى مصفوفة مسار جاهزية التكنولوجيا، ينتقل من الوحدات الأساسية إلى التطبيقات في المجتمع. تهدف هذه الأداة إلى إظهار أن مستوى جاهزية التكنولوجيا يعتمد على مسار أكثر تعقيدًا من خلال تطبيقها في المجتمع، وليس على عملية خطية. [ 13 ]

تاريخ

تم وضع مستويات الجاهزية التكنولوجية في وكالة ناسا عام 1974 وتم تعريفها رسميًا عام 1989. تضمن التعريف الأصلي سبعة مستويات، ولكن في التسعينيات اعتمدت ناسا مقياسًا من تسعة مستويات والذي حظي لاحقًا بقبول واسع النطاق. [ 14 ]

تعريفات ناسا الأصلية لمستوى نضج التكنولوجيا (1989) [ 15 ]

المستوى 1 - المبادئ الأساسية التي تمت ملاحظتها والإبلاغ عنها
المستوى 2 - تم التحقق من صحة الطلب المحتمل
المستوى 3 – إثبات المفهوم، تحليليًا و/أو تجريبيًا
المستوى 4 - تم التحقق من صحة المكون و/أو لوحة التجارب في المختبر
المستوى 5 - تم التحقق من صحة المكون و/أو لوحة التجارب في بيئة محاكاة أو بيئة حقيقية
المستوى 6 - التحقق من كفاءة النظام في بيئة محاكاة
المستوى 7 - التحقق من كفاءة النظام في الفضاء

ابتكر ستان سادين منهجية مستوى جاهزية التكنولوجيا (TRL) في مقر وكالة ناسا عام 1974. [ 14 ] وكان راي تشيس آنذاك ممثل قسم الدفع في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL) ضمن فريق تصميم مركبة جوبيتر المدارية. وبناءً على اقتراح من ستان سادين، استخدم تشيس هذه المنهجية لتقييم جاهزية التكنولوجيا لتصميم مركبة جوبيتر المدارية المقترح من مختبر الدفع النفاث. لاحقًا، أمضى تشيس عامًا في مقر ناسا لمساعدة سادين في ترسيخ منهجية مستوى جاهزية التكنولوجيا. انضم تشيس إلى شركة ANSER عام 1978، حيث استخدم منهجية مستوى جاهزية التكنولوجيا لتقييم جاهزية التكنولوجيا لبرامج التطوير المقترحة للقوات الجوية الأمريكية. ونشر عدة مقالات خلال ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي حول مركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام باستخدام منهجية مستوى جاهزية التكنولوجيا. [ 16 ]

وثّقت هذه الوثائق نسخةً موسّعةً من المنهجية شملت أدوات التصميم، ومرافق الاختبار، وجاهزية التصنيع لبرنامج "هاف نوت" التابع للقوات الجوية. ونشر مدير برنامج "هاف نوت"، غريغ جينكينز، وراي تشيس، النسخة الموسّعة من منهجية مستوى جاهزية التكنولوجيا (TRL)، والتي تضمنت التصميم والتصنيع. واستخدم ليون ماكيني وتشيس النسخة الموسّعة لتقييم جاهزية التكنولوجيا لمفهوم النقل الفضائي عالي إعادة الاستخدام (HRST) التابع لفريق ANSER. [ 17 ] كما طوّرت ANSER نسخةً معدّلةً من منهجية مستوى جاهزية التكنولوجيا (TRL) لبرامج مقترحة لوكالة الأمن الداخلي. [ 18 ]

اعتمدت القوات الجوية الأمريكية استخدام مستويات الجاهزية التكنولوجية في التسعينيات.

في عام ١٩٩٥، كتب جون سي. مانكينز ، من وكالة ناسا، ورقة بحثية ناقش فيها استخدام ناسا لمستويات جاهزية التكنولوجيا (TRL)، ووسّع نطاقها، واقترح وصفًا مُفصّلًا لكل مستوى منها. [ ١ ] وفي عام ١٩٩٩، أصدر مكتب المحاسبة العامة الأمريكي تقريرًا مؤثرًا [ ١٩ ] تناول الاختلافات في نقل التكنولوجيا بين وزارة الدفاع الأمريكية والقطاع الخاص. وخلص التقرير إلى أن وزارة الدفاع الأمريكية تُقدم على مخاطر أكبر وتسعى إلى نقل التقنيات الناشئة بدرجات نضج أقل مقارنةً بالقطاع الخاص. وخلص مكتب المحاسبة العامة الأمريكي إلى أن استخدام التكنولوجيا غير الناضجة يزيد من المخاطر الإجمالية للبرنامج. وأوصى المكتب وزارة الدفاع الأمريكية بتوسيع نطاق استخدام مستويات جاهزية التكنولوجيا كوسيلة لتقييم نضج التكنولوجيا قبل نقلها. [ ٢٠ ]

في عام 2001، أصدر نائب وكيل وزارة الدفاع الأمريكية للعلوم والتكنولوجيا مذكرةً تُؤيد استخدام مستويات نضج التكنولوجيا (TRLs) في البرامج الرئيسية الجديدة. وقد أُدرجت إرشادات تقييم نضج التكنولوجيا في دليل اقتناء الدفاع . [ 21 ] وفي وقت لاحق، وضعت وزارة الدفاع الأمريكية إرشاداتٍ تفصيليةً لاستخدام مستويات نضج التكنولوجيا في كتاب تقييم جاهزية التكنولوجيا الصادر عن وزارة الدفاع عام 2003.

نظراً لأهميتها في مجال السكن، تم وضع "مستويات جاهزية السكن" (HRL) من قبل مجموعة من مهندسي ناسا (جان كونولي، وكاثي داوس، وروبرت هوارد، ولاري توبس). وقد صُممت هذه المستويات لتلبية متطلبات السكن وجوانب التصميم بما يتوافق مع المعايير المعمول بها والمستخدمة على نطاق واسع من قبل وكالات مختلفة، بما في ذلك مستويات جاهزية التكنولوجيا (TRL) التابعة لناسا. [ 22 ] [ 23 ]

في الآونة الأخيرة، قام الدكتور علي عباس، أستاذ الهندسة الكيميائية والعميد المشارك للبحوث في جامعة سيدني، والدكتور موبين نومفار، مهندس كيميائي ومتخصص في التسويق التجاري، بتطوير مستوى الجاهزية التجارية (CRL)، وهو مقياس من تسع نقاط يتم مزامنته مع مستوى الجاهزية التكنولوجية (TRL) كجزء من مسار ابتكاري حاسم لتقييم مشاريع الابتكار وتحسينها بسرعة لضمان تبنيها في السوق وتجنب فشلها. [ 24 ]

في الاتحاد الأوروبي

اعتمدت وكالة الفضاء الأوروبية [ 1 ] مقياس مستوى الجاهزية التكنولوجية (TRL) في منتصف العقد الأول من الألفية الثانية. ويتبع دليلها [ 2 ] تعريف وكالة ناسا لمستويات الجاهزية التكنولوجية بشكل وثيق. وفي عام 2022، أُتيحت حاسبة مستوى الجاهزية التكنولوجية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية للجمهور. وقد اقتُرح الاستخدام الشامل لمستوى الجاهزية التكنولوجية في سياسات الاتحاد الأوروبي في التقرير النهائي لأول فريق خبراء رفيع المستوى معني بالتقنيات التمكينية الرئيسية [ 25 ] ، وتم تطبيقه في برنامج الاتحاد الأوروبي الإطاري اللاحق، المسمى " هورايزون 2020" ، الذي امتد من عام 2013 إلى عام 2020 [ 1 ] ، واستمر العمل به في برامج الاتحاد الأوروبي الإطارية اللاحقة. وهذا يعني أنه لا يُطبق فقط على برامج الفضاء والأسلحة، بل على كل شيء من تكنولوجيا النانو إلى تكنولوجيا المعلومات والاتصالات.

"وادي الموت"

غالبًا ما تفشل التقنيات الجديدة في الانتقال من مستوى الجاهزية التكنولوجية 5 إلى 7؛ ولذلك، يُشار إلى هذين المستويين بـ"وادي الموت" بالنسبة للتقنيات الجديدة. ويعود ذلك عادةً إلى ضرورة استثمار صناعي كبير للتحقق من صحة التقنية ميدانيًا، مع عدم حل جميع التحديات ذات الصلة؛ وقد يرتبط أيضًا باختلاف دوافع تمويل الصناعة للبحوث الأكاديمية . [ 26 ] تشمل التحديات الأخرى في هذه المستويات من الجاهزية عدم الرغبة في تبني التقنيات (مثلًا في العقود الحكومية ) والبيروقراطية . وقد بُذلت جهود بحثية كبيرة لدعم المزيد من التقنيات والمجموعات البحثية لسد هذه الفجوة. [ 27 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 ميهالي، هيدر (سبتمبر 2017). "من ناسا إلى الاتحاد الأوروبي: تطور مقياس مستوى الجاهزية التكنولوجية في ابتكار القطاع العام" (ملف PDF) . مجلة الابتكار . 22 : 1-23 . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 11 أكتوبر 2017.
  2. 1 2 "دليل مستويات الجاهزية التكنولوجية لتطبيقات الفضاء" (ملف PDF) (الطبعة السادسة، المراجعة الأولى ). وكالة الفضاء الأوروبية . سبتمبر 2008. TEC-SHS/5551/MG/ap. 
  3. "مقياس مستوى الجاهزية التكنولوجية كأداة لسياسة البحث والابتكار، توصيات الرابطة الأوروبية لمنظمات البحث والتكنولوجيا" (ملف PDF) . الرابطة الأوروبية لمنظمات البحث والتكنولوجيا. 30 أبريل 2014.
  4. "تعريفات مستوى الجاهزية التكنولوجية" (ملف PDF) . nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 سبتمبر 2019 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  5. "مستويات الجاهزية التكنولوجية (TRL)؛ مقتطف من الجزء 19 - قرار المفوضية C(2014)4995" (ملف PDF) . ec.europa.eu . 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2019 .تم نسخ المادة من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 4.0 International License .
  6. نولتي، ويليام ل.؛ وآخرون . (20 أكتوبر 2003). " حاسبة مستوى جاهزية التكنولوجيا، مختبر أبحاث القوات الجوية ، عُرضت في مؤتمر هندسة النظم التابع للرابطة الوطنية للصناعات الدفاعية" . مؤرشفة من الأصل في 13 مايو 2015. 
  7. "حاسبة تقييم التكنولوجيا" .
  8. كرافر، جيفري ت . (28 ديسمبر 2020). "نموذج إدارة برنامج نقطة القرار / التكنولوجيا، جامعة اقتناء الدفاع " .
  9. جيف، كرافر. " نقطة القرار / نموذج إدارة برنامج التكنولوجيا (متاح فقط لمكونات وزارة الدفاع)" .
  10. كريستوف دويتش؛ كيارا مينغيني؛ أوزي ميرموت؛ مارتن ليفورت. "قياس جاهزية التكنولوجيا لتحسين إدارة الابتكار" (ملف PDF) . INO. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2012-06-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-11-27 .
  11. 1 2 داوسون، بن (31 أكتوبر 2007). "أثر إدخال التكنولوجيا على المنظمات" (ملف PDF) . مركز تكامل العوامل البشرية وتصميم التكنولوجيا. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 26 أبريل 2012.
  12. فالردي، ريكاردو ؛ كول، رون ج. (مارس 2004). منهج لإدارة مخاطر التكنولوجيا (ملف PDF) . ندوة قسم أنظمة الهندسة، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، كامبريدج، ماساتشوستس، 29-31 مارس 2004. CiteSeerX 10.1.1.402.359 . 
  13. جامير، فنسنت؛ أوشر، كريستوف (أبريل 2018). "تبسيط مستويات جاهزية التكنولوجيا للتقنيات المعقدة" . مدونة مشاريع ليتات . مؤرشف من الأصل بتاريخ 3 فبراير 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2018 .
  14. 1 2 بانكي، جيم (20 أغسطس 2010). "مستويات الجاهزية التكنولوجية مُبسطة" . ناسا .
  15. سادين، ستانلي ر.؛ بوفينيللي، فريدريك ب.؛ روزن، روبرت (1 أكتوبر 1988). جهود ناسا التكنولوجية لتطوير أنظمة مهمات الفضاء المستقبلية . المؤتمر الدولي التاسع والثلاثون للملاحة الفضائية، بنغالور، الهند، 8-15 أكتوبر 1988.
  16. تشيس، آر إل (26 يونيو 1991). منهجية تقييم الجاهزية التكنولوجية والتصنيعية للمركبات المُمكّنة بتقنية NASP . المؤتمر المشترك السابع والعشرون للدفع، 24-26 يونيو 1991، سكرامنتو، كاليفورنيا. doi : 10.2514/6.1991-2389 . AIAA 91-2389.
  17. تشيس، آر إل؛ ماكيني، إل إي؛ فرونينغ، جونيور، إتش دي؛ تشيز، بي؛ وآخرون . (يناير 1999). "مقارنة بين خيارات مختارة لأنظمة الدفع الهوائي لطائرة فضائية" . وقائع مؤتمر معهد الفيزياء الأمريكي . المجلد 458. معهد الفيزياء الأمريكي . الصفحات 1133-1138 . doi : 10.1063/1.57719 . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 مارس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2018 .   
  18. "حاسبة مستوى جاهزية العلوم والتكنولوجيا التابعة لوزارة الأمن الداخلي (الإصدار 1.1) - التقرير النهائي ودليل المستخدم" (ملف PDF) . معهد الأمن الداخلي. 30 سبتمبر 2009. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 26 أغسطس 2010.
  19. «أفضل الممارسات: الإدارة الأفضل للتكنولوجيا تُحسّن نتائج أنظمة الأسلحة» (ملف PDF) . مكتب المحاسبة العامة . يوليو 1999. GAO/NSIAD-99-162. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 24 فبراير 2021. تاريخ الاطلاع: 28 أغسطس 2018 .
  20. دليل اقتناء الدفاع . مؤرشف بتاريخ 25-04-2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine ).
  21. دليل اقتناء الدفاع . مؤرشف بتاريخ 25-04-2012 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine ).
  22. هاوبليك-ميوسبرغر وبانوفا (2016). تعليم هندسة الفضاء للمهندسين والمعماريين . سبرينغر. ISBN 978-3-319-19278-9.
  23. كوهين، مارك (2012). نماذج أولية 101: البحث في الشفرة والمعايير لمحاكاة موائل الفضاء . مؤتمر AIAA للفضاء 2012، باسادينا، كاليفورنيا.
  24. "إدارة أفضل للتسويق والابتكار" . التصنيع الأسترالي .
  25. "مجموعة الخبراء رفيعة المستوى المعنية بالتقنيات التمكينية الرئيسية - التقرير النهائي" . يونيو 2011. ص 31. تم الاطلاع عليه في 16 مارس 2020 . 
  26. ديبوا، سورين؛ هيلدبراندت، توماس؛ ماركوارد، مورتن؛ سلاتس، تيجس (مايو 2015). "تجاوز وادي الموت: قصة نجاح حول برامج التمويل الدنماركية التي تمهد الطريق من مستوى الجاهزية التكنولوجية 1 إلى 9" . ورشة العمل الدولية الثانية لعام 2015 التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات/رابطة مكائن ​​الحوسبة حول أبحاث هندسة البرمجيات والممارسة الصناعية . الصفحات 54-57 . رمز Bibcode : 2015sera.conf...18D . doi : 10.1109/SERIP.2015.18 . ISBN  978-1-4673-7085-1.
  27. توماس، جيسون (2023-05-01). فهم وديان الموت (تقرير). برنامج أبحاث الاستحواذ.

متصل