Poziomy Gotowości Technologicznej (TRL) – co to jest i jak ocenić, czy technologia jest naprawdę gotowa do wdrożenia?

Kiedy słyszysz, że dostawca oprogramowania „wdraża AI” albo startup „buduje przełomowe rozwiązanie blockchain„, coraz trudniej brać to na poważnie. Szczególnie jeśli odpowiadasz za realny budżet IT w firmie. Podobnie w GOTOMA Software House oceniamy to raczej sceptycznie – jako slogan reklamowy i próbę zwrócenia na siebie uwagi popularnymi sformułowaniami. My opieramy decyzje na liczbach i faktach.

Problem nie polega na braku technologii. Problem polega na czymś innym. Większości firm brakuje narzędzia do weryfikacji takich haseł. Trudno sprawdzić, czy stoi za nimi gotowy system, czy tylko dobrze opowiedziany slajd sprzedażowy. Z pomocą przychodzi NASA, która takie narzędzie stworzyła już pół wieku temu.

Mowa o Poziomach Gotowości Technologicznej (ang. Technology Readiness Levels, TRL), które do dziś są jednym z najbardziej użytecznych, chociaż rzadko stosowanych systemów oceny technologicznego rozwoju.

Czym są Poziomy Gotowości Technologicznej?

Poziomy Gotowości Technologicznej (TRL) to 9-stopniowa skala. Mówi na jakim etapie rozwoju jest dana technologia, od pierwszej koncepcji aż po rozwiązanie działające stabilnie w rzeczywistym środowisku klienta.

Każdy z dziewięciu poziomów określa konkretny etap rozwoju technologii. Wskazuje też, co trzeba jeszcze osiągnąć, aby przejść na wyższy poziom. Dla firm zamawiających oprogramowanie TRL jest tak naprawdę mapą ryzyka. Im niższy poziom, tym większa niepewność, koszty i czas potrzebny do wdrożenia.

Warto jednak zauważyć, że skala TRL nie mierzy wszystkiego. Najważniejsze: Poziomy Gotowości Technologicznej nie mierzą tego, czy pomysł jest dobry – mierzą to, jak bardzo jest gotowy. W praktyce skala pokazuje różnicę między pieniędzmi zainwestowanymi z sensem a finansami przepalonymi na projekt bez ustalonej gotowości. W GOTOMA Software House wielokrotnie widzieliśmy technologie o wysokim TRL, które kompletnie nie pasowały do strategii organizacji. Widzieliśmy też rozwiązania na niskim TRL, które – przy mądrym prowadzeniu – dawały firmom przewagę konkurencyjną.

TRL nie jest więc uniwersalną miarą jakości, opłacalności ekonomicznej czy gotowości organizacyjnej. W ocenach wystawianych w obrębie skali niejednokrotnie dochodzi do paradoksów. Technologia o wysokim stopniu TRL może być kosztowna, nieopłacalna lub niedopasowana do strategii rozwojowej firmy. Z kolei projekt o niskim TRL może mieć ogromny potencjał, ale wymagać dużych inwestycji i poświęconego czasu.

Geneza skali: od wyścigu kosmicznego do branżowego standardu

Historia TRL zaczyna się w latach 70. XX wieku. NASA potrzebowała wtedy prostego, wspólnego języka do rozmowy o technologii między naukowcami, inżynierami i menedżerami projektów. To właśnie inżynier Stan Sadin zaproponował skalę, która początkowo służyła wyłącznie do wewnętrznej komunikacji. Z czasem została rozbudowana do 9 poziomów i stała się standardem branżowym.

Skala szybko stała się popularna, głównie ze względu na swoją uniwersalność. Już na początku XXI wieku Departament Obrony Stanów Zjednoczonych zaczął stosować TRL jako standard przy zamówieniach publicznych. Również Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) przyjęła własną wersję skali. W 2014 roku Unia Europejska włączyła skalę TRL do programów finansowania badań i innowacji. Największym z nich jest Horyzont Europa. TRL stała się obowiązkowym elementem składania wniosków grantowych, nie tylko tych, które Grupa Technologiczna GOTOMA pomaga uzupełniać merytorycznie, ale wszystkich. Dlatego dziś, jeśli przygotowujesz wniosek w Horyzoncie Europa, pytanie o TRL nie jest „opcjonalnym szczegółem”, ale obowiązkowym elementem opisu projektu.

Skalę wykorzystuje się również w Polsce: stosuje ją m.in. Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBR) oraz Agencja Rozwoju Przemysłu (ARP). NCBR stosuje ją bardzo formalnie w konkursach badawczo-rozwojowych i przy ocenie projektów. Przykładowo, w niektórych programach wymagane było osiągnięcie przynajmniej 6. stopnia gotowości technologicznej.

Agencja Rozwoju Przemysłu używa TRL bardziej operacyjnie i biznesowo, np. w transferze technologii, ocenie dojrzałości projektów czy współpracy. Na platformach agencji można znaleźć także opracowania i słownik związane z konkretnymi poziomami.

Poziomy Gotowości Technologicznej, czyli dziewięć kroków od idei do wdrożenia

Skala TRL pozwala bardzo precyzyjnie powiedzieć, w jakim punkcie rozwoju jest dana technologia. Czy mówimy o samym pomyśle, o laboratorium, o prototypie, czy o systemie działającym na produkcji? Dlatego przed wejściem w szczegóły warto szybko przejść przez wszystkie 9 poziomów – z przykładami z branży IT.

TRL 1 – Zaobserwowano i opisano podstawowe zasady zjawiska

To punkt zerowy dla każdej technologii. Na tym etapie naukowcy dopiero identyfikują zjawisko występujące w różnych przestrzeniach naukowych: fizyce, chemii, biologii czy informatyce. Założenie jest jedno – występujące zjawisko może mieć praktyczne zastosowanie.

Na tym etapie nie ma jeszcze produktu, a nawet pomysłu na niego. Jest wyłącznie obserwacja i dokumentowanie zasad i zachowań. Przykładowo: TRL 1 może dotyczyć opisu właściwości nowo odkrytego polimeru albo odkrycia nowego algorytmu uczenia maszynowego, który działa w określonych warunkach.

TRL 1 to moment, kiedy w danej technologii powstaje baza wiedzy, ale bez konkretnego zastosowania technologicznego lub produktowego. W tym aspekcie występuje zasadnicza korelacja: koszt prac jest minimalny, ale ryzyko technologiczne ogromne.

TRL 2 – Określono koncepcję technologii lub jej przyszłe zastosowania

Na drugim poziomie badacze zaczynają łączyć odkryte zasady zjawiska i w oparciu o nie budować koncepcję technologiczną. Powstają założenia potencjalnego zastosowania lub stawiana jest hipoteza brzmiąca: „to zjawisko można by wykorzystać do…”

Chociaż na tym etapie pojawiają się jakieś założenia, to wciąż nie ma konkretów. Prace opierają się na spekulacjach. Nie ma żadnego (nawet eksperymentalnego) potwierdzenia, że pomysł może zadziałać. Można ten poziom określić jako „poziom burzy mózgów”.

TRL 3 – Potwierdzono eksperymentalnie koncepcję technologii

Dopiero na tym poziomie możemy mówić o jakichś konkretach. To na tym etapie przeprowadza się pierwsze testy laboratoryjne, analizy matematyczne lub fizyczne. Mają one na celu sprawdzenie, czy pomysł, który osiągnął TRL 2, jest w ogóle możliwy do wykonania.

To często na tym etapie powstaje Proof of Concept (PoC) – wstępny, uproszczony model. Demonstruje on podstawowe założenia techniczne nowego pomysłu. Dla porównania, w branży software’owej ten etap odpowiada prototypowi algorytmu operującemu na syntetycznych danych.

W realnym projekcie IT TRL 3 to moment, w którym GOTOMA Software House nie obiecuje jeszcze klientowi terminu wdrożenia. Dopiero sprawdzamy, czy koncepcja w ogóle trzyma się technicznie i pozwala osiągnąć ROI.

TRL 4 – Zweryfikowano technologię w warunkach laboratoryjnych

Jeśli technologia osiągnęła czwarty poziom gotowości technologicznej, oznacza to, że zaczyna nabierać powoli kształtu. Na tym etapie poszczególne komponenty zostają zintegrowane i przetestowane razem, ale nadal w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.

W branży programistycznej ten etap odpowiada mniej więcej fazie, w której moduły systemu działają wspólnie w środowisku deweloperskim. Nie zostały jednak jeszcze wdrożone w warunki zbliżone do założeń produkcyjnych.

TRL 5 – Zweryfikowano technologię w warunkach zbliżonych do rzeczywistych

Na tym poziomie mamy do czynienia z prawdziwym skokiem jakości – środowisko testów zaczyna coraz bardziej przypominać realne warunki pracy. Prototyp zaczyna działać w warunkach częściowo odpowiadających praktycznemu zastosowaniu.

Najczęściej mowa tutaj o warunkach operacyjnych, ale kontrolowanych, np. w symulacji. Dla NASA poziom ten oznacza próżnię (komorę próżniową) lub skrajnie wysokie temperatury (komory grzewcze do testów). A dla oprogramowania? Środowisko testowe odwzorowujące realną infrastrukturę klienta, z realistycznym wolumenem danych i równoległymi procesami.

TRL 6 – Zademonstrowano technologię w warunkach zbliżonych do rzeczywistych

Tutaj do gry wchodzi już w pełni funkcjonalny prototyp. To już nie jest zestaw komponentów, ale kompletny (lub reprezentatywny) model docelowego systemu. Prototyp musi przejść testy i zostać zademonstrowany w warunkach możliwie najbardziej zbliżonych do tych, w jakich będzie pracował produkt końcowy.

Wiele europejskich instytucji oferujących granty, dofinansowania czy inwestycje w projekty wymaga najczęściej właśnie tego poziomu gotowości. Dopiero wtedy projekt kwalifikuje się do programu dofinansowań.

TRL 7 – Zademonstrowano prototyp systemu w warunkach operacyjnych

Chociaż różnica między TRL 6 a TRL 7 wydaje się minimalna, ma spore znaczenie. Osiągnięcie TRL 7 dla wielu projektów jest punktem krytycznym. Na tym etapie technologia powinna już działać nie w symulowanym, ale w rzeczywistym środowisku operacyjnym.

Dla NASA oznaczało to lot w kosmos, misję kosmiczną czy lot testowy. Dla oprogramowania odpowiednikiem może być wstępne/pilotażowe uruchomienie technologii u klienta w warunkach produkcyjnych, z prawdziwymi użytkownikami systemu i rzeczywistymi danymi.

To etap, w którym dla technologii powoli zaciera się granica między badaniem a wdrożeniem.

TRL 8 – Zakończono badania i demonstrację ostatecznej formy technologii

Na tym poziomie gotowości mówimy już o w pełni gotowej technologii. Oznacza to, że wszystkie komponenty działają razem jako spójny system, który przeszedł pozytywnie wszystkie testy w realnym i docelowym środowisku.

Można powiedzieć, używając żargonu NASA, że technologia jest w momencie „flight qualified” – zakwalifikowanym do lotu. W przemyśle natomiast oznacza to etap, w którym technologia otrzymuje certyfikat lub akceptację klienta. Oznacza też pozytywne przejście testów i gotowość do wdrożenia na pełną skalę.

TRL 9 – Potwierdzono działanie technologii w warunkach rzeczywistej eksploatacji (pełne wdrożenie)

TRL 9 to technologia, która jest już dawno poza laboratorium i pracuje od jakiegoś czasu w prawdziwym środowisku. Wracając do żargonu NASA – pracownicy agencji powiedzieliby o technologii na tym poziomie „flight proven” – sprawdzona w locie.

A w branży IT? System obsługuje realnych użytkowników, jest stabilny, zoptymalizowany i na bieżąco monitorowany.

Które Poziomy Gotowości Technologicznej są najtrudniejsze?

Analizując po kolei każdy z poziomów, można dojść do wniosku, że Poziomy Gotowości Technologicznej skupione są wokół trzech głównych faz rozwoju technologii:

• TRL 1–3 – badania i koncepcja
• TRL 4–6 – rozwój i prototypowanie
• TRL 7–9 – wdrożenie i komercjalizacja

Patrząc na te trzy fazy, łatwo wywnioskować, który z etapów jest najtrudniejszy. Wymyślić coś zawsze można, a papier przyjmie wszystko. Odkryć coś czasem również jest prosto – ileż to technologii odkryto wręcz przez przypadek?

Wdrożenie i operowanie technologią, która jest w 100% sprawdzona, przetestowana, stabilna i spełnia wymagania? Bułka z masłem. Najtrudniejszy jest etap od TRL 4 do TRL 6, co zresztą widać po ofertach grantowych i dofinansowaniach.

Uczelnie i instytuty badawcze najchętniej inwestują w TRL 1–3 – w celach edukacyjnych. Sektor prywatny i inwestorzy najchętniej pieniądze wykładają na technologie na poziomie TRL 7–9, czyli na produkt, na którym de facto da się zarobić.

Najczęściej pomijane są etapy związane z rozwojem i prototypowaniem. Dlaczego? To etapy, na których technologia jest najbardziej ryzykowna, a wymagania względem niej rosną wykładniczo. Testy w warunkach rzeczywistych są niejednokrotnie znacznie wyższe niż prace laboratoryjne, a żeby przekonać inwestorów, potrzebny jest dowód na działanie technologii, którego oczywiście jeszcze nie ma. Wiele projektów na tym etapie wpada w błędne koło, które można określić mianem „Doliny Śmierci”. Z naszej perspektywy to właśnie na tym etapie rola doświadczonego software house’u GOTOMA jest kluczowa – trzeba równocześnie chronić budżet klienta i dowieźć realny „dowód działania” technologii.

W praktyce software’owej w „Dolinę Śmierci” projekt zaczyna wpadać w momencie, gdy PoC działa świetnie na założeniach testowych, ale system nie radzi sobie z produkcyjnym wolumenem, skrajnymi i nieprzewidzianymi przypadkami oraz prawdziwymi użytkownikami. Projekty, które nie uzyskały pozytywnie TRL 4–6, często wychodzą „na jaw” dopiero przy pierwszym pilotażu u klienta, z fatalnymi konsekwencjami finansowymi i wizerunkowymi. W GOTOMA widzimy to szczególnie w projektach AI, e-commerce i integracjach ERP – tam różnica między środowiskiem testowym a produkcyjnym bywa dramatyczna.

Poziomy Gotowości Technologicznej w praktyce – gdzie i jak stosuje się tę skalę?

Poziomy Gotowości Technologicznej dawno wyszły poza bramy NASA i nie są już stosowane wyłącznie w kosmonautyce. Dziś jest standardem w obronności, energetyce, przemyśle farmaceutycznym, motoryzacji, budownictwie i od pewnego czasu trenduje w branży software’owej. W Europie TRL jest wkomponowane w program Horyzont Europa, który dysponuje budżetem 95,5 miliarda euro na lata 2021–2027.

W software house’ach takich jak GOTOMA, które projektują i wdrażają systemy dla finansów, e-commerce czy automatyzacji procesów, TRL jest de facto wbudowane w cykl projektowy, nawet jeśli rzadko używa się tej nazwy. Za każdym razem, gdy oceniamy, czy daną technologię można puścić na produkcję u klienta, odpowiadamy tak naprawdę na pytanie o jej poziom gotowości technologicznej.

Ocena, czy nowa technologia (np. nowe API płatności) jest gotowa do wdrożenia produkcyjnego, to de facto ocena jej poziomu TRL. Różnica między „widzieliśmy działające demo” a „mamy to uruchomione na produkcji u klienta od pół roku” to właśnie różnica na poziomie TRL 6 a TRL 9 – i to dokładnie ta różnica powinna wpływać na wycenę, harmonogram i sposób komunikacji z klientem.

Rozbijmy szczegółowo, na fikcyjnych koncepcjach, w jaki sposób TRL wiąże się z branżą IT:

• Odkrycie nowego podejścia do uczenia maszynowego może zaczynać się już od TRL 2 lub TRL 3 (koncepcja i eksperymentalna weryfikacja) i przechodzić bezpośrednio do TRL 6/7, gdy algorytm zostanie zintegrowany z prototypową aplikacją i przetestowany w warunkach rzeczywistych na produkcji.
• W projektach SaaS przejście z TRL 6 do TRL 8 często wiąże się ze skalowaniem infrastruktury, zapewnieniem stabilności oraz integracją z systemami klienta.
• W implementacjach IoT TRL kładzie nacisk na testy w warunkach rzeczywistych i bezpieczeństwo danych, co zmusza zespoły do projektowania testów już na wczesnych etapach realizacji.

W jaki sposób Poziomy Gotowości Technologicznej pozwalają lepiej rozumieć technologię?

Poziomy Gotowości Technologicznej segmentują rozwój technologii na mierzalne, porównywalne etapy. Dzięki temu łatwiej jest ocenić postęp oraz zdefiniować ryzyka. Zespoły mogą precyzyjnie komunikować, jakie testy i dowody są potrzebne, by można było przejść do kolejnego etapu. Poprawia to planowanie pracy oraz zarządzanie budżetem. Dla zarządów i działów biznesowych TRL jest dobrym filtrem: jeśli dostawca nie potrafi jasno określić poziomu gotowości technologii, to zazwyczaj znaczy, że jest on niższy, niż sugerują slajdy.

TRL sprzyja także transparentności. Inwestorzy, instytucje oferujące granty czy partnerzy otrzymują jasny komunikat na temat tego, w jakim „stanie” jest obecnie technologia, co ułatwia im podejmowanie decyzji finansowych i operacyjnych.

Z perspektywy GOTOMA Software House, który ocenia, czy warto wdrożyć daną technologię u klienta, najczęściej padają takie pytania:

• Czy dana technologia była testowana w warunkach zbliżonych do realnego/zakładanego środowiska?
• Czy przeszła testy obciążeniowe?
• Czy istnieje dokumentacja na poziomie produkcyjnym?

W GOTOMA Software House te pytania padają praktycznie na każdym discovery i workshopie z klientem – nawet jeśli nie używamy słów „Poziom Gotowości Technologicznej”, to właśnie to oceniamy.

W praktyce są to pytania o poziom TRL, na którym znajduje się technologia, tylko inaczej sformułowane, bez bezpośredniego odniesienia do skali Poziomów Gotowości Technologicznej.

Chociaż skala TRL ma dużo zalet, to jednak nie jest idealna. Jej główną słabością jest to, że odnosi się wyłącznie do kwestii dojrzałości technologicznej, a zupełnie pomija aspekty biznesowe, regulacyjne i społeczne. Technologia może być jednocześnie bezbłędna technologicznie, ale niekomercyjna, niezgodna z RODO lub po prostu odrzucona przez użytkowników.

Dlatego, aby w pełni uzyskać obraz gotowości do wdrożenia, TRL często uzupełnia się o inne metodyki oceny rozwoju, takie jak Business Readiness Levels (BRL) lub Manufacturing Readiness Levels (MRL).

Warto pamiętać, że skala TRL była pierwotnie projektowana z myślą głównie o technologiach hardware’owych i kosmicznych i nie zawsze będzie się dobrze przekładała na oprogramowanie czy usługi cyfrowe. To właśnie w tych branżach granice między prototypem a wdrożeniem często się zacierają, a nawet są wręcz płynne. W branżach IT iteracje następują co kilka tygodni, a same technologie (których może funkcjonować mnóstwo w tym samym czasie) ciągle ewoluują. Dlatego wiele organizacji opracowuje własne skale w oparciu o cechy sektora, w jakim działają.

Podsumowanie – jak mądrze patrzeć na technologię?

Poziomy Gotowości Technologicznej to jedno z narzędzi, które po zapoznaniu się z nim staje się niezwykle przydatną, a wręcz integralną częścią sposobu myślenia o technologiach. Nie wymaga skomplikowanych obliczeń ani zaawansowanego doświadczenia inżynierskiego – wymaga jedynie umiejętności postawienia właściwych pytań.

NASA stworzyła TRL, bo potrzebowała struktury, która uporządkuje komunikację między inżynierami rakiet, fizykami a menedżerami projektów i CPO zarządzającymi budżetami. Dziś skala przydaje się w rozmowach między CTO a zarządem, startupem a inwestorem czy software house’em a klientem zamawiającym oprogramowanie.

Dla firm chcących zamówić oprogramowanie na zamówienie – takich jak klienci GOTOMA Software House – TRL pomaga w rozmowie z osobami technicznymi, a często stosujemy ją nawet nieświadomie. Pytanie „czy ta technologia jest gotowa do wdrożenia w mojej firmie?” to przecież wprost pytanie o jej poziom gotowości technologicznej, chociaż inaczej sformułowane.

Dobry partner potrafi ten poziom ocenić szczerze i rzetelnie. Łatwo jest powiedzieć „da się zrobić”. Trudniej jest powiedzieć: „to jest dopiero prototyp, będzie ryzyko, koszt i iteracje – i tak właśnie go wyceniamy”. W GOTOMA Software House wolimy tę drugą drogę. Dzięki temu klienci wiedzą, za jaki poziom TRL realnie płacą i mogą świadomie zdecydować, czy chcą inwestować w technologię na tym etapie.

Jak się okazało, skala mierząca gotowość technologii do lotu w kosmos idealnie pasuje do codziennych decyzji o wdrożeniach cyfrowych. Bo ostatecznie wszystko sprowadza się do jednego pytania, z którego wypływają pozostałe: czy ta technologia jest naprawdę gotowa, czy tylko tak wygląda?

Jeśli chcesz dowiedzieć się, czy technologia, która Cię interesuje, jest gotowa do wdrożenia w Twojej firmie – skontaktuj się z nami. Specjaliści z GOTOMA Software House rzetelnie ocenią poziom gotowości technologicznej Twojego systemu i zajmą się projektem na miarę Twoich potrzeb.