Nivel de preparación tecnológica

Los niveles de preparación tecnológica (TRL) son un método para estimar la madurez de las tecnologías durante la fase de adquisición de un programa. Los TRL permiten discusiones consistentes y uniformes sobre la madurez técnica en diferentes tipos de tecnología. El TRL se determina durante una evaluación de preparación tecnológica (TRA) que examina los conceptos del programa, los requisitos tecnológicos y las capacidades tecnológicas demostradas. Los TRL se basan en una escala del 1 al 9, siendo 9 la tecnología más madura.

TRL fue desarrollado en la NASA durante la década de 1970. El Departamento de Defensa de EE. UU. ha utilizado la escala para adquisiciones desde principios de la década de 2000. En 2008, la escala también estaba en uso en la Agencia Espacial Europea (ESA). La Comisión Europea aconsejó a los proyectos de investigación e innovación financiados por la UE que adoptaran la escala en 2010. En consecuencia, los TRL se utilizaron en 2014 en el programa Horizonte 2020 de la UE. En 2013, la escala TRL fue canonizada aún más por la Organización Internacional de Normalización (ISO) con la publicación de la norma ISO 16290:2013.

La Asociación Europea de Organizaciones de Investigación y Tecnología (EARTO) ha publicado un enfoque integral y una discusión sobre los TRL. Se publicaron críticas extensas sobre la adopción de la escala TRL por parte de la Unión Europea en The Innovation Journal, afirmando que "la concreción y sofisticación de la escala TRL disminuyeron gradualmente a medida que su uso se extendió fuera de su contexto original (programas espaciales)".

Definiciones actuales de TRL

TRL	Uso actual de la NASA	unión Europea
1	Principios básicos observados y comunicados	Principios básicos observados
2	Concepto de tecnología y/o aplicación formulada	Concepto de tecnología formulado
3	Función crítica analítica y experimental y/o prueba de concepto característica	Prueba de concepto experimental
4	Validación de componentes y/o protoboard en entorno de laboratorio	Tecnología validada en laboratorio
5	Validación de componentes y/o protoboard en un entorno relevante	Tecnología validada en un entorno relevante (entorno industrialmente relevante en el caso de tecnologías habilitadoras clave)
6	Modelo de sistema/subsistema o demostración de prototipo en un entorno relevante (terrestre o espacial)	Tecnología demostrada en un entorno relevante (entorno industrialmente relevante en el caso de tecnologías habilitadoras clave)
7	Demostración del prototipo del sistema en un entorno espacial	Demostración del prototipo del sistema en el entorno operativo
8	Sistema real completado y "vuelo calificado" a través de prueba y demostración (terrestre o espacial)	Sistema completo y calificado
9	Sistema real "probado en vuelo" a través de operaciones de misión exitosas	Sistema real probado en un entorno operativo (fabricación competitiva en el caso de tecnologías habilitadoras clave o en el espacio)

Herramientas de evaluación

La Fuerza Aérea de los Estados Unidos desarrolló una calculadora de nivel de preparación tecnológica. Esta herramienta es un conjunto estándar de preguntas implementadas en Microsoft Excel que produce una visualización gráfica de los TRL logrados. Esta herramienta está destinada a proporcionar una instantánea de la madurez de la tecnología en un momento determinado.

La Herramienta de Punto de Decisión (DP) de la Universidad de Adquisición de Defensa (DAU) originalmente denominada Modelo de Gestión de Programas de Tecnología fue desarrollada por el Ejército de los Estados Unidos. y posteriormente adoptado por la DAU. El DP/TPMM es un modelo de actividad de alta fidelidad controlado por TRL que proporciona una herramienta de administración flexible para ayudar a los gerentes de tecnología a planificar, administrar y evaluar sus tecnologías para lograr una transición tecnológica exitosa. El modelo proporciona un conjunto básico de actividades que incluyen ingeniería de sistemas y tareas de gestión de programas que se adaptan a los objetivos de desarrollo y gestión de tecnología. Este enfoque es integral, pero consolida las actividades complejas que son relevantes para el desarrollo y la transición de un programa tecnológico específico en un modelo integrado.

Usos

El propósito principal de usar niveles de preparación tecnológica es ayudar a la gerencia a tomar decisiones relacionadas con el desarrollo y la transición de la tecnología. Debe verse como una de varias herramientas que se necesitan para gestionar el progreso de la actividad de investigación y desarrollo dentro de una organización.

Entre las ventajas de los TRL:

• Proporciona una comprensión común del estado de la tecnología.
• Gestión de riesgos
• Se utiliza para tomar decisiones relativas a la financiación de la tecnología.
• Se utiliza para tomar decisiones relativas a la transición de tecnología.

Algunas de las características de los TRL que limitan su utilidad:

• La preparación no coincide necesariamente con la idoneidad o la madurez tecnológica
• Un producto maduro puede poseer un mayor o menor grado de preparación para su uso en un contexto de sistema particular que uno de menor madurez.
• Se deben considerar numerosos factores, incluida la relevancia del entorno operativo de los productos para el sistema en cuestión, así como la falta de coincidencia entre la arquitectura del sistema y el producto.

Los modelos TRL actuales tienden a ignorar los factores negativos y de obsolescencia. Se han hecho sugerencias para incorporar dichos factores en las evaluaciones.

Para tecnologías complejas que incorporan varias etapas de desarrollo, se ha desarrollado un esquema más detallado denominado Matriz de Vía de Preparación Tecnológica que va desde las unidades básicas hasta las aplicaciones en la sociedad. Esta herramienta tiene como objetivo mostrar que el nivel de preparación de una tecnología se basa en un proceso menos lineal pero en un camino más complejo a través de su aplicación en la sociedad.

Historia

Los niveles de preparación tecnológica se concibieron originalmente en la NASA en 1974 y se definieron formalmente en 1989. La definición original incluía siete niveles, pero en la década de 1990, la NASA adoptó la escala actual de nueve niveles que posteriormente obtuvo una amplia aceptación.

Definiciones originales de TRL de la NASA (1989)Nivel 1 – Principios Básicos Observados y ReportadosNivel 2: aplicación potencial validadaNivel 3: prueba de concepto demostrada, analítica y/o experimentalmenteNivel 4 – Laboratorio de Componente y/o Protoboard ValidadoNivel 5: componente y/o placa de prueba validada en un entorno simulado o de espacio realNivel 6: Adecuación del sistema validada en un entorno simuladoNivel 7: adecuación del sistema validada en el espacio

La metodología TRL fue originada por Stan Sadin en la sede de la NASA en 1974. En ese momento, Ray Chase era el representante de la División de Propulsión del JPL en el equipo de diseño del Orbitador Júpiter. A sugerencia de Stan Sadin, Chase utilizó esta metodología para evaluar la preparación tecnológica del diseño de la nave espacial JPL Jupiter Orbiter propuesto. Más tarde, Chase pasó un año en la sede de la NASA ayudando a Sadin a institucionalizar la metodología TRL. Chase se unió a ANSER en 1978, donde utilizó la metodología TRL para evaluar la preparación tecnológica de los programas de desarrollo de la Fuerza Aérea propuestos. Publicó varios artículos durante las décadas de 1980 y 1990 sobre vehículos de lanzamiento reutilizables que utilizan la metodología TRL.Estos documentaron una versión ampliada de la metodología que incluía herramientas de diseño, instalaciones de prueba y preparación para la fabricación en el programa Air Force Have Not. El director del programa Have Not, Greg Jenkins, y Ray Chase publicaron la versión ampliada de la metodología TRL, que incluía diseño y fabricación. Leon McKinney y Chase utilizaron la versión ampliada para evaluar la preparación tecnológica del concepto de transporte espacial altamente reutilizable (HRST) del equipo de ANSER. ANSER también creó una versión adaptada de la metodología TRL para los programas propuestos por la Agencia de Seguridad Nacional.

La Fuerza Aérea de los Estados Unidos adoptó el uso de niveles de preparación tecnológica en la década de 1990.

En 1995, John C. Mankins, de la NASA, escribió un artículo que discutía el uso de TRL por parte de la NASA, ampliaba la escala y proponía descripciones ampliadas para cada TRL. En 1999, la Oficina de Contabilidad General de los Estados Unidos elaboró ​​un influyente informeque examinó las diferencias en la transición tecnológica entre el DOD y la industria privada. Llegó a la conclusión de que el DOD asume mayores riesgos e intenta hacer la transición de las tecnologías emergentes a un menor grado de madurez que la industria privada. La GAO concluyó que el uso de tecnología inmadura aumentó el riesgo general del programa. La GAO recomendó que el DOD haga un uso más amplio de los niveles de preparación tecnológica como un medio para evaluar la madurez tecnológica antes de la transición. En 2001, el Subsecretario de Defensa Adjunto para Ciencia y Tecnología emitió un memorando que respaldaba el uso de TRL en nuevos programas importantes. La guía para evaluar la madurez de la tecnología se incorporó a la Guía de Adquisición de Defensa.Posteriormente, el DOD desarrolló una guía detallada para el uso de TRL en el Libro de escritorio de evaluación de preparación tecnológica del DOD de 2003.

Debido a su relevancia para la vivienda, un grupo de ingenieros de la NASA (Jan Connolly, Kathy Daues, Robert Howard y Larry Toups) formó los 'Niveles de preparación para la vivienda (HRL)'. Se han creado para abordar los requisitos de habitabilidad y los aspectos de diseño en correlación con los estándares ya establecidos y ampliamente utilizados por diferentes agencias, incluidas las TRL de la NASA.

En la Unión Europea

La Agencia Espacial Europea adoptó la escala TRL a mediados de la década de 2000. Su manual sigue de cerca la definición de TRL de la NASA. El uso universal de TRL en la política de la UE se propuso en el informe final del primer Grupo de expertos de alto nivel sobre tecnologías facilitadoras clave y, de hecho, se implementó en el programa marco de la UE posterior, llamado H2020, que se desarrolló entre 2013 y 2020. Esto significa que no solo programas espaciales y de armas, pero todo, desde nanotecnología hasta informática y tecnología de la comunicación.