Wykorzystanie poziomów gotowości technologii w modelu pozyskiwania złożonych systemów


Projekty dotyczące rozwoju nowych systemów uzbrojenia, inicjowane i finansowane przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych (US DoD), mają na celu realizację potrzeb operacyjnych armii amerykańskiej. Kluczowe fazy procesu rozwojowego nowych systemów wykorzystują model poziomów gotowości technologii (model TRL) w charakterze jednolitej metryki odniesienia.

Proces pozyskiwania nowych systemów wychodzi od wymagań użytkownika na nowy system (wymagań operacyjnych) i wykorzystuje aktualny stan wiedzy i rozwoju nowych technologii. Dlatego model pozyskiwania zakłada dostępność na jego początku nowych technologii charakteryzujących się pewnym zaawansowaniem rozwoju (dojrzałością) i określonym poziomem gotowości do ich dalszego rozwinięcia i wykorzystania w praktyce.


Faza analityczna (ang. materiel solution analysis phase)

Celem fazy analitycznej jest przeprowadzenie tzw. analizy rozwiązań alternatywnych (ang. analysis of alternatives, AoA) oraz zaplanowanie procesu pozyskiwania nowego systemu. W ramach fazy analitycznej nie następuje rozwój nowych technologii. Kluczowym dokumentem wyjściowym dla opracowania studium AoA jest dokument określający wstępne wymagania operacyjne (ang. initial capabilities document, ICD). Studium AoA ma na celu zidentyfikowanie dostępnych alternatyw dla opracowania systemu spełniającego wymagania ICD, określenie wskaźników sukcesu (ang. measures of effectiveness), kosztów, harmonogramu, koncepcji operacyjnego wykorzystania systemu (ang. concepts of operations) oraz ogólna ocena ryzyka przedsięwzięcia. Ponadto, studium AoA powinno zidentyfikować tzw. technologie krytyczne (ang. critical technology elements, CTEs) związane z każdym rozważonym rozwiązaniem systemu, włączając dojrzałość tych technologii, ryzyka związanego z ich wykorzystaniem, możliwościami produkcyjnymi oraz, jeśli to konieczne, potrzeby w zakresie podniesienia poziomu dojrzałości technologii oraz ich demonstracji. Studium AoA ma równiez na celu wskazanie najlepszego rozwiązania przy uwzględnieniu uwarunkowań innowacyjności, konkurencyjności, wykorzystania gotowych komponentów (commercial off the shelf, COTS) oraz różnych rozwiązań biznesowych.

Zakończenie fazy analitycznej pozwala na rozpoczęcie tzw. fazy rozwoju i demonstracji technologii, która poprzedza fazę rozwoju nowego systemu, zgodnie z metodologią procesu inżynierii systemowej. Wiąże się to z podjęciem decyzji zwanej kamieniem milowym A (Milestone A). Kolejne etapy rozwoju technologii i produktu/systemu pokazano na diagramie.


Faza rozwoju technologii (ang. technology development phase)

Faza rozwoju i demonstracji technologii rozpoczyna się po uzyskaniu przez przedmiotową technologię dojrzałości na poziomie TRL 4 a jej początek oznaczany jest jako kamień milowy A. Zalecenia DoD wskazują, że zanim Użytkownik i Wykonawca pracy rozwojowej uzgodnią, że proponowane rozwiązania techniczne są użyteczne militarnie, oparte na dojrzałych technologiach oraz akceptowalne cenowo, może być konieczna ich kilkukrotna demonstracja. Celem tej fazy są:

  • ograniczenie ryzyka technicznego,
  • określenie właściwego zestawu technologii składających się na docelowy system,
  • demonstracja technologii krytycznych oraz
  • rozpoczęcie definiowania wymagań w ramach wstępnego projektu docelowego systemu.

Faza rozwoju technologii może obejmować następujące przeglądy projektu związane z procesem inżynierii systemowej: przegląd wymagań systemowych (ang. system requirements review, SRR), przegląd funkcjonalny (ang. system functional review, SFR), oraz kończy się przeglądem projektu wstępnego (ang. preliminary design review, PDR).

Rozpoczęcie fazy rozwojowej systemu jest możliwe po spełnieniu kryterów związanych z kamieniem milowym B (Milestone B), z których wymienić należy osiągnięcie przez nowe technologie dojrzałości na poziomie TRL 6.

 

Faza rozwoju produktu/systemu (ang. engineering and manufacturing development)

Celem tej fazy są:

  • rozwój nowego systemu lub uzyskanie nowej zdolności wcześniej użytkowanego systemu,
  • integracja kompletnego systemu – demonstratora technologii w randze prototypu,
  • rozwinięcie opłacalnego ekonomicznie i możliwego do wykonania procesu produkcyjnego,
  • zapewnienie wsparcia systemu w okresie uzytkowania ze szczególnym uwzględnieniem minimalizacji wymagań logistycznych,
  • demonstracja integracji systemu, jego interoperacyjności, bezpieczeństwa użytkowania i użyteczności.

Fazę rozwoju systemu kończy demonstracja prototypu docelowego systemu, która oznacza uzyskanie przez system poziomu gotowości technologii TRL 7. Ten poziom oznaczany jest jako kamień milowy C (Milestone C) a jego osiągnięcie pozwala na rozpoczęcie ostatniej fazy procesu rozwojowego systemu, związanej z wdrożeniem systemu do produkcji i wytworzeniem partii próbnej.

 

Faza wdrożenia i produkcji próbnej (ang. production and deployment phase)

Celem tej fazy rozwoju jest osiągnięcie zdolności operacyjnej spełniającej potrzeby i wymagania stawiane sprżetowi wykorzystywanemu na polu walki. Przeprowadzany jest proces weryfikacji zdolności wyprodukowanej partii próbnej systemu na zgodność z wymaganiami (ang. operational test and evaluation, OT&E). Po jego zakończeniu następuje ostateczny przegląd (ang. full deployment decision review, FDDR), którego celem jest orzeczenie o zgodności systemu z wymaganiami użytkownika oraz przegląd zaleceń w zakresie bezpieczeństwa, interoperacyjności, wsparcia, trwałości i użyteczności (ang. security, interoperability, supportability, sustainability, usability, SISSU). Na tej podstawie orzeka się, że system spełnia wszystkie wymagania (SISSU-compliant) i jest gotów do wdrożenia w pełnej skali oraz do wprowadzenia na wyposażenie wojska.

Powyższe orzeczenie potwierdza, że system osiągnął poziom gotowości TRL 8 (ang. system qualified) i może zostać wdrożony do produkcji seryjnej. W wyniku wykorzystania systemu w rzeczywistych działaniach wojskowych i potwierdzenia jego efektywności w misjach wojskowych (ang. mission proven) o systemie można mówić, że zademonstrował najwyższy poziom gotowości TRL 9.

(MS, TR, 2013)

Literatura

[1] Defense Acquisition Guidebook, U.S. Department of Defense, Jan. 2012
[2]
Technology Readiness Assessment (TRA) Guidance, U.S. Department of Defense, Apr. 2011
[3] A review and analysis of maturity assessment approaches for improved defense acquisition decision support, NDIA Systems Engineering Conference, San Diego, CA, Oct. 2009
[4] Model TRL poziomów gotowości technologii. Definicje i zastosowanie (2),
Problemy Jakości, tom XLVII, nr 1, styczeń 2015, str. 13-18