Teadus- ja arendustegevuse määratlemine tootearenduse etappides

09.06.2021

Tootearendus ei ole pelgalt uute kvalitatiivsete omaduste lisamine juba loodule, vaid keerukas ja teaduspõhine valdkond, mille protsessid on jaotatud erinevatesse etappidesse. Selles teemas paremini orienteeriumiseks on vaja head ülevaadet terminitest ja kriteeriumitest. 

Ettevõtja jaoks tähendab tootearendus uue toote, teenuse või tehnoloogia loomise terviklikku protsessi, kuid riikliku toetamise seisukohast tuleb tootearendusprotsess jagada kolmeks etapiks, et peegeldada võimalikku ebaõnnestumise riski ning leida üles need arengujärgud, kus riigi toetus ettevõtjale kõige suuremat mõju avaldab. Riigipoolse innovatsioonitoetuse vaates jaotub tootearendusprotsess alusuuringuteks, rakendusuuringuteks ning eksperimentaal- ja tootearenduseks.

Alusuuringutega tegelevad reeglina teadusasutused ning seda finantseeritakse riiklikult  välishindamise läbinud teadusasutuste kaudu. Ettevõtete tootearendus jällegi algab rakendusuuringu elluviimisest.

Riigi ülesanne on pakkuda ettevõttele abi ja toetust just nendes arenguetappides, kus riskid on kõige suuremad ja ebaõnnestumise tõenäosus kõige kõrgem.

Ettevõtja riskide jagamine tootearendustegevuses seab toetuse suuruse vastavusse riskitasemega, näiteks on kõrge riskiga tasemed rakendusuuringud ja eksperimentaalarendus, mis kuuluvad teadus- ja arendustetegevuse klassifikatsiooni. Siinkohal on oluline teha vahet erinevatel mõistetel - kas räägime teadus- ja arendustegevusest või teadusarendustegevusest. Viimasega tegeletakse ülikoolides ja teadusasutustes ning ettevõtted selle valdkonnaga reeglina kokku ei puutu. See-eest on teadus- ja arendustegevus tootearendusetapis seotud just rakendusuuringute ja eksperimentaalarendusega.

TVT - tehnoloogilise valmisoleku taseme kriteeriumid

Erinevate tootearendusetappide eristamiseks on maailmas kasutusel tehnoloogilise valmisoleku taseme (lüh. TVT, inglise keeles TRL (technology readiness level) kriteeriumid, mis aitavad täpsemalt määratleda riikliku toetuse osakaalu projektis. Lihtsamalt väljendudes: mida suuremad on riskid, seda suurem on ka toetusmäär. Rusikareegel ettevõtete teadus- ja arendustegevuse toetamiseks on globaalselt ühtne - rakendusuuringu toetuse määr ulatub 80-70 protsendini, eksperimentaalarenduse toetus 60-45 protsendini ning tootearendusel 50-25 protsendini. Täpsed osakaalud võivad küll riigiti kõikuda, kuid suurusjärgud jäävad samaks.

Kuidas tuvastada ettevõtte projekti vastavust teadus- ja arendustegevuse kriteeriumitele ning kuidas määratleda tehnoloogilise valmisoleku taset? Euroopa Liidus kehtiva kokkuleppe kohaselt tuvastatakse teadus- ja arendustegevust Frascati manuaali alusel1. Esimeseks sõelaks on vastuste leidmine viiele küsimusele:

  • Kas arendus on uudne?
  • Kas arendus on loominguline?
  • Kas arendus on etteaimamatu tulemusega?
  • Kas arendus on süsteemne?
  • Kas arendus on korratav/ülekantav?

Järgnevas tabelis on toodud selgitused nendele küsimustele vastuste leidmiseks.

Tunnused  Selgitus 
Uudne  Üks teadus- ja arendustegevuse põhitunnuseid on algupärane ja keeruline eesmärk luua n-ö uut teadmist (näiteks otsida seniavastamata nähtuseid, struktuure või seoseid). Kui olemasolevaid teadmisi kasutatakse viisil, millega ei püüta seniseid teadmisi laiendada (nt kohandamine, mugandamine jne), siis ei ole see teadus- ja arendustegevus. Kui  olemasolevaid teadmisi ei rakendata valdkonnas uudsel viisil, ka siis pole tegu teadus- ja arendustegevusega. 
Loominguline  Lisaks uute teadmiste hankimisele peaks teadus- ja arendusprojekt olema loomingulise iseloomuga, näiteks leidma olemasolevale teaduslikule teadmisele uusi rakendusi või olemasolevatele meetoditele või tehnoloogiatele uusi kasutusvõimalusi. 
Ettemääramatu tulemusega  Teadus- ja tehnoloogiauuringutes ning sotsiaal- ja humanitaarteadustes ning kunstides kasutatavad uurimismeetodid on arvesse võetavad juhul, kui neis käsitletakse ka projekti lõpptulemuse ebaselgust. Ebaselgus võib olla seotud plaanitud eesmärgi saavutamiseks vajaliku aja- ja ressursikuluga. Meetodi valik võib olla üks osa projekti loomingulisusest ning ühtlasi vahend ebaselguse vähendamiseks. 
Süstemaatiline  Süstemaatilisus eeldab siinkohal teadus- ja arendustegevuse toimumist vastavalt plaanile ning nii protsessid kui ka saadud tulemused dokumenteeritakse. Selle kontrollimiseks tuleb kindlaks teha teadus- ja arendusprojekti eesmärk ning toimunud teadus- ja arendustegevuse rahastamise allikad. Selliste dokumentide olemasolu korral võib eeldada, et tegemist on teatud kindlal eesmärgil algatatud teadus- ja arendusprojektiga, millel on oma inim- ja finantsressursid. Kindlasti on siin oluline jälgida, et inimesed, kes arendustööd läbi viivad, on piisavate referentside ja kogemustega. 
Ülekantav ja/või korratav  Teadus- ja arendusprojekti järeldused on üldkasutatavad juhul, kui nad lisaks nelja ülejäänud tingimuse täitmisele on ka ülekantavad/korratavad. Tulemuste ülekantavuse tõendamiseks võib sobida näiteks nende avaldamine teaduskirjanduses ning intellektuaalomandi kaitse vahendite kasutamine. 

Oluline on, et jaatava vastuse peab saama iga kriteerium. Kui mõnele küsimusele on vastus eitav, siis on tegemist tavalise tootearendusprotsessiga, mida kirjeldatakse tehnoloogilise valmisoleku tasemega TVT 8 – TVT 9.

Kui vastus on jaatav kõigile viiele küsimusele, järgneb määratlemine, milliselt tasemelt ettevõtja projekti alustab ning millisesse etappi soovib ta välja jõuda.

TVT tasemed ja lühiselgitused

Kaks esimest etappi - TVT 1 ja TVT 2 - on alusuuringud, mida rakendusuuringute programmi kaudu ei toetata. Alusuuringute all mõeldakse siin teoreetilise kontseptsiooni koostamist kirjanduse põhjal, ehk tööd, mida tehakse laua taga ning paberil ning mille tulemusena sünnivad enamasti teaduslikud artklid.

Edasine protsess muutub huvitavamaks ja ka keerukamaks. Esiteks on oluline mõista, et erinevate TVT tasemete vahele jääb “hall ala” ning üleminek ühest staadiumist teise on erinev ka tehnoloogiate lõikes. Näiteks kerkib kõige suurema erinevusega esile vahe reaalsete toodete ja IT arenduste vahel.

Rakendusuuring algab TVT 3-st ja lõppeb TVT 5-ga, kus teoreetilist kontseptsiooni katsetatakse laboratoorsetes tingimustes. TVT 3 puhul katsetatakse enamasti tehislikes tingimustes süsteemi erikomponentide toimimist. TVT 4 puhul toimub süsteemi erinevate osade liitmine ja nende koostoime laboratoorne tõestamine. TVT 5 on staadium, kus pannakse kokku töötav, laboratoorne prototüüp.

IT projektides jaotuvad tunnused järgmiselt:

  • TVT 3 tulemuseks on algoritmid, mis töötavad laboratoorses keskkonnas asendusprotsessoril, konstrueeritud komponendid töötavad laboratoorses keskkonnas ning laboratoorsed tulemused kinnitavad kriitiliste omaduste olemasolu. Tegemist on piiratud funktsionaalsuse väljatöötamisega kriitiliste omaduste ja ennustuste kinnitamiseks integreerimata tarkvarakomponentide abil.
  • TVT 4 tulemuseks on täiustatud tehnoloogiaarendus - iseseisev prototüüp, mis lahendab sünteetiliselt täissuuruses probleemi, või iseseisev prototüüp, mis töötleb täielikult representatiivseid andmekogumeid. Peamised funktsionaalselt kriitilised tarkvarakomponendid on integreeritud ja funktsionaalselt valideeritud, et luua koostalitlusvõime ja alustada arhitektuuri arendamist.
  • TVT 5 tulemusena töötavad algoritmid protsessoril, mille omadused on juba töökeskkonna sarnased. Olemas on süsteemi arhitektuuriskeem tehnoloogiaelemendist koos määratletud kriitiliste jõudlusnõuetega.

Eksperimentaalarendus algab TVT 6-st ja lõppeb TVT 7-ga, ehk laboratoorselt tõestatud süsteemi katsetatakse reaalsetes (sageli tööstuslikes) tingimustes. TVT 6 on staadium, kus luuakse ja koostatakse  juba  reaalses keskkonnas toimiv lahendus. TVT 7 jooksul valmib tööstuslik prototüüp.

IT projektides jaotuvad tunnused järgmiselt:

  • TVT 6 tulemuseks on prototüübi laboratoorsete testide tulemused, mis on jõudluse osas soovitud konfiguratsiooni lähedal, sealhulgas füüsiliste, loogiliste, andmete ja turvaliideste kaudu. Võrreldakse analüütiliselt modelleeritud testkeskkonda ja töökeskkonda. Analüüsi- ja testmõõtmiste abil saab vajalikud toimed kvantifitseerida kogu süsteemi hõlmavatesse nõuetesse, nagu läbilaskevõime, mastaapsus ja usaldusväärsus. TVT6 tasemel on alustatud kasutajakeskkonna analüüsiga.
  • TVT 7 tulemusena on loodud tarkvara prototüüp, millel on kõik peamised demonstreerimiseks ja testimiseks vajalikud funktsioonid. Prototüüp on hästi integreeritud operatiivsete riist-/tarkvarasüsteemidega, mis näitab töö teostatavust. Enamik tarkvaravigu on eemaldatud ning saadaval on piiratud dokumentatsioon.

Lihtsustades võib resümeerida, et rakendusuuring (TVT 3 – TVT 5) on arendustöö, mida viiakse läbi laboratoorsetes kingimustes ja mis tipneb laboratoorselt tõestatud prototüübiga. Eksperimentaalarendus on arendustöö, mida viiakse läbi reaalses keskkonnas reaalsete materjalidega ja kulmineerub see tööstusliku prototüübi valmimisega. Tegemist ei ole veel visuaalselt disainitud prototüübiga ning samuti ei ole veel detailsemat tähelepanu pööratud kasutusmugavusele.

Tootearendusetappideks on staadiumid TVT 8 – TVT 9. TVT 8 tasemel toimub toote disain ja valideerimine/sertifitseerimine ning TVT 9 tasemel valmivad turundusmaterjalid, lõplik dokumentatsioon ja toode lansseeritakse turule tema lõplikus valmiduses.

Tehnilise valmisoleku taseme määratlemine projektides

Tehnilise valmisoleku taseme määratlemine IT-projektides

X