運作技術成熟度(Technology Readiness Level)進行技術評估
資策會科技法律研究所
法律研究員 羅育如
104年10月22日
壹、前言
為提升我國科技競爭力,於1999年制定科學技術基本法(以下簡稱科技基本法),透過科技基本法的規定,使原本歸屬國有財產之研發成果,得以下放歸屬執行單位所有,使大學對研發成果能有更完善應用之權利。
科技基本法實施之後,各研究單位開始學習國外經驗,積極進行產學合作,將內部之研發成果技術移轉與外部產業。但是,科技基本法實行已15年的今日,各界逐漸發現,政府經費之投入與研發成果產出之經濟效益有相當大的差距。例如科技部102年專題研究計畫補助經費為215億新台幣,但僅創造3.5億新台幣之衍生成果技術移轉權利金[1]。政府經費投入與產出不符預期的議題,牽涉多元層面問題,但是從新設立政府計畫案之目標與KPI,可以發現政府新創設之補助計畫開始以協助技術商業化作為主要目的,例如萌芽計畫、產學計畫等。
技術商業化操作模式會依據技術成熟度不同而有所差異,技術成熟度高的項目,廠商承接後所需要投入的研發成果可能較低,直接協助廠商改善生產流程或是成為產品商品化的機率較高;反之,廠商則需要投入較多的技術研發費用,需要花費較多的人力與資源,技術才有機會商品化。
由此可知,在技術商業化計畫推廣時,技術項目的技術成熟度是一個重要的評估關鍵。本文針對技術成熟度的評估指標詳細說明,以提供執行技術商業化計畫時,評估技術項目之參考。以下會分別說明何謂技術成熟度以及技術成熟度如何運用,最後會有結論與建議。
貳、技術成熟度說明
技術成熟度或稱為技術準備度(Technology Readiness Level;簡稱TRL)是美國太空總署(NASA)使用多年的技術評估方法,後來為美國國防部所用,再廣為國際各政府機構、學研單位、企業機構使用。
TRL是一個系統化的量尺/衡量指標,可以讓不同型態的技術有一致性的衡量標準,描述技術從萌芽狀態到成功應用於某項產品的完整流程[2]。而TRL涵蓋的技術研發流程則包括四個部分:(1)概念發展:新技術或是新概念的基礎研究,涵蓋TRL1~3;(2)原型驗證:特定技術針對一項或是多項潛在應用的技術開發,涵蓋TRL4與5;(3)系統開發:在某一應用尚未成為一整套系統之前的技術開發以及技術驗證,然後進行系統開發,涵蓋TRL6;(4)系統上市並運作[3],涵蓋TRL7~9。以下分別說明TRL每個衡量尺度的定義[4]。
TRL 1 基礎科學研究成果轉譯為應用研究。
TRL 2 為某項特殊技術、某項材料的特性等,找出潛在創新應用;此階段仍然是猜測或推論,並無實驗證據支持。
TRL 3 在適當的應用情境或載具下,實驗分析以驗證該技術或材料相關物理、化學、生物等特性,並證明潛在創新應用的可行性(proof-of-concept)。
TRL 4 接續可行性研究之後,該技術元素應整合成具體元件,並以合適的驗證程序證明能達成原先設定的創新應用目標。
TRL 5 關鍵技術元件與其他支援元件整合為完整的系統/系系統/模組,在模擬或接近真實的場域驗證。需大幅提高技術元件驗證的可信度。
TRL 6 代表性的模型/雛形系統在真實的場域測試。展示可信度的主要階段。
TRL 7 實際系統的雛形品在真實的場域測試。驅使執行TRL7的目的已超越了技術研發,而是為了確認系統工程及研發管理的自信。
TRL 8 實際系統在真實的場域測試,結果符合設定之要求。代表所有技術皆已整合在此實際系統。
TRL 9 實際系統在真實場域達成目標。
參、技術成熟度應用
技術成熟度可以單純拿來衡量技術開發階段、可用來衡量技術開發風險、也可作為研發機構角色以及補助計畫定位的參考,以下說明。
一.技術成熟度用來衡量技術開發階段
這是技術成熟度最單純的應用方法,但因為每種技術領域都可其特殊的技術開發脈絡,所以可以根據NASA原有的技術成熟度,修改成貼近該技術領域需求的技術成熟度指標。目前有看過軟硬體TRL指標、綠能&能源TRL指標、ICT TRL指標、生醫(新藥、生物製劑、醫材)TRL指標等[5]。
二、技術成熟度用來管理技術研發風險
研究開發需投入大量的人力、物力,而研究成果的不確定性又很高,所以需要有良好的技術研發管理。技術成熟度對技術研發管理而言,是風險的概念,一般而言,TRL階段與技術風險是反向關係,也就是說TRL階段越高,技術風險越低[6]。
需要考慮的面向包括[7] ,(1)現在技術成熟度在哪一階段?以及我們投入研發後,希望達到的技術成熟度目標為何?(2)從現在的技術成熟度到專案需要的技術成熟度,要精進這項技術到底有多難?(3)這項特定技術如果開發成功,對於全面技術目標而言的重要性如何?
三、機構角色以及補助計畫定位
TRL指標可用來明確區分研發機構角色定位,例如工研院內部運用TRL指標做為技術判斷量化評估指標,並且工研院需將技術成熟度提升到TRL6或7,以克服技術面的問題,進行小型試量產,才能跨越死亡之谷讓業界接手商業化[8]。
TRL指標也可以用來區分補助計畫的標的範圍,例如美國國防部傾向投資TRL 4階段技術,美國國防部培養TRL4以及4以下的技術到TRL6階段,使得這些技術能更順利的進入技術市場,其原因在於TRL程度越低,成功商品化的不確定性以及風險就越高,而TRL4階段技術項目,是美國國防部可以承受的風險程度[9]。
肆、結論
TRL指標現在已被廣泛的運用在技術評估工作上,透過量化的指標,協助研發人員或是技術管理人員方便掌握每個技術開發案的現況,例如現在技術在TRL哪個階段,技術開發結束後,TRL預計會到達哪個階段。確定目標之後,就可以進一步評估這個計畫開發案的風險並評估組織需投入的資源。
TRL是一個簡易的技術評估指標,但如果要以此做出全面性的技術策略,似乎就還是有所不足,因此,可以再搭配其他技術評估變項,發展為全面性的技術風險管理評估指標,可能可以搭配技術開發困難度指標,用以評估TRL往上提升一級的困難度程度[10],也可以搭配技術需求價值指標[11],這項技術順利成功的話,對整個系統開發而言的價值高低,價值非常高的話,就值得花更多資源與人力去投資。
由此可知,應該可以積極運用TRL指標,用來評估政府技術補助計畫,協助大學技轉辦公室管理各研發團隊之技術開發進程,也可提供技術移轉潛在廠商清楚設定技術規格,減低技術供給方與技術需求方之間的認知差異,進而提升技術移轉成功率,也就可以拉近政府經費投入與研發成果產出的差距。
[1] 行政院國家科學委員會,行政院國家科學委員會102年年報,頁24、98(2013),http://www.most.gov.tw/yearbook/102/bookfile/ch/index.html#98/z,最後瀏覽日2015/07/21。
[2] John C. Mankins, NASA, Technology Readiness Levels: A White Paper (1995).
[3] id.
[4] US DEPARTMENT OF DEFENSE (DoD), Technology Readiness Assessment (TRA) Guidance (2011), http://www.acq.osd.mil/chieftechnologist/publications/docs/TRA2011.pdf (last visited July 22, 2015).
[5] Lewis Chen,<Technology Readiness Level>,工研院網站,http://www.sti.or.th/th/images/stories/files/(3)ITRI_TRL.pdf (最後瀏覽日:2015/07/22)。
[6] Ricardo Valerdi & Ron J. Kohl, An Approach to Technology Risk Management (2004), http://web.mit.edu/rvalerdi/www/TRL%20paper%20ESD%20Valerdi%20Kohl.pdf (last visited July 22, 2015).
[7] John C. Mankins, Technology Readiness and Risk Assessments: A New Approach, ACTA ASTRONAUTICA, 65, 1213, 1208-1215 (2009).
[8] 邱家瑜、蔡誠中、陳禹傑、高皓禎、洪翊恩,<工研院董事長蔡清彥 以新創事業連結全球市場 開創屬於年輕人的大時代>,台灣玉山科技協會,http://www.mjtaiwan.org.tw/pages/?Ipg=1007&showPg=1325 (最後瀏覽日:2015/07/22)。
[9] Ricardo Valerdi & Ron J. Kohl, Massachusetts Institute of Technology, An Approach to Technology Risk Management, http://web.mit.edu/rvalerdi/www/TRL%20paper%20ESD%20Valerdi%20Kohl.pdf (last visited July 21, 2015).
[10] 同註7。
[11] 同註7。
英國內閣辦公室於2015年7月13日宣布開啟「2015年開放政府夥伴英國國家行動計畫」,認為身處於轉型於科學與技術、面臨了資訊革命的世界,資訊開放可以促使英國政府現代化作業,這也是讓英國邁向較佳未來的最好方式。現在英國社會已然是此一趨勢,而英國政府的任務就是讓其更佳發展,「開放政府夥伴國家行動計畫」(Open Government Partnership National Action Plan)就是英國政府規劃發展的藍圖,承諾將提供給民眾一更加開放及有責的政府。 而英國政府目前已就部分政策(資訊公開、反貪腐、財政透明以及公開政策形成過程)有相關發展,分述於下列七點摘要說明: 更高的有責性(accountability):當英國政府開始公佈其政府部門相關出差數據後,英國政府發現高階官員變得更加傾向於搭乘飛機時乘坐經濟艙,以減少開銷。而溫莎-梅登黑德皇家自治市鎮議會(Windsor and Maidenhead Council)發布了公部門建築物的即時能源使用資訊,因此協助公部門減少16%的能源帳單費用。 更佳的資訊管理:英國政府發現,將訊息公開並使其可以利用,促使英國政府本身成為更佳成熟的資訊使用者。不僅英國政府會具備更高的有責性,同時也更能獲得公眾的資訊,而資訊公開則可使英國政府的決策具有實證依據。 資訊更加公開:資訊公開的優點不僅可使英國政府獲得公眾之資訊,同樣地公眾亦可得到政府的資訊,進而提升英國政府公共服務的水準。 數據經濟(data economy):目前英國有上千家創業的新興公司正在設法取得政府創新利用的相關資訊,透過資訊的公開亦同時可幫助英國此類數據經濟的成長。 國際合作:英國政府認為於在政府透明化方面需要更多的國際合作。英國政府將以官方協助的立場公開資訊,支持採掘產業(extractive industries)財政透明的全球性標準,並承諾建立一個公司受益所有權(company beneficial ownership)的註冊中心單位,將會有關於英國各家公司最終擁有及實質管控者清楚的資訊來源,藉此打擊貪腐弊案。 地方授權:除了上述所提者,英國政府同時亦要將此規劃落實到各地,將授權予蘇格蘭、威爾斯、北愛爾蘭以及英格蘭的城市等地區。從蘇格蘭聯合政府的運作,到曼徹斯特其地方企業夥伴(Local Enterprise Partnership, LEP)公開資訊的利用,這些設置都可以作為彼此學習的借鏡,並將開放政府的原則擴散到全英國。 採取如維基(Wiki)的模式形成政策:英國政府認為應該要朝向維基百科(Wikipedia)運作的模式發展,於政策規劃方面採取與各方更高度合作的方式進行,可使資訊得以廣泛擴散。
英國能源安全暨淨零排放部發布「先進核能框架」政策文件,旨在促進該國民用先進核能技術之發展英國能源安全暨淨零排放部(Department for Energy Security and Net Zero, DESNZ)於2026年2月4日發布「先進核能框架」(Advanced Nuclear Framework)政策文件,說明政府如何營造有利投資之政策環境,以支持民用先進核能技術之專案開發與商業化布建。 英國政府認為先進核能技術,包含「小型模組化反應爐」(Small Modular Reactors, SMRs)、「先進模組化反應爐」(Advanced Modular Reactors, AMRs)及「微型模組化反應爐」(Micro Modular Reactors, MMRs),不僅可持續供應低碳電力,且有助於維護電網穩定。 英國政府與產業利害關係人溝通而鑑別出推動民間專案所需解決之融資障礙,並提出相關因應方案,重點說明如下: (1)本框架導入「先進核能發展進程清單」(Advanced Nuclear Pipeline)及「專案就緒度評估程序」(Project Readiness Assessment),由政府協助鑑別於技術、供應鏈、資金、選址與營運方面具相當成熟度之專案,以增強投資人對專案長期前景之信心。 (2)於具成本效益之前提下,政府得考慮為民營專案提供保險、收益支持,同時「國家財富基金」(National Wealth Fund, NWF)亦將於專案開發與建設階段進行投資,而可化解投資人對於高昂開發成本、難以承保風險與缺乏明確回報之疑慮。 (3)能源安全與淨零排放部將成立「先進核能商業參與單位」(Advanced Nuclear Business Engagement Unit)以提供專門服務,負責專案推進與克服市場障礙,並協助企業與政府機構及地方政府溝通。