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。
美國聯邦民航局(Federal Aviation Administration, FAA)於2023年7月18日發布《先進空中移動執行計畫》(Advanced Air Mobility (AAM) Implementation Plan),詳述FAA與利害關係人於短期內實現AAM運作需採取之步驟。 AAM是一個新興航空生態系統,透過創新先進技術與新型航空器,包括電動航空器或電動垂直起降航空器(electric vertical takeoff and landing, eVTOL),提供交通運輸更具效率、永續與公平的選擇機會。不過,本執行計畫所稱之AAM僅適用於有人駕駛之客貨運輸類型。為促進日常相關服務,該計畫以現行飛航程序與基礎設施為利用基礎,並就航空器與飛行員認證、空域進出管理、飛行員培訓、基礎設施開發、安全維護、公眾參與等事項進行處理,以引領產業安全擴展。此外,本計畫還包含可應用於任何場域之計畫指南(planning guide),並臚列關鍵整合目標與順序。本次計畫著重之處簡述如下: (1)運作:飛行員將能按預定飛行計畫駕駛新先進移動航空器往返多地;AAM航空器將盡可能使用機場周圍等級B與C空域範圍內之既有或修正的低空目視飛行規則(Visual Flight Rules, VFR)路線,飛行於城市與大都市地區上空4000英尺(約1219.2公尺)。 (2)基礎設施:營運商、製造商、州與地方政府,以及其他利害關係人將負責計劃、發展與利用直升機場(heliport)或垂直機場(vertiport)基礎設施;起初AAM將運作於既有的直升機場、商業服務機場與通用航空(general aviation, GA)機場,故需針對充電站、停機坪與滑行空間等進行改造與安裝。 (3)電網(Power Grid):電網可能需要升級以供AAM操作;FAA與美國國家再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory, NREL)簽署機構間的協議,以確定航空器電氣化(electrification)對垂直機場、直升機場或機場電網的影響。 (4)安全:美國國土安全部(Department of Homeland Security, DHS)將確定必要的AAM安全類型;美國運輸安全管理局(Transportation Security Administration, TSA)與FAA亦評估基於先進技術的使用與操作協定(operational protocols)而提高資安要求之需求。 (5)環境:FAA將斟酌AAM運作的環境影響,包括噪音、空氣品質、視覺干擾及對野生生物的破壞等因素。 (6)公眾參與:為更了解公眾對AAM運作的擔憂(包括噪音與緩解措施),FAA將與機場、地方、州及社區進行合作;許多利害關係人(如AAM營運商、機場與垂直機場營運商)將於公眾參與中扮演重要角色。
.PHARMACY頂級域名(gTLD)防止偽藥流竄仿冒藥品在網路通路的銷售流通向來十分猖獗,根據國家藥事管理全會(National Association of Boards of Pharmacy, NABP)統計,全球約有97%的藥品銷售網站販賣仿冒藥品。職業醫療服務機構(Occupational Medical Services, OMS)也指出,2010年全球的偽劣藥品約有750億美元的市場規模,而消費者於網路上買到的藥品約有50%都是仿冒藥品。全球每年約奪走七十萬人命的肺結核和瘧疾,其中約二十萬人的死亡主因並非疾病,而是服用了仿冒藥品。 為了阻止仿冒藥品在網路銷售通路的氾濫,NABP申請並通過審核,成為新創立的.PHARMACY頂級域名(gTLD)的註冊資料庫管理者(Registry Operator),負責.PHARMACY頂級域名的網域名稱資料管理。.PHARMACY頂級域名提供藉由網路銷售處方藥、處方藥相關產品、藥事服務或資訊的公司提出申請。公司提出域名申請時,會由NABP負責審核,以確保使用.PHARMACY頂級域名販售藥品的網站,都符合相關管制標準及當地法規,包含網站所設立的地點及藥品銷售或運送地點等。為執行.PHARMACY頂級域名計畫,NABP下設不同功能的常設或非常設組織,例如在.PHARMACY開放申請的國家,如法國、日本及德國等,設立國家標準制定委員會(National Standard Setting Committees),於該國家的公司提出.PHARMACY頂級域名申請時,為NABP提供該國藥事相關法規的協助,以利NABP審核頂級網域名稱的申請案件。 .PHARMACY頂級網域名稱於2014年11月開放申請。未來,世界各地的消費者在網路購買藥品時,只要認明有後綴.PHARMACY的網址,就不用擔心會購買到偽劣藥品了。
歐盟執委會發布「再生能源:歐洲能源市場的重要角色」產業推動報告歐盟執委會於2009年4月23日發布再生能源指令(DIRECTIVE 2009/28/EC),目標在2020年達成20%的再生能源利用;並於2011年1月31日發布「再生能源:邁向2020目標」(Renewable Energy: Progressing towards the 2020 target)通訊報告,檢視歐洲再生能源產業概況及所面對的挑戰,透過與「歐洲及國家再生能源領域之財務檢視」(Review of European and national financing of renewable energy in accordance with Article 23(7) of Directive 2009/28/EC)、「運輸領域使用生質燃料及其他再生燃料的發展及技術評估」(Recent progress in developing renewable energy sources and technical evaluation of the use of biofuels and other renewable fuels in transport in accordance with Article 3 of Directive 2001/77/EC and Article 4(2) of Directive 2003/30/EC)及「生質燃料及生質燃油永續計畫報告」(Report on the operation of the mass balance verification method for the biofuels and bioliquids sustainability scheme in accordance with Article 18(2) of Directive 2009/28/EC)等三份報告的結合,瞭解再生能源領域發展所須的支出、確保其品質、運用最有效率及最具經濟效益的手段,架構歐洲再生能源利用之2020年目標。 為達此一目標,各會員國自行採取相關措施加以推動,每年投入的資金呈倍數的成長;然在2020年之後,卻未見相關政策規劃。為持續發展再生能源,執委會於2012年6月6日發布「再生能源:歐洲能源市場的重要角色」(Renewable Energy: a major player in the European energy market)通訊報告,呼籲各會員國在相關計畫的建立與改革採取更協調一致的措施,提升會員國間再生能源的交易,並探討2020年之後再生能源的發展框架。此一通訊報告包含兩部分:第一、為達2020年的再生能源發展目標,指出四個須加速推動的領域;第二、開始思考2020年後之規劃框架。 針對應加速推動以達成2020年發展目標的四大領域,包括(1)能源市場、(2)支援計畫(support schemes)、(3)合作機制、(4)地中海區能源合作計畫。歐盟執委會堅持達成境內能源市場的整合,並認為有必要提供投資獎勵,以順利進行。對於相關支援計畫,應鼓勵降低成本並避免過度補貼;由於支援計畫多由各國政府主導,而各國可能有缺乏透明度、突然終止、甚至補助差異,造成市場運作模式的阻礙,因此執委會呼籲透過跨國的合作來解決。此外,執委會鼓勵增加合作機制,使會員國間能透過再生能源的交易、降低成本,以達成再生能源利用目標。針對地中海區的能源合作計畫,執委會建議改善其管理框架,並著重於整合馬格里布地區(Maghreb)的市場,將有助於大規模投資,進口再生能源電力。 針對2020年後之發展,則應兼顧創新與降低成本,促進對再生能源的投資。依據歐洲「2050能源路徑圖」(Energy Roadmap 2050)之規劃,開始探討邁向2030的發展策略,主要仍以溫室氣體排放、再生能源及能源效率為政策目標。執委會強調,儘速確定2030年的發展規劃至關重要,此規劃並應使再生能源業者在能源市場上提升其競爭力。
溫室氣體減量及管理法重要議題簡析