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。
關於SONY ERICSSON (SE)將推出PSP手機(PSP phone)的傳聞始終甚囂塵上,每隔一段時間就會有各種充滿想像力的照片在網路上散佈。美國專利商標局(USPTO)於2008年03月06日公開了SE於2006年08月30日所遞交的新專利申請案。從該申請案的內容中可發現,SE將為市場帶來具有更多新奇功能的PSP手機。 SE的該申請案揭露了一種可攜式行動通訊裝置,其包含全觸控式顯示螢幕、加速度感測器或其他方向感測器以及觸覺回饋(haptics feedback)配備,其可透過軟體分別在PSP以及手機模式下設定以及切換多種功能。特別地,由於該螢幕具有觸覺回饋機制,原本提供觸覺回饋的實體按鍵便可以被省去,因此在實務上,該螢幕可佈滿該通訊裝置的整個表面。 當然,在我們談到前述的加速度感測器、全觸控式顯示螢幕以及透過軟體設定功能的同時,SE並未在該專利申請案中限制該通訊裝置只能為PSP手機。因此,該通訊裝置也可能被設定為隨身聽手機、照相手機或行動網路瀏覽器等。 在這篇專利申請案中的構想與蘋果的iPhone相當類似,除了額外的PSP遊戲功能之外。但,我們不能就此認為SE抄襲蘋果的創意,因為,SE似乎是與蘋果同時發展這個構想的-這篇申請案的申請日期比iPhone的主要專利申請案的公開日期早了一週。
日本總務省展現電信產業改革決心,提出「電信創生計畫」日本總務省於2014年10月31日公布了「電信創生計畫(モバイル創生プラン)宣示其對電信產業改革之決心。鑒於智慧型手機已成為日本國民生活中不可或缺的一環,加上以智慧型手機為行動中心,另結合可攜式裝置、機器間通信(Machine to Machine, M2M)及智慧聯網(Internet of Things, IoT)技術之普及,電信產業將會廣泛地影響社會整體之經濟活動,因此總務省喊出了「更自由、更貼近、更快速、更便利」的政策口號。 首先在自由化的部分,總務省於本月宣布了自明年2015年5月開始,日本將全面解除「SIM卡解鎖限制」,未來電信用戶將可以自由地帶機或攜碼,移轉到通信費率更適合自己的電信業者,並同時展開「SIM卡解鎖指南」(SIMロック解除に関するガイドライン)改正案之意見募集。未來,電信業者有義務為提出需求的消費者進行解鎖,此外,若無任何理由予以回絕,將會受「電氣通信事業法」下授權之業務改善命令之約束。然而,對於消費者而言,若有尚未履行完畢之契約,亦應於繳交違約金後,才得以進行解鎖。 第二,為了使消費者能夠安心、安全地使用智慧型手機,日本政府開始積極推動虛擬行動網路(Mobile Virtual Network Operator, MVNO)之服務。所謂的MVNO係指通訊網路與服務分離之概念,業者本身無須擁有通訊網路,但須申請經營執照,並可向其他傳統電信業者(Mobile Network Operator, MNO)租用系統,經營自有品牌之行動通訊業務。因此日本政府為了盡快推行MVNO之服務,已開始與相關業者做系統整備之促進協議。 第三,為了使電信網路之傳輸更快速,除了持續推行3.5G網路外,自2016年將開始進行4G之商業化。最後在便利化之方面,鑒於未來之電信產業將會涵蓋更多樣化的服務,如自動更新導航地圖、提供居家安全服務等,因此日本政府認為,應透過法規制度之改善,給予電信業者於提供服務時,更友善之環境。除了已在近期開始促進,MVNO業者利用MNO業者之資訊管理資料庫協議外。並預計在下期國會提出之「電氣通信事業法」草案進行以下變更:(1)鬆綁對電信業者之規定,例如從促使業者跨界合作之角度,鬆綁不公平競爭之處理;(2)進一步推動電信業者(包括MNO跟MVNO等)費率之調降。 總務省預測,在整體政策同時推動之下,2016年相較2013年底,將增加約兩倍之MVNO契約(從670萬份倍增到1500萬份);而2016年,相關電信產業之規模將比現行之34.3兆日圓增至45兆日圓。
何謂「歐盟防禦基金」?歐盟防禦基金(European Defence Fund)係於2016年,由歐盟執委會主席Juncker所宣布成立,旨在促進成員國之技術與設備合作、鼓勵中小企業參與項目,促進突破性創新(breakthrough innovation)解決方案,俾達協調、供給並擴大國防設施投資、捍衛歐盟戰略自主之目的。 歐盟防禦基金之進程目前可分為兩階段。第一階段係於2017-2020年,透過「國防研究籌備行動」與「歐盟防禦工業發展項目」等兩個項目,對歐盟成員國間之防禦合作進行測試。其後,為進一步強化戰略自主與抵禦之能力,歐盟執委會於2018年6月13日決議增加基金2021-2027年之預算至130億歐元,與成員國共同進行防禦科技與設備之研發,是為第二階段。 於130億歐元之預算中,89億歐元將以共同投資之方式,讓歐盟與成員國共同投入發展計畫,包含原型(prototype)之開發(占20%)、認證與測試(占80%)。而為確保、鼓勵研發成果之可用性,共同投資係以成員國承諾採購研發成果為前提。具體而言,此一共同投資計畫具下述特點: 投資項目需有助於歐盟國防安全、符合《共同安全與防禦政策》(Common Security and Defence Policy)之優先項目,並經其成員國與NATO等國際組織同意。 以突破性創新為目標,提撥5%的資金專用於破壞式創新技術和設備之研發,以提升、鞏固歐盟長期之技術領先地位。 合作項目需有三個以上、來自不同成員國之參與者;並以優惠利率為誘因,吸引中小型企業跨境參與。 參與之成員國需承諾採購最終之研發成果。
歐盟執委會通過數位歐洲計畫2023~2024年工作計畫為促進歐洲的數位轉型,歐盟執委會(European Commission)在2023年3月24日於通過數位歐洲計畫(Digital Europe programme, DEP)下的2023~2024年工作計畫,預計投入12.84億歐元於「主要數位歐洲計畫工作計畫」(Main DEP programme)(下稱「主要工作計畫」)及「網路安全工作計畫」(Cybersecurity Work Programme),以延續之前投入之成果,並加強歐盟對抗網路威脅的集體韌性。 實際上歐盟於2018年即提出第一個數位歐洲計畫,並透過數位單一市場策略(Digital Single Market strategy)嘗試建立符合數位特性的監管框架,藉以提高歐盟的國際競爭力,發展及加強歐洲的數位能力。數位歐洲計畫包括五個重點領域:超級電腦(Supercomputers)、人工智慧(Artificial intelligence, AI)、網路安全及信任(Cybersecurity and trust)、數位技能(Digital skills),以及確保數位技術在經濟及社會中被廣泛使用。 前述所說的主要工作計畫,其投入資金為9.095億歐元,重要工作有三。首先,藉由關注氣候和環境保護技術、數據資料、人工智慧、雲端、網路安全、先進數位技能及部署此些技術之最佳方法,並加強歐盟的關鍵數位能力。第二,關注數位公共服務,強調具跨境互操作性(cross-border interoperability)的公部門解決方案(例如歐洲數位身份)。此外,也將透過歐洲數位媒體觀測站(European Digital Media Observatory, EDMO)打擊假訊息,並以InvestEU計畫下的策略數位技術投資平台,重點支持中小及新創企業關注網路安全。 其次,網路安全工作計畫的投入資金為3.75億歐元,由歐洲網路安全能力中心(European Cybersecurity Competence Centre)負責執行,將支援建立國家和跨境安全操作中心的能力,以打造最先進的威脅檢測及網路事件分析生態系統。網路安全工作計畫還將資助產業(特別是中小及新創企業)遵守網路安全法規要求的項目,特別是網路及資訊系統安全指令(Directive on Security of Network and Information Systems, NIS2)或網路韌性法案(Cyber Resilience Act)所要求的內容。 歐盟已在加強數位公共服務、數位技能及網路安全等方面投入許多資源,其中網路安全、資安威脅和打擊假消息等議題因其不受地區限制而更受到注目,未來仍待持續關注此些議題之發展。