發佈日期:2016-01-29

技術準備度量表於科技管理之應用

作者:張錦俊

科研投入技術準備度技術商品化風險管理計畫篩選計畫評估

文章圖片所有權:https://goo.gl/PX5ZtL,Created by NASA/MSFC/David Higginbotham
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壹、前言

創新系統的成功發展有賴於個別技術的路徑的對應的成功管理,技術準備度 量表(Technology Readiness Level Scale, TRL Scale)之起源係因美國太空總署(NASA)觀察到研發、營運、及規劃社群對於太空系統的技術發展期間面臨溝通及協調之問題,並認為缺乏計畫協調可能會對於績效評估、優先排序、及預算分配產生不良影響。藉由技術準備度的測量並據以提報,可以讓管理者掌握計畫在技術可應用性方面之進展,對於計畫後續投入重點及避免重複投入之預算決策可提供參照依據。

此一初創的傳統技術準備度量表隨著科技創新政策演進下的不同科技管理需求而變遷,在不同的執行機關基於不同的使用目的及評估標的,而不斷被修訂重構,例如:由適用單一技術至多重技術、聚焦商品技術至聚焦製造技術或另行獨立編製製造準備度量表(Manufacturing Readiness Scale, MRS)、由反映線性技術至反映非線性創新觀點、由聚焦系統產品至聚焦零組件產品等,都必須要進行修訂重構,而非可一體適用。

表一 TRL量表應用類型整理

使用目的實例使用時機評估結果
使用者
評估
執行者
篩選成熟技術以降低研發投資風險˙美國太空總署
˙美國國防部
研發投資前研發補助機關研發補助機關
避免重複研發投資歐盟研發投資前歐盟會員國及歐盟研發補助機關研發補助機關
協助界定在不同技術準備度階段下所需的政策介入標的及工具歐盟的Horizon 2020科技計畫研發投資前研發補助機關研發補助機關
呈現技術商業化成熟度以找尋投資人促進技術商業化美國能源部ARPA-E計畫研發投資期間及研發投資結束後創投、產業夥伴、潛在消費者或其他美國部會能源部ARPA-E之商業化單位
在商業化的技術發展、商品開發、製造等各階段界定如何與業界及學界進行橋接整合RTO研發投資前及執行期間相關業界、學界及研發補助機關研發橋接機構
納入成效評估內容以促進研發成果商業化˙歐盟Framework Program
˙美國衛生部
研發投資後研發補助機關及科技評估者科技評估者
判斷科技計畫是否適合進行效益評估美國能源部研發投資後研發補助機關及科技評估者研發補助機關
資料來源:本研究整理

本文擬就技術準備度量表的後續修定應用進行簡介及探討,並就這些後續應用發展的不同的應用目的、執行者、使用者、使用時機等(見表一)進行比較分析。並就TRL量表於我國科技計畫管理上的可能應用進行初步分析。

以下分別由TRL量表的不同應用目的,簡要介紹不同機構基於其科技管理需求所進行的量表修訂,並說明此一量表修訂所具有的科技創新政策轉型之意涵。

貳、 TRL量表作為科技投資風險管理之工具

一、篩選技術以降低投資於不成熟技術的風險

由於美國太空總署致力於發展應用於執行太空任務所需技術,因此,它使用TRL的目的之一為藉由TRL來篩選技術成熟度較高的技術作為補助技術開發之標的(見下表一),篩選欲補助技術以降低科技投資之風險。除美國太空總署之外,美國國防部亦將TRL量表用於降低計畫投資風險。美國國防部發現其武器發展採購計畫因技術不成熟、設計階段缺乏製造知識,導致計畫經費超支、開發時程落後等問題,因此發展符合其需求之TRL量表,供補助研發時進行技術篩選之用,以便去除經TRL量表評估後認定技術準備度較低的技術,避免因技術不成熟而延緩計畫開發時程落後或成本超支。

此外,歐盟TRL量表進行優先排序並強化研發合作與協調,輔助會員國間研發投資之對應(Alignment),以避免重覆投資的風險。須特別說明的是,就美國太空總署與國防部兩者之使用目的而言,TRL評定成熟度較低的技術之所以被視為不值得投資,係因基於一個具有技術應用時程壓力的具體任務目的(如:太空任務、武器開發)而言,才須使用TRL量表來篩除不成熟技術,但須注意的是,這並不表示TRL成熟度低必然是不值得投資之標的。反之,當計畫目的為單純技術探索或產業發展之目的時則TRL成熟度低之計畫反而值得投資。

表二 美國太空總署原始TRL量表

TRL1觀察及提報基本原則
TRL2技術概念及應用研擬
TRL3分析性及實驗性重要功能及特性概念驗證
TRL4實驗室環境下的零件或線路板驗證
TRL5相關環境下的零件或線路板驗證
TRL6在相關環境(地面或太空)下的系統/次系統模型或原型示範
TRL7太空環境下的系統原型示範
TRL8經由測試及示範的實際系統完成及具飛行能力
TRL9經由成功任務操作的實際系統飛行驗證

二、據以篩選政策介入標的及介入工具

由於研發成本和技術的複雜性,歐盟發覺在許多關鍵技術領域需要創造創新系統的關鍵質量(Critical Mass),以趕上其競爭者在關鍵技術價值鏈上的大量投資,包括,1.研究2.創新及示範活動3.教育訓練等方面之投資。藉由TRL量表,可以有助於理解在不同技術準備度階段下,政府科技計畫的可能落差(GAP)所在,以及所需的政策介入工具。例如,歐盟藉由TRL量表,發現關鍵技術產品需要藉由管制或政府採購以創造市場加以支持或進行新概念的測試,方可驅動歐盟的創新。

歐盟的Horizon 2020科技計畫採用TRL以決定應補助計畫(Project)之性質(政策介入),在參與補助申請之提案徵求說明及評估規劃中皆會描述其計畫內容應具備之TRL 水準,以使其補助計畫能符合其政策介入之定位。

表三 Horizon 2020採用之TRL量表

TRL1發掘基本原則
TRL2技術概念擬定
TRL3概念的實驗性驗證
TRL4實驗室環境下技術效度
TRL5相關環境下的技術驗證
TRL6相關環境下的技術示範
TRL7營運環境下的系統原型示範
TRL8系統完成及完備
TRL9營運環境下的系統實際證明

參、TRL量表作為促進技術商業化之評估工具

一、以商業化導向TRL衡量計畫成效

歐盟架構科研計畫(Framework Program, FP) 為提高商業化機率,透過評估基準的重構,使計畫評估不再像早期FP計畫評估那樣關注於出版品數量、專利數等計畫產出,轉而強調市場潛力之評估,藉由計畫績效對商業化進展程度之測量,促進計畫補助技術的商業化進展。

此外,美國衛生部將TRL用於表示藥品技術成熟度以及藥品在商業化進程上之進程階段,以便能簡明地進行計畫成果或計畫進行階段之溝通,在美國衛生部的TRL量表中針對藥品技術發展進程之特殊性,進行了其專屬研發領域的TRL量表修訂,將臨床試驗等藥品技術商品化的重要里程碑作為TRL量表的重要技術進展之劃分工具,例如:以第一期臨床試驗來定義TRL6、以第二期臨床試驗來定義TRL7。

美國能源部甚至於使用TRL量表來判別一個計畫是否已到了適合進行效益(Impact)評估之時機,在TRL量表評定技術準備度在6以下的技術,則表示其商業化程度低,仍不適合作為效益(技術之市場採用)測量之標的(Department of Energy, 2014)。

表四 美國衛生部採用之TRL量表

TRL1探討科學知識基礎
TRL2發展假設及實驗性設計
TRL3發掘標的及備選標的及描述先期備選標的
TRL4候選藥物極佳化及活動及效能的非臨床規範活體示範
TRL5候選藥物的先進探討及GMP程序開發的啟動
TRL6GMP試驗性生產、臨床新藥試驗提交及第一期臨床試驗
TRL7GMP程序驗證啟動、擴大,與第二期臨床試驗
TRL8GMP驗證一致性製造、效能研究、第三期臨床試驗、食品藥物管理局批准
TRL9批准及認證後活動

二、以商業化導向TRL進行技術成果之推廣

美國能源部於約2010年,建立了Advanced Research Project Agency-Energy(ARPA-E),以支持創新技術計畫。ARPA-E設置了商業化單位,其工作人員從計畫(Project)開始時便會參與,並在計畫結束時,開始積極地促銷這些計畫成果,以藉由創投、產業夥伴、潛在消費者或其他美國部會(尤其是國防部)找尋投資人以提升技術準備度水準,商業化導向的TRL量表可以協助其商業化單位據以進行技術成果推廣之用,簡明易於理解的TRL衡量,可以提高技術成果被不同的技術使用者進一步商業化之機會。

三、商業化橋接之決策依據

歐洲研發組織協會(EARTO, European Association of Research and Development Organizations)編製了供科技研發橋接機構RTO所使用之TRL量表(見圖一),以便RTO在TRL較高的部份與產業合作,在TRL技術準備度較低的部份與學研機構合作,並得以據以在科學、技術、產品、生產各個階段促進技術商業化進展。RTO藉由商業化導向之TRL量表,界定關鍵技術需要橋接政策之介入方式,例如:與創投、育成組織(Incubator)、學術機構、政府、業界合作支持衍生公司,支持其創立新事業及創造就業,或為其研發增加價值。

圖一 EARTO所採用之TRL量表

肆、TRL量表內涵的結構性改變

一、反映非線性創新觀點

技術商品化不再是單向的線性創新之商業化路徑,線性地採用TRL將無法發掘在高度TRL的產品可能伴隨技術準備度較低的製造技術,可能因此無法適當考量支持其進一步開發以製造產品所需支援。在試驗性生產階段(高度技術準備度)的技術可能突然回到技術可行性階段,而需要進一步研究,因為可製造性問題可能因為產品設計不良而浮現。ARPA-E納入了製造,許多其他機構所修訂的TRL量表也納入了商業化的創新準備度,及組織執行創新的準備度,其TRL應用目的朝向了商業化可行性的評估,以篩選補助對象。

此外,創新不僅是與技術{商品與程序}有關,商業化還涉及財務與組織活動。

二、反映多重技術取向

技術準備度較高的產品階段通常涉及技術成熟度各不相同的多重技術,傳統TRL量表適合零件而非複雜產品或系統,晚近的TRL量表則常採取多維度的多重技術的TRL量表,以反應不同的技術領域之特殊性下的評估需求。

三、獨立編製MRS量表

2004年美國國防部Joint Defense Manufacturing Technology Panel組成一個Joint Defense and Industry Working Group,負責為國防部計畫進行MRS量表的設計及開發,在2005年首度供科技管理人員使用,針對製造技術製造程序、武器系統、次系統等在生命週期不同階段中的風險及製造技術準備度進行測量。

伍、結語

本文藉由概述TRL在不同應用目的下的量表修訂演進過程,呈現TRL量表由線性創新、單一技術,轉而朝向非線性創新、商業化觀點、多元技術的方向演進。TRL量表不僅作為一種與管理者及相關利害關係人進行計畫定位及進展程度之溝通工具,也成為科技投資標的篩選、政策介入工具選擇、促進技術商業化的有力工具。

針對關鍵技術研發計畫而言,它可以被應用於科技計畫的事前評估、提案規劃、成效評估等,以有效引導科技政策建構、跨計畫協調、產官學互動,並避免科技投資之重複投入及成本與時程失控的風險。目前我國科技計畫綱要計畫中似未見以TRL量表輔助計畫規劃、補助研究篩選、成效評估之作法,未來或可考慮依據計畫需求與技術特性,針對關鍵技術於科技計畫中採用TRL量表,以促進科技管理、協調及資源分配效率。

參考文獻

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