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5.4 制定具體執行方案
由上一節 TOWS 分析所導出的策略方案,可以聚焦出幾個策略大 方向如下:
1. 積極投資 LED 照明產品的研發與生產。
2. 創造出光學品質的產品,避免與 T5 燈管在亮度上競爭。
3. 創造出市場需要的產品,尤其是工廠型客戶需要的燈管。
以上三大策略方向,有著共同的交集點,就是「產品創新」;最 能發揮個案公司優勢、改善其劣勢、配合機會與避免威脅的策略,就 是開發出「具有高度光學品質、且工廠型客戶最需要的 LED 照明產 品」。
而工廠型客戶使用量最大的燈具,當屬於日光燈管。日光燈管被 用作辦公室照明,或是工廠的產線照明,與人直接接觸;因此,在光 的品質上,比其他燈具更為重要。
考量到上述三大策略方向,以及對於 LED 產品的推演,個案公司 所應該產品創新的項目,被定義為「不會眩光刺眼的 LED 燈管」。
5.5 產品創新過程與成果:無眩光 LED 導光燈管
對個案公司進行了資料蒐集分析,以及對產品創新人員進行了訪 談。在之前的章節中,已經藉由外部環境分析、內部環境分析、SWOT 分析以及 TOWS 分析等方法,推導出個案公司應該採取的策略:產品 創新。在本章節中,將採用在文獻探討中的「產品創新週期」來歸納 個案公司在開發「無眩光 LED 燈管」的過程。
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「產品創新週期」是一種廣博的模型架構。這個模型建立在「發 現需求、界定問題、制定策略、制定解決方案、執行結果」的流程上;
是以,本架構不僅可以拿來分析產品創新,也可以廣義地被用來分析 個人或是組織面對挑戰時所採取的行動。
利用「產品創新週期」進行個案研究,可以回應之前所探討的公 司策略,說明該策略執行的結果與成效。
第一期:創新的理由。
個案公司的決策高層(董事長)以及研發人員(研發主管),經 過對 LED 照明市場的研究、以及對公司自身轉型方向達到共識之後,
決定投入 LED 照明事業。
在本階段中,個案公司面臨的問題,是如何實現公司創新策略:
「具有高度光學品質、且工廠型客戶最需要的 LED 照明產品」。
個案公司組成一組市場研究團隊,由研發團隊主導,一方面針對 顧客進行訪談瞭解需求,一方面對外尋求專家意見。
如同前一節所述,個案公司推導出的產品創新結論,是開發出一 款「無眩光的 LED 燈管」,以對應既有工廠型顧客對於「高光學品質 節能燈管」的需求。
第二期:衡量落差
在本階段,個案公司必須衡量目標產品與現存產品的落差,同 時,必須衡量組織本身是否有足夠的資源達成目標。
個案公司在瞭解了市場需求、決定出創新方向後,必須提出一個
「規格參數」來將市場需求與產品開發做配對聚焦。
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規格參數是一種可量化、可觀查的產品特性,客觀反應了產品具 備的功能。有了規格參數,才能將無形的「市場需求」以及「技術目 標」交互比對,制定出目標產品的性能目標。以本案例來說,客戶需 要一款「高光學品質」的 LED 燈,所謂「光學品質」到底指得是什麼 意思?「高」又要高到什麼程度?
個案公司的研發團隊對當時市面上現存的 LED 燈管進行了研究,
並且尋求專家意見,藉此瞭解業界、學界與市場是如何定義「燈具的 光學品質」以及標準應該設定多高。
研究之後發現,消費者對於光學品質的主要定義是「是否刺眼」。 LED 體積很小,但照明時卻要求具有足夠的亮度,因此便會出現刺眼
(眩光)的問題,現階段 LED 燈具多屬直下式燈管,往往只在乎發光 效率和節能省電的問題,卻忽略了眩光的重要性,因此市面上的燈具 幾乎不會標明眩光指數。
個案公司決定採用國際照明委員會(CIE)所提出的「眩光指數
(CGI)」作為定義「光學品質」的主要指標。
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根據 CIE 的定義,眩光指數可以分為以下四級:
表 5-9 眩光指數分級
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眩光指數(CIE Glare Index, CGI)
無法察覺的眩光 <13
可察覺的眩光 13~22
干擾的眩光 22~28
不可容忍的眩光 >28
資料來源:CIE Glare Index
以現有 LED 燈管為例,大部分 LED 燈具發光效率約 50~60 lm/W,
眩光指數(CGI)約 15~20 之間,屬於「可察覺的眩光」。個案公司研 發團隊預期可以將 LED 燈管的亮度再提升,而眩光指數降到 13 以下。
表 5-10 一般 LED 燈管與理想 LED 燈管眩光指數比較表
CGI 眩光指數 一般 LED 燈管 17.04 理想 LED 燈管 13 以下
資料來源:CIE Glare Index
然而,個案公司雖然具有許多適合發展 LED 照明事業的條件,但 是卻缺乏光學人才來解決光學品質的問題。因此,個案公司若要發展
「無眩光 LED 燈管」,必須找到適合的光學人才協助支援。
此外,根據以往研發的經驗,每次製作實驗品,都會耗費大量的 時間與金錢,降低研發效率;跨入一個對個案公司來說全新領域的產
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個案公司決定同時採用人才招聘以及產學合作。雖然人才招聘漫 長費時,在補足人才空缺的過程中,透過產學合作來分攤研發成本,
並且吸收學界新知,提升現有研發團隊人員素質。
經過一番選擇後,個案公司選擇了國立中央大學光電研究所作為 合作對象。該單位是國內成立最早的光電所之一,在 LED 領域上具有 近二十年的研究經驗;同時,該單位在地理環境上鄰近個案公司,可 以就近配合。
第四期:研擬詳細計畫。
個案公司研發團隊與顧問單位(中央大學光電所)為了降低研發 成本,決定採用「軟體模擬」的方式替代大部份的實驗品試做。雙方 合作的產品開發模式如下:
首先,由個案公司研發團隊與顧問單位進行討論,提出一些 LED 燈管的想法;然後,由顧問單位將想法帶回,對各個想法進行軟體模 擬,再回報給個案公司研發團隊,從諸多想法中找出較為可行的想 法。以此類推,逐步將一個粗略的想法修正唯一個可行的具體方案,
再進行實驗品的製作。其流程圖如下:
圖 5-4 研發流程圖 資料來源:本研究整理
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以下概略地將個案公司「無眩光 LED 燈管」的開發過程做整理:
個案公司研發團隊再予顧問單位建立起合作模式後,首先,針對
「無眩光 LED 燈管」的開發提出了幾個可能的方案:
A. 利用背光模組原理,將燈管做成導光管(Lightguide Tube),將 LED 光源利用二次光學投射出來,燈具的發光角度有特定方向,
藉此達到無眩光的目的。
B. 將 LED 封裝成長條形 LED 晶片,並在燈管表面使用霧面,例如:
毛玻璃,使得燈具能均勻發射光線。
C. 在直下式 LED 燈條下,每顆 LED 前放上一塊透鏡(lens)聚焦來改 變 LED 發光光形,使直射到人眼的光線變少。
經過軟體模擬及成本考量,首先在直下式 LED 前面放上一塊透鏡 聚焦,在實驗上反而使燈具發光變得不均勻,效果不如預期;再者 LED 封裝成長條型結構,再用毛玻璃燈管套住 LED,由於封裝時螢光 粉使用量較大,造成成本過高,因此也不適合發展成燈具。最後導光 管利用二次光學的方式投出來的光,不但光線均勻柔和,且眩光指數 有大幅降低的趨勢;但缺點是亮度不夠,因此提昇亮度是接下來需克 服的問題。
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反射層
圖 5-5 個案公司導光管 資料來源:個案公司提供
接下來就以導光管作為 LED 燈具的依據,研發人員開始蒐集資 料,找出合適的 LED 的規格、導光管的材料、散熱基座的設計等。LED 選用億光做的 5W,導光管選擇透光率最佳的光學級 PMMA 材料,而散 熱基座使用導熱較佳的鋁合金,並設計成鰭片的方式加速散熱,以提 升 LED 的使用壽命。
材料選定好之後,再開始對導光的結構做設計與模擬分析,首先 改變導光管上的白色反射層的寬窄,經過TracePro光學模擬程式模擬 發現 10mm的寬度在發光角度及發光效率上都能有最佳的效果,而實 際實作上也與模擬相同,可確定模擬的可信度,也可節省許多不必要 的成本。再來,將LED與導光管之間加入一顆透鏡(Lens),將LED發散 的光源集中起來再利用,經過多次角度與曲率不斷的修正及模擬找到 符合的透鏡規格如圖 5-7,照度提升至 174Lux,但會出現部分漏光 的情形。為了進一步提昇亮度,研發人員提出將LED直接靠近導光管 想法,再用燈杯(Light Cup)將周圍的發散光源集中反射進入導光 管,以期能提高燈具的發光效率,經過不斷的模擬分析及實作實驗,
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找到最佳的曲度及反射率高的材料,終於開發出目前發光效率最好的 燈具,照度提升至 237Lux,並開始量產銷售。
( a ) ( b )
圖 5-6 (a)5W 億光 LED (b)封裝在 PCB 上的 LED 資料來源:個案公司提供
圖 5-7 LED 透鏡實體圖 資料來源:個案公司提供
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第五期:達成結果。
這次的創新設計,成功達到當初所構想的無眩光燈具,而照度方 面也有卓越的提升,以檯燈為例,如表 5-12。兩者在照度上差不多,
但眩光指數個案公司檯燈卻遠比一般檯燈低很多。
這項燈具創新不但保護學齡前後的孩童眼睛,使孩童心情穩定減 少繁噪不安,讓意志力集中,使讀書效果更有效,同時可以降低近視 機率。也是中上年紀長者的最佳照明夥伴,減低用眼過度所造成的眼 睛疲勞與身心壓力大所產生的不舒適感,延緩眼睛老化的效果。
表 5-12 個案公司與市面上的 LED 燈管比較表
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照度 眩光指數(CGI)
一般 LED 燈管 550 17.04 個案公司:
「無眩光 LED 燈管」 526 2.3
資料來源:本研究整理
圖 5-8 個案公司輕鋼架導光管 資料來源:個案公司提供
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圖 5-9 個案公司導光管檯燈 資料來源:個案公司提供
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