系統化技術創新流程（STIP）發展與應用

「系統化技術創新流程(Systematic Technology Innovation Process,STIP)」模式，

Yu 等人[3,36]係以「國際研發專案管理知識體系」為基本架構，結合電腦輔助創新與 專利分析工具，建構一套營建技術快速創新方法，以協助營建研發工程師進行營建工 程技術之創新。本 STIP 模式包括十項步驟：問題定義、根原因分析、目標技術選定、

功能模型分析、功能模型修正、概念評估、產品系統設計、產品雛型設計、產品實驗 與測試及創新技術產生。該 STIP 模式除可進行技術改良及測試，達到營建創新之目 的，亦可供營建工程師於其他營建技術與材料研究與發展時之參考。

2.3.1 STIP 發展背景

一、營建技術創新環境與現況

依據 Halpin 之定義，營建工程技術(Construction Technology)為「為完成一項施工 作業，結合施工方法與技術的使用，於施工現場使用材料與元件的興建作業[28]」。

Tatum 認為「營建創新」是於企業中首次所使用之營建技術[29]，而「營建流程創新」

則是改善營建施工方法的設計過程，以達到一般施工作業或是改善施工效率之目的 [30]。Nam 與 Tatum 亦指出營建作業設計與生產的分開可提供改進的機會，營建過程 或是產品的創新與施工有密切的關係，企業可增加設計與施工的整合度以持續針對新 技術進行研究與發展，可增加創新及競爭之優勢[29、31]。因此可由過去文獻中對於

「營建技術創新」之定義可歸納為：「針對營建施工方法、營建資源與工作項目等提 供創新的方法以提昇企業競爭力」。

Tatum 指出推動營建業之產品創新模式產出主要影響因素為：業主需求、問題、

設計者的技術累積、承包商的施工技術[29]。Kangarl and Miyatake[32]指出，除少數 營造業有導入技術創新的觀念外，國內外仍有許多保守企業拒絕營造業導入創新。其 原因為企業導入研究發展需要大量的資源投入，再者通常一項研發專案在企業內部執 行時所需要的流程與程序繁多，通常需要經過概念產生、技術評估、市場與商業評估、

最後認可階段、執行與回饋等[32]。但其中較困難的是研發「初期好的技術創新概念 不易產生」，一般企業常透過專案成員腦力激盪產生創新概念[33]。因此一套系統化 之產品研發方法對於營建業之技術創新確有其必要性。

二、研發專案管理

產品研發的整個過程為一標準的專案，因為它具有專案的獨特和短暫雙重特性，

且研發過程需要控制預算、管制時程、掌握品質、統合人力、規避風險等，因此須應 用專案管理的知識和手法來管理產品的研發。國際研發專案管理知識體系研發流程包 含三大流程，包括產品概念、產品發展、與產品上市，各階段皆由不同之工具、方法 及允收標準[34]。本研究將採用國際研發專案管理知識體系之產品改念與產品發展兩 階段，以下說明其內容：

(一)產品概念階段：產品概念的產生需經由產品機會辨識、機會分析、構想產生、構 想選擇與概念定義等步驟，產生符合市場需求與企業發展方向之產品概念。

(二)產品發展階段：進行完產品概念所產出之概念說明與產品發展計畫等相關文件後，

接著為產品發展階段，產品發展階段，主要可分為概念設計、系統分析、初步設計、

細部設計、原型製作、產品測試與最後之產品上市規劃。

三、電腦輔助創新

有關電腦輔助創新相關理論與架構，Li 等人[35]建構設計創意流程之五個步骤如 圖 2.9 所示，包括：(1)針對目標與問題之定義；(2)問題分類與描述；(3)創造性的策 略；(4)創造性解答的產生；(5)最後的評估與選擇，均藉由電腦輔助方式進行，引導 設計人員搜尋可行之解決方案。

圖 2.9 電腦輔助創意產品設計流程圖[35]

2.3.2 STIP 內容與相關應用

依據前節針對 STIP 發展背景，余文德等人歸納出「系統性技術創新流程(STIP) 模式」[3,36]。該模式將從創新構想、問題定義、分析至產品開發完畢之研發流程共 計有十項步驟，如圖 2.10 所示，各步骤之功能分述如下[36]：

一、問題定義：問題型式可廣義泛指各種情形下的營建技術（如設計問題、施工問題 [29]），例如，針對材料、工法、設備等技術作為創新改善標的。

二、根原因分析(Roots Cause Analysis,RCA)：根原因分析為定義問題的本質與原因，

其概念類似常用於問題分析之技巧（如 5W1H 思考法、特性要因圖與腦力激盪等）。

其目的為定義出對的問題與找出問題之主因(瓶頸點)，避免將研發資源投入到非主要 問題的原因。

三、目標技術(Target Technology)選定：於定義完該技術問題後，可針對專利資料庫 中之相關專利等技術做搜尋與檢索。其目的為了解相關技術之發展趨勢、技術生命週 期與技術擁有者等之資訊，最後再挑選出一相關專利作為分析與改善之目標技術。目 標技術可為常見之技術或是施工規範作為基礎，但仍需進行專利檢索。此步骤可找出 該技術之內容與發展方向，並從中持續改善相關技術；可避免重複研發與侵權之情形 發生。

四、功能模型分析(Function Model Analysis,FMA)：將現有待改進之系統或是挑選成 目標技術之專利進行功能模型分析，作為創新與改進之基礎。功能模型分析可藉由圖 形 化 之 方 式 協 助 工 程 人 員 對 於 該 類 技 術 系 統 之 瞭 解 ， 一 般 系 統 由 不 同 之 組 件 (Components)所組成，一般可分為目標元件、一般元件、超系統(指不可控制之因素)。

不同之組件間皆含有一功能(Function)或作用(Action)，可分為有用作用、有害作用、

不足作用、過度作用。藉由功能模型可瞭解該類技術系統元件之交互作用(Interactive action)之情形，藉由功能模型分析建立技術分析共同語言。

五、功能模型修正：功能分析模型完成後，可藉由改進或取代系統內的功能而成為新 的設計方案，產生出問題解決或系統簡化方案。

六、概念評估：新設計方案產出後，須對於該設計方案進行新舊工法之評估。另一方 面亦要進行針對新工法之技術範圍與特徵進行專利再檢索，探討是否已有類似之專 利。

七、產品系統設計：將驗證過後的方案，轉換為實作系統設計之階段。

八、產品雛型設計：依據上述之系統設計，實際製成系統各元件之功能組合之雛形。

九、產品實驗與測試：依據上述製作之雛形進行實驗與測試，若測試通過代表新技術 的產生。

十、創新技術產生：經由 STIP 一系列之流程產出與驗證，最後可得出具創新性之技 術。

圖 2.10 系統化技術創新流程圖[3,36]