鎖具的創新科技服務設計-以自行車安全防護網為例 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學商學院經營管理碩士學程碩士學位論文. 鎖具的創新科技服務設計-以自行車安全防護網為例. 政治大 A New Meaning and Technlogy for Lock – A Case of Bicycle Safety Network Service Design 立. er. io. sit. y. ‧. ‧ 國. 學. Nat. n. al iv n Ch 指導教授：苑守慈博士 engchi U 研究生：鄭欽元. 中華民國 103 年 7 月 30 日.

(2) 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v.

(3) 誌謝工作多年，對於公司組織的運作心中總是充滿了許多的疑惑，無法理解上司對於事情的看法及作法。做研發的工作久了，常覺得與社會脫節，無法抽身來看看周遭的生活的點點滴滴，對於問題的思考也逐漸僵化。感謝政大老師的厚愛，有機會進入校園重拾課本，兩年的時間，學校的生活讓我有機會接觸非技術相關的領域，感謝老師們的諄諄教誨，讓我對於創新、服務、文化及管理能有初步的概念及想法。在學期間課業頗重，感謝政大 EMBA 的同學彼此鼓勵、互相交流各自的專業，讓只會電腦技術的我，可以接觸到不一樣的領域，並開拓新的視野。感謝老婆的支持，把兩個小寶貝照顧的無微不至，讓我可以無後顧之憂，專心於課業與工作之間，並順利完成。. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 經過半年的努力終於完成論文，首要感謝恩師苑守慈教授，好幾個晚上與老師 email 往返，老師用心幫忙解惑、不厭其煩的解釋、提醒，讓我了解到設計思考的. ‧. 內涵，讓設計思考成為整個論文的主要思考中心。感謝董惟鳳博士及解燕豪博士在百忙之中能夠撥空擔任口試委員，並對於論文給予精闢的見解及悉心指導，讓論文. y. Nat. sit. 可以順利過關。也要感謝同門的學長姐呈欣、宗達、幼鳳，在彼此論文的議題、架. n. al. er. io. 構及寫作上互相討論、互相交流。還有協助我一齊構思鎖具應用的冠群、瑞惠、文. i Un. v. 豪及纘生，將近一年的設計，從專利申請到雛型設計，整個過程，大家在市場上、. Ch. engchi. 技術上不斷探討、交流，讓鎖具可以略具雛型，未來還要繼續把鎖具的應用付之實行。. 最後要感謝我的母親，從小對我無限的包容，永遠默默的支持，感謝我已逝的父親，用身體力行教我對事情的堅持與責任感，讓我可以勇敢面對任何的挑戰。. 感謝這一路上協助我的每一位貴人，祝大家都能夠順心、如意、一切平安！. 鄭欽元. 謹祝. 103.09.02. 1.

(4) 中文摘要本研究希望以服務導向邏輯(Service Dominant logic)為思考基礎，輔以系統思維(System Thinking)及設計思維(Designed Thinkging)來打破傳統鎖具設計的思考邏輯，透過有系統的發想及收斂，分析出問題的真相，並從真相裡面去找出可行的解決方案。. 研究的目的是以鎖具為主，以人們在鎖具的使用上遇到問題做為起點，進一步去思考可能的作法，並設計預期要達成目標的價值主張(Value Proposition)。有了目標後，透過訪查的方式去了解使用者遇到的真正問題，用同理心地圖(empthy map) 來洞察使用者心中的痛點(pain point)，依據環境、利害關係人及實施方法進行分. 政治大. 析，透過歸納、分析手法重新定義問題，找出鎖具真正的問題所在，並且找出可以. 立. 解決使用者問題的方案。. ‧ 國. 學. 有了解決方案後，再用其中的一個方案「自行車安全防護網」來實作，透過雛形. ‧. (Prototype)的設計結合無線網路、微處理器以及物聯網觀念設計出可以與生活緊密. y. Nat. 結合的新型態鎖具，設計思考的過程讓相關的人實際參與，把每個人對於自行車安. io. sit. 全防護網的概念表現出來，經由不斷的調整，來縮短團隊之間的認知。完成雛形. n. al. er. (Prototype)後，針對服務的可行性與實用性(Desirability & Usability)、商業上. i Un. v. 的存續性 (Viability)及技術上的可行性 (Feasibility)來進行分析，審慎的分析. Ch. engchi. 後，開始思考，該如何導入、布局市場，用甚麼樣的方式可以讓客戶可以真正去感受、體會我們所創造出來的服務，就必須思考到服務運作上的策略、管理上的策略，除了策略外，也應該考慮到未來商業模式等問題。關鍵字：服務導向邏輯、科技化服務、鎖具、自行車、安全防護網、設計思考、價值主張、同理心地圖、痛點、雛形、可行性與實用性、商業上的存續性、技術上的可行性、存續性、重構分析、洞見、設計觀點、服務執行策略. 2.

(5) 目錄誌謝 ............................................................................................................................................ 1 中文摘要 .................................................................................................................................... 2 目錄 ............................................................................................................................................ 3 表目錄 ........................................................................................................................................ 6 圖目錄 ........................................................................................................................................ 7 第一章緒論 .............................................................................................................................. 8 第一節研究背景與動機 .........................................................................................................8 第二節研究目的與問題 .......................................................................................................10 第三節研究步驟與流程 .......................................................................................................12 第二章文獻探討 .................................................................................................................... 14 第一節鎖具的前世今生 .......................................................................................................14 1.. 鎖具的發展 .................................................................................................................14. 2.. 鎖具的結構 .................................................................................................................15. 4.. 學. ‧ 國. 3.. 政治大人們與鎖具的情感 .....................................................................................................16 立激發創意設計的靈感 .................................................................................................17. 第二節近距離無線科技 .......................................................................................................19 藍牙技術 .....................................................................................................................19. 2.. Wi-Fi 技術 ..................................................................................................................20. 3.. 紅外線 IrDA 技術 ......................................................................................................22. 4.. NFC 技術 ....................................................................................................................22. 5.. ZigBee 技術 ................................................................................................................23. ‧. 1.. io. sit. y. Nat. er. 第三節物聯網 .......................................................................................................................25. al. iv n C hengchi U 物聯網的供應生態圈 ................................................................................................. 26 n. 1. 2. 3.. 物聯網架構 .................................................................................................................25 世界各國力推物聯網產業 .........................................................................................27. 第四節設計思考 ...................................................................................................................29 1.. 以人為中心的思維 .....................................................................................................29. 2.. 設計思考的過程 .........................................................................................................29. 3.. 設計的本質 .................................................................................................................30. 第三章可行性方案 ................................................................................................................ 32 第一節前言 ...........................................................................................................................32 第二節問題是甚麼？ ...........................................................................................................33 1.. 鎖的設計的問題 .........................................................................................................33. 2.. 與雲端科技結合的可能性 .........................................................................................33. 第三節設定目標 ...................................................................................................................35 1.. 商業模式戰略(Strategic Direction) ............................................................................35 3.

(6) 2.. 利益關係人(Stakeholders)..........................................................................................36. 3.. 客戶授權的等級(Stages of customer empowerment) ................................................37. 第四節痛點(PAIN POINT) .......................................................................................................39 1.. 訪查問題的設計 .........................................................................................................39. 2.. 人物同理心地圖(Empathy Map) ...............................................................................39. 3.. 到底需要的是甚麼？(What’s Need?) ........................................................................41. 4.. 衝突點(Conflict) .........................................................................................................42. 第五節問題分析 ...................................................................................................................45 1.. 重構分析問題(Reframing) .........................................................................................45. 2.. 洞見 (Insight) .............................................................................................................49. 3.. 設計觀點 (Point of view) ...........................................................................................52. 4.. 服務雛形的創新想法-我們該如何(How Might We) ................................................54. 第六節解決方案 ...................................................................................................................57 2. 3.. 政治大自行車安全防護網(Bicycle 立 Safety Network) ............................................................57 數位家庭網路(Digital Family Network) ....................................................................57 民宿自動租貸服務(Homestay Auto Rental Service) .................................................58. 學. ‧ 國. 1.. 第四章自行車安全防護網 .................................................................................................... 60 第一節前言 ...........................................................................................................................60. ‧. 第二節模型設計(PROTOTYPE) ..............................................................................................62 服務架構 .....................................................................................................................62. 2.. 場景(Scene) .................................................................................................................62. 3.. 主要角色(Role) ...........................................................................................................63. 4.. 重要元素(Component)................................................................................................64. 5.. 服務藍圖(Blue Print+) ................................................................................................65. 6.. 服務功能(Service Function) .......................................................................................67. n. al. er. io. sit. y. Nat. 1.. Ch. engchi. i Un. v. 第三節風險評估(RISK) .........................................................................................................69 1.. 可行性與實用性 (Desirability & Usability)..............................................................69. 2.. 商業上的存續性 (Viability) ......................................................................................70. 3.. 技術上的可行性 (Feasibility) ...................................................................................71. 4.. 風險之交集 (Team Risk) ...........................................................................................72. 5.. 專利的保護 (Patent) ..................................................................................................74. 第四節互動式設計(INTERACTION DESIGNED) .......................................................................76 1.. 易用性目標(Usability Goals) .....................................................................................76. 2.. 使用者經驗目標(Experience Goals) ..........................................................................77. 3.. 延伸模型(External Model) .........................................................................................78. 4.. 認知模型(Cognitive Model) .......................................................................................79. 第五節服務執行策略(SERVICE STRATEGY) ..........................................................................81 4.

(7) 1.. 運行上的策略(Operation Strategy) ............................................................................82. 2.. 管理上的策略(Management Strategies).....................................................................83. 3.. 工具性(Instrumental)和規範性(Normative) ..............................................................84. 第六節商業計畫(BUSINESS PLAN) ........................................................................................86 1.. 商業模式(Business Model canvas) .............................................................................86. 2.. 技術生命週期(Technology Adoption LifeCycle).......................................................87. 第五章結論 ............................................................................................................................ 89 1.. 設計與管理觀點 .........................................................................................................89. 2.. 鎖具與自行車安全防護網觀點 .................................................................................90. 參考文獻 .................................................................................................................................. 92. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 5. i Un. v.

(8) 表目錄物聯網與網際網路比較分析 .......................................... 26 價值主張的商業模式戰略 ............................................ 36 價值主張的利益關係人 .............................................. 37 訪談對象使用鎖具的同理心地圖分析 .................................. 40 訪談對象是用鎖具上的衝突分析 ...................................... 43 Reframing – 環境分析 ............................................... 45 Reframing – 使用者分析 ............................................. 47 Reframing – 實施方案 ............................................... 48 重構分析(Reframing)產生的洞見(Insight) ............................... 49 鎖具歸類分析 (Grouping Analysis) ................................... 51 可用性風險(Adoption Risk) .......................................... 70 商業上的風險 (Busness Risk) ........................................ 71 技術問題(Technology Risk) .......................................... 72 自行車安全服務網之管理上的策略(Management Strategies)............... 84. 立. 政治大. 學 ‧. io. sit. y. Nat. n. al. er. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14. ‧ 國. 表表表表表表表表表表表表表表. Ch. engchi. 6. i Un. v.

(9) 圖目錄智慧手機與外部延伸裝置的應用 ....................................... 9 設計思考程序(double diamond design process model) ...................... 13 中國古代之花旗鎖 .................................................. 15 傳統鎖具開啟方式 .................................................. 16 金鎖片 ............................................................ 17 近距離無線通訊比較 ................................................ 19 無線網路存取點 .................................................... 21 智慧電子鎖 ........................................................ 34 Variety of Value Propositions .......................................... 35 問題的目的、衝突與障礙關係 ....................................... 44 鎖具自我實現架構 ................................................. 52 馬斯洛需求理論 ................................................... 53 POV 的洞見 ...................................................... 54 鎖具連結人們的不同需求 ........................................... 55 數位家庭網路(Digital Family Network) ................................ 57 自行車安全防護網(Bicycle Safety Network) ............................ 58 民宿自動租貸服務(Homestay Auto Rental Service) ....................... 59 自行車安全防護網生態系統 ......................................... 62 自行車安全防護網 - 角色分配 ...................................... 64 自行車安全防護網 - 重要元素 ...................................... 65 自行車安全防護網 - 服務藍圖 ...................................... 67 自行車安全防護網 -服務功能(Service Function) ........................ 68 設計風險之關聯 ................................................... 69 風險之改進方案 ................................................. 74 可能專利的設計(Patent) ............................................ 75 自行車安全服務網的易用性目標(Usability Goals) ....................... 77 自行車安全防護網之使者經驗目標(Experience Goals) ................... 78 自行車安全防護網之延伸模型(External Model) ......................... 79 自行車安全防護網之認知模型(Cognitive Model) ........................ 80 自行車安全服務網之服務策略三角關係圖(Service Strategy Triad) ......... 82 自行車安全服務網之運行上的策略(Operation Strategy) .................. 83 工具性(Instrumental)和規範性(Normative) ............................. 85 自行車安全服務網之商業模型(Business Model)......................... 87 自行車安全服務網之技術生命週期(Technology Adoption LifeCycle)........ 88. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. y. sit. n. al. er. io. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 18 19 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36. Nat. 圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖圖. Ch. engchi. 7. i Un. v.

(10) 第一章緒論第一節研究背景與動機鎖具在人們的世界已經出現了幾千年了，最早有記錄的鎖是在四千年前的埃及壁畫上，記載鎖與鑰匙的發明，從一開始利用門栓插入槽溝的鎖，到現代社會也發明許多不同的鎖，像防爆鎖、密碼鎖、聲控鎖和指紋鎖，各式各樣相當的多元。人們為了保護自己財產的安全，防止他人的窺探，對於鎖具有很大的依賴。在現今社會高度發展下也就越來越多樣，使用的鎖具的範圍也相當的廣泛，食衣住行育樂都會用到，但是鎖具跟鑰匙是兩兩共生，互相依靠的。當我們有許多的物品需要上鎖時就會需要不同的鎖具，也就需要有相對的鑰匙，因此大部分的人會有許多的鑰匙，. 政治大至出門時都要攜帶一大堆鑰匙等等的因素，為了安全、隱私而造成許多的不便。立. 當鑰匙數量一變多了就開始產生問題，有時會不見、會莫名無法使用、會被破解甚. ‧ 國. 學. 智慧手機在許多大公司像 Google、Apple、MicroSoft 等不斷的開發與努力之下，智慧手機價格越來越平價，人們使用的比率也相當之高，根據 2013 年 TVBS 的報導，. ‧. 2014 年年底智慧手機的數量將大於全球人口 70 億之多，我們可以預見不分貧富人. Nat. sit. y. 手一機的時代已經來臨，智慧手機已經是人們的生活必需品了。現實的智慧手機就. er. io. 像是一台隨身的個人電腦，除了打電話基本功能外，你可以玩遊戲、上網、導航、. al. iv n C 傳輸功能像 WiFi、GPS、藍芽、NFC，並且擁有許多的感知器像多點觸控面板、重力 hengchi U n. 查旅遊資訊，完成你在電腦上可以做的大部分事情，大部分的智慧手機也加入無線. 加速器、電子羅盤、陀螺儀、近距感測器及環境光源等，越來越多的感測器在未來. 也會陸續加入，許多智慧手機系統也採用開放式的 APP 架構，讓更多的開發者、創意者共襄盛舉。. 實際上的應用，人們也確實發展了許多智慧手機與周邊裝置的連結(圖 1)，像 . 運動手環：提供人們的心跳、走路的步數、睡眠品質的分析，透過雲端與朋友分享資訊，隨時提醒人們每天的運動量是否足夠、飲食是否適當。. . 運動眼鏡：除了可以防止紫外線外還會提供音樂、錄影等功能，透過與手機的連結隨時控制音樂輸出及取得運動時的影像。. . 藍芽追蹤器：利用手機的藍芽功能，提供周遭物品的追蹤功能。 8.

(11) . 無線印表機：讓手機可以透過 WiFi 或藍芽將資料列印出來。. . 智慧手錶：被設計用來連結手機，提供資訊提醒的角色，也被用來記錄部分人類生理狀態。. . 藍芽耳機：利用藍芽的訊號連接手機，讓使用者可以聆聽音樂。. . 運動胸帶：用來監控受測者心跳狀態並回報到手機作為運動分析參考。. . 駝背提醒器：用來矯正受測者姿勢，防止不正當的姿勢造成身體的變形。. 運動眼鏡. 政治大. 立. 追蹤器. 藍芽印表機. ‧ 國. 學. 智慧手錶. 耳機. ‧ sit. y. Nat. 駝背提醒器. n. al. 運動胸帶. Ch 圖 1. engchi. er. io. 智慧手環. i Un. v. 智慧手機與外部延伸裝置的應用資料來源：本研究整理. 傳統的鎖具在人們的生活上雖然可以解決安全問題，但相對地帶來許多的不便利，基於新科技的發展與物聯網的盛行，我們思考著傳統鎖具是否可以透過新的思維方式，結合現行技術，在科技與傳統的十字路口上，透過手機與鎖具的連結找出一個可以解決鎖具帶來不便利的方案出來。. 9.

(12) 第二節研究目的與問題鎖具代表了人們對於該物品的重視，因為它可以在某個程度上保護人們的重要物品不被竊取或窺探，也因此人們用了大量的鎖具，但鎖具一多，問題就來了。通常每個人身上都會有 3~4 把鑰匙需要保管，叮叮咚咚的，占空間又怕遺失，平常匆匆忙忙去上班，就會忘記帶鑰匙，忘了帶鑰匙就需要找鎖匠或是來回奔波，浪費時間跟金錢，雖然鎖具有一定的保護力，但破解鎖具的知識，有心人士取得並不太困難。. 我們想用現今的科技來解決這樣的問題，NOKIA 有句廣告詞，”科技始終來自於人性”，科技的不斷進步是來自人們不同的需求，不論科技多厲害，人是才是最主要的成功關鍵。那要怎麼樣才能設計出一個可以協助人們去克服使用鎖具上的困難. 政治大些困難呢？對一個方案的提出充滿了許多的變數有市場面、技術面及人性面等許多立呢?怎樣才是一個好的解決方案？需要這方案的對象有那些呢？實際執行上會有那. ‧ 國. 學. 的因素它都會構成這樣的計畫能否成功？對於設計一個新形態的鎖具上，這之間充滿了許多的疑惑及變數。. ‧. Vargo 和 Lusch 在 2004 年，首次提出了服務導向邏輯(Service Dominant Logical)，. y. Nat. sit. 用服務導向邏輯來取代傳統的產品導向邏輯的思維模式，用價值共創(Co-Creation. n. al. 提供產品的角色轉為提供服務的思維。. Ch. engchi. er. io. of value)來代替競爭的合作模式來，以操作性資源來取代被操作性資源的設計，由. i Un. v. 哈彿大學管理策略大師麥可．波特（Michael Porter）在 2012 年 5 月 31 日在 FSG Shared Value Leadership 高峰會談中提出，未來企業發展的方向將由生產製造商品，改為以關心顧客的需求福祉為目標，以為人類社會創造價值與分享價值做為主導（Creating Shareable Value—The Path Far ward）。他並以荷蘭雀巢（Nestle）由傳統食品製造觀念轉為關心消費者的健康及美國耐吉（Nike）也由製造運動用品轉為關心消費者的身體健康做為說明案例。. 利用這樣的模型，以客戶、服務為導向的邏輯設計，我們可以改變鎖具變成一個主動性資源並適時的注入更多元的主動性資源跟鎖具來做搭配與整合，透過資源之間的互動彼此共創價值。鎖具的應用範圍相當的廣泛，在這麼大的範圍裡面如何去 10.

(13) 找出值得我們去真正落實的方案，則是主要的研究目的。. 在開始本研究時，我們團隊對於新鎖具的服務架構已經過一連串的討論，並且產生實際可以執行的方法，但思考過程採用比較傳統的討論方式，以產品開發為導向，這樣的模式雖然可以設計出產品，但卻無法清楚地指出人們為什麼要採用這樣的產品，對於實際的應用會產生甚麼的影響，本研究的另一個目的是希望藉由服務科學 (Service science)的思考模型，來探討傳統產品導向邏輯與服務導向邏輯兩者的差異，以提供未來設計者一個設計參考的方向。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 11. i Un. v.

(14) 第三節研究步驟與流程在研究上面，主要透過設計思考的程序(Designed Thinking Process)(圖 2)，來探索(Discovery)人們使用鎖具的痛點(Pain point)，在透過定義(Define)過程重新定義設計的觀點及我們可以做甚麼事情來改變它，並且利用其中的一個解決方案自行車安全服務網來進行設計思考的開發(Develop)及發行(Delivery)的程序。因此，如何利用鎖具改善人們在生活上的不便利，增加人與人之間的互動，讓人們可以實現自我理想，找出適當的解決方案，並且以設計思考(Designed Thinking)的架構上來進行分析及探討，整個研究步驟如下，. . 探索(Discovery)階段 . 政治大待與認知去思考，鎖具結合智慧手機、雲端運算，這樣的服務在 3D 立找出鎖具的價值主張 (Value Proposition)，利用一開始對於鎖具的期. ‧ 國. . 學. Proposition 上面的定位。. 找出使用者心中的痛，同理心地圖(Empathy Map)，經過不同使用者的訪. y. Nat. 定義出設計的觀點(Point Of View)，利用重構分析(Reframing)方式試. io. . sit. 定義(Define) 階段. er. . ‧. 查，透過同理心地圖的分析，找出使用者使用鎖具遇到的真正問題。. al. n. iv n C hengchi U 見(Insight)，再由洞見(Insight)解析出鎖具應用的設計觀點(Point Of 著由環境、關係人及實施方案等方向分析出我們對於人們使用鎖具的洞. View)。 . 找出我們可以做的(How Might We)，透過設計觀點(Point Of View)，重新定義解決問題的方向，並找出可能的可行的解決方案。. . 開發(Develop)階段 . 模型設計(Prototype)，以自行車騎士預計規劃與幾位自行車的好朋友到陽明山的風櫃嘴進行爬坡訓練的挑戰目標為腳本，過程試著去模擬途中遇到的狀況，這之間鎖具扮演的角色回由靜態的安全功能加入監控、事件觸發並連結手機進行社交互動的設計，藉此來串連自行車騎士一整天的訓練過程。 12.

(15) . 風險評估(Risk)，由服務的可行性與實用性(Desirability & Usability)、商業上的存續性 (Viability)及技術上的可行性 (Feasibility)來進行分析，透過這三個角度的分析後，應該可以找出三者之間的交集，團隊風險(Team Risk)，最後再找出交集的可能解決方式。. . 互動設計(Interaction Designed)，在服務與使用者互動上，希望可以透過使用者經驗(User Experience),來設定使用者使用自行車安全服務網(Bicycle Safty Network Service)的操作目標，讓使用者更容易使用這樣的服務。. 發行(Delivery)階段 . 政治大讓客戶可以真正去感受、體會我們所創造出來的服務，另一方面，也必立服務的執行策略(Service Strategy)，思考要如何來導入、布局市場，. 學. 須思考到在這麼多的客人及有限的資源下，必須要有取捨讓整個服務更. ‧ 國. 有效率。. 商業計畫(Business plan)，試著由商業模式(Business Model)及技術生. ‧. 命週期(Technology Adoption LifeCycle)的角度來思考在商業運作時的. y. Nat. 做法。. io. sit. . n. al. er. . 圖 2. Ch. engchi. i Un. v. 設計思考程序(double diamond design process model) 資料來源：哈佛設計學院. 13.

(16) 第二章文獻探討第一節鎖具的前世今生早期穴居的人類，在野外生活為了保護自己和家人的安全，會用大石頭做門擋來抵擋毒蛇猛獸的侵襲，漸漸發現大石頭太笨重了，開始用木門、鐵門等較輕的材料，後來又加上繩子、門閂等。有了私人財產概念後，人們就開始替大門加裝鎖具，只讓特定有鑰匙的人才可以開啟大門。除了大門外，鎖具在保護人們隱私的需求，使用的範圍越來越廣，也越來越容易使用，鎖具的形狀、大小也依照不同需求而改變。這樣發展下來已有數千年的歷史，鎖具的發展與當時的材料、工藝及文化通常有密切的關係。. 政治大. 立. 1. 鎖具的發展. ‧ 國. 學. 簡單來說鎖具是一種以鑰匙、轉盤、按鍵、電路或其他用具來操作的安全裝置，用來防止物品被打開或移走，並且具備防護、管理，甚至裝飾的功能。通. ‧. 常鎖具鎖的都是人們重要的物品，在應用上也相當的廣泛使用在日常生活中，. sit. y. Nat. 如大門、櫃子、抽屜、箱子等等的，較現代的應用則是被用來鎖動力車輛將鎖. io. n. al. er. 與動力引擎結合在一起。. Ch. i Un. v. 人們對於鎖具的製造，通常會基於當代的材料、工藝，甚至融入文化等元素，. engchi. 在鎖具上就會有許多的特徵，如鎖具類型、鎖具構造、鎖體材質、鎖體外形、及鎖體雕花等，這些特徵主要就代表了人們對於賦與鎖具的情感、文化、藝術甚至是當代風俗民情。. 據傳在中國最早發現的是鎖具是在仰韶文化遺址的木鎖，但是並沒有真品留試，也沒有任何正式的文獻紀錄。現在最早有紀錄的古鎖應該是出自青銅器時代的古銅鎖，鎖內裝有片狀彈簧，利用鑰匙與彈簧的物理關係與彈力作用來開鎖或上鎖。在春秋時代，鎖具的設計變的複雜化，這反映當時人們對鎖具在安全上的強烈需求以及對環境的不確定感。. 14.

(17) 金屬鎖的大量使用，約在東漢末年，主要用青銅為材料，並且在上面刻著麒麟、蝴蝶、虎、豹、…等生物造形的設計。到了唐代製鎖工藝更趨完備，金屬簧片鎖的用途越加普遍，其外型及雕花如花旗鎖(圖 3)也就更為多元。從漢代開始，金屬簧片鎖一直是中國人主要用鎖，幾千年來，中國的古鎖外觀雖然有鎖變化，但是其內部構造始終沒有太大的改進，到了 1940 年代以後，西方的栓鎖被廣泛的使用，中國的古鎖也就逐漸被取代。. 圖 3 中國古代之花旗鎖資料來源：顏鴻森、黃馨慧(2001). 學. ‧ 國. 立. 政治大. ‧. 在現代的科技發展下，鎖具也跟不同的產品做結合，讓鎖具的應用上除了開. y. Nat. 鎖、上鎖外，也提供連動的功能，較常看到的是現代的汽車、機車或是某些機. io. sit. 器的安全開關等，像機車，除了開啟機車龍頭外，也啟動機車動力，甚至也控. n. al. er. 制到加油箱、置物箱的等，把原本要好幾把鑰匙的功能整合成一把鑰匙，讓人. i Un. v. 們使用上更為便利。在汽車的使用上更為先進，結合近距離無線傳輸與微控制. Ch. engchi. 器(Microcontroller Unit)，讓使用者只要一靠近汽車，汽車自動辨識並開鎖，類似這樣與無線網路、微控制器(Microcontroller Unit)的應用也越來越多了。. 2. 鎖具的結構鎖具的構造基本上可以歸納三個部分固定裝置、障礙物以及開啟裝置。固定裝置用來連結兩個物體，使它們難以被分離或開啟。以門板為例，它的固定裝置設計在兩扇門板上，因此關門上鎖後就無法被開闔。一般的機械鎖使用「閂」做為固定裝置，主要在固定兩個物件，達到鎖閉的目的。. 障礙物的作用在於避免錯誤的開啟方式，並且具備防止固定裝置被移動的用. 15.

(18) 途。鎖具的障礙物有很多種類，西洋鎖的障礙物大多是凸塊和制栓，古中國鎖具則依照類型來選用木栓或彈簧片。開啟裝置是指用來解開障礙物並且開啟固定裝置的鑰匙、數字或密碼等。. 一般開鎖的動作是，當鎖具在閉鎖狀態時，利用鑰匙、數字或密碼等，透過障礙物的辨識，當障礙物確認符合設定的條件時，也就可以開始開啟動作來打開固定裝置。當障礙物無法辨識啟動的媒介時，則應重新選擇正確的開啟裝置，才能進入開啟的動作(圖 4)。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學 y. 傳統鎖具開啟方式. 資料來源：科學發展(2012). n. al. er. io. sit. Nat. 圖 4. Ch. i Un. v. 自古以來，鎖具的設計及製作大多由專門的工匠進行，而且不公開傳授相關. engchi. 技術，因此一般人難以認識鎖具的工藝，在有紀錄的文獻上也難以追溯鎖具的發展和源頭。. 3. 人們與鎖具的情感人類有了私有財產的觀念後，便產生了鎖具。鎖具具備了保護人們生命財產的重要任務。大門可以上鎖後，人們就可以出遠門，而不擔心財產被人任意取用，附近鄰人也可以協助看顧。衣櫥或抽屜有了鎖具，人們有些重要的地契、文書、珠寶則有了安全的庫藏之處，而不至於讓人窺探。雖然如此，由於鎖的構造簡單，有心人士很容易透過外力破壞鎖體，因此人們對於鎖具實在是又愛又恨的。. 16.

(19) 鎖具是一種枷鎖，讓人們失去自由的象徵，不管古代或現代，只要犯法被抓到的人都會被上手銬，並關進監牢裡。西漢偉大的史學家司馬遷，當年一位將軍李陵與匈奴打仗，率領部眾浴血奮戰，殺死敵兵萬餘人，令匈奴單于心驚膽戰，準備退兵，但李陵卻被自己人出賣，未免部眾傷亡，因此投降匈奴。漢武帝在盛怒之下，竟然要殺害李陵的母親、妻子和孩子，以報復及懲罰李陵，朝廷上下只有太史公替李陵解釋，結果竟惹禍上身，被打入監牢，這樣冤獄的事件其實層不出窮，鎖具也是一種讓人失去自由的聯想。. 鎖具也被用來做裝飾品，古時候小朋友剛出生，長輩會贈送金銀鎖片(圖 5)，. 政治大會在鎖片上刻著神名，吉祥文字、花草、人物等，雖然不具鎖的功能，但某個立. 這種習俗是為了將子女過繼給神明，以求神明保佑小朋友可以平安長大，通常. ‧ 國. 學. 方面也是透過金鎖片，請神明把小朋友鎖起來，在他的管轄範圍加以照顧。有句成語叫”金枷玉鎖”，他卻是形容子女都是父母的寶貝也是負荷，像鎖綁住. ‧. 父母的夢想，卻是讓父母備感溫馨。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 圖 5 金鎖片資料來源：詮美珠寶. 鎖具實際上帶給人們許多不同的移情作用，從實質的鎖具、生命的自由、到心中的枷鎖等等，幾千年來人們賦與鎖具更多的生命以及思考的意義。. 4. 激發創意設計的靈感鎖具的類型可以大概分為繩結鎖、木鎖、金屬鎖、電子鎖等類型，每個時代 17.

(20) 發展出來的鎖具意義也都不同，如早期的繩結鎖，由於是用繩結製作，作用上只能用於保護較為不貴重物品，或是用簡單的門擋保護，在石器時代可以保護人們不受野獸侵擾或是家禽柵欄用途。在木鎖的年代，對於繩結鎖這已經進步許多，安全、保護上也比較多一些，但要達到某個程度的保護相對的鎖的體積就大許多才行，通常我們可以在古宅院的大門可以看到這類的門閂。. 金屬鎖應該是另一種進步，當人們開始使用鐵具、青銅器時，這一類的鎖具就被發明出來，由於金屬材質比木頭材質硬度上硬了許多倍，做成鎖具後其保護力及體積也顯得比木鎖小且堅固，在應用上就很廣泛了。隨著不同朝代的演進，當下的風俗民情，鎖具也就變的藝術許多，有不同的刻花、不同的創意在. 政治大. 金屬材質的鎖具都可以實現出來像掛鎖、密碼鎖等等的，到現代有喇叭鎖、自行車鎖、門鎖等。. 立. ‧ 國. 學. 電子鎖，現代人們常用的鎖具與古代的鎖具相差不大，但現代電子產業發達，. ‧. 人們透過微控制器(Micro Controller Unit)與傳統的鎖具做結合，發展出卡片式門禁鎖與公司的考勤做結合或社區大樓做辨識，透過無線訊號來控制鎖具的. y. Nat. sit. 開關或透過紅外線感應等技術來為人們提供一個更好、更便利的鎖具系統。除. er. io. 了以上科技的結合外，還有電磁、電控式、按鍵式、生物辨識等等。. al. n. iv n C hengchi U 鎖具可以反映經濟和社會文化的發展，展現科技和工藝技術的水平，更是人類生活中不可或缺的必需品。在未來的鎖具設計上應該可以加入更多的人文思考、人們的移情思考，未來鎖具不見是鎖具，加上科技、人文、情感後，鎖具可以變的更不一樣，從而激發我們的創造力和想像力，研究發明出更安全與實用的鎖具系統。. 18.

(21) 第二節近距離無線科技生活之中有許多的電器及 3C(Computer、Communication、Consumer electronics) 用品，這些裝置除了需要電源線外，有的還需要接網路、控制線等，不論家裡、辦公室、公共場所，到處都有擾人的電線，當有很多的電器裝置放在一齊時，電線就會讓環境變的雜亂，而且會造成許多的意外。人們為了不要有這麼多的束縛，無線科技也就逐漸發達起來，在我們周遭除了電信網路外，還有許多的近距離無線科技的存在，不同的無線通訊技術，就代表著不同的用途，比如藍牙(Bluetooth)、無線區域網 802.11(Wi-Fi)、紅外數據傳輸(IrDA) 、ZigBee、超寬頻 (Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、無線 1394 和專用無線系統等，這麼多的無線系統，涵蓋率的範圍各有不同(圖 6)。. NFC. WPAN. WLAN. WMAN. n. al. y. sit. io. UWB Bluetooth Zigbee RFID UHF(Passive). IEEE-802.16 WiMAX. er. Nat. IEEE-802.11a IEEE-802.11b IEEE-802.11g IEEE-802.11n WiFi / MiMo RFID UHF (Active). ‧. ‧ 國. 學. Power. 立. 政治大. RFID HF (Passive) NFC. Ch. engchi. i Un. (參考 http://www.gs1tw.org/twct/gs1w/download/nfc_971015.pdf). 圖 6. v. Distance. 近距離無線通訊比較. 資料來源： (劉穎昌, 2008). 1. 藍牙技術藍牙(Bluetooth)技術是近幾年才出現的，是基於個人網路概念而設計的無線連接技術。它是一種無線數據與語音通信的開放性全球規範，並以低成本的短距離無線連接為基礎，可為固定的或移動的終端設備提供廉價的接入服務。主要是為固定設備或移動設備之間的通信環境建立通用的短距無線連接方式，將通信技術與電子裝置進一步結合起來，其傳輸頻段為通用的 2.4GHz ISM 頻段， 19.

(22) 初期提供 1Mbps 的傳輸速率和 10 米的傳輸距離。. 隨著 3C(Computer、Communication、Consumer electronics)產品的發展，藍牙技術挾帶著低廉的價格，多數產品都已經將該技術視為標準功能，如智慧手機、平板、筆記型電腦等等，在開放性的全球規範下，協助這些產品在沒有電線情況下，互相之間進行通信或操作。. 藍牙技術最初是 Ericsson 在 1994 年的技術方案，主要是研究在行動電話與其他配件間低功耗、低成本的無線通訊方法。發明者希望為裝置檢的通訊建立一個標準的全球統一規則。該技術除了獲得 Ericsson 支持外，還陸續獲得 PC. 政治大 Toshiba 等 5 家公司達成共識。立. 行業業界巨頭的支持。1998 年，藍牙技術協議由 Ericsson、IBM、 Intel、NOKIA、. ‧ 國. 學. 藍牙 1.0 規格推出後，並沒有受到太多的青睞，除了使用藍牙功能的電子裝. ‧. 置少以外，藍牙裝置價格也十分的昂貴。2001 年的 1.1 版本正式列入 IEEE 標準，也就是 IEEE 802.15.1，同年 SIG 組織成員超過 2000 家，幾年後，採用藍牙技. y. Nat. sit. 術的產品如雨後春筍般的增加，售價也大幅降低。在使用的裝置越來越多以後，. er. io. 對於應用的層面及傳輸速度、距離等需求也就不斷的增加，發展到現在已經從. al. n. iv n C U 、A2DP（Advanced h e n g c h i3Mbps） 2.0 的技術標準，將最大傳輸速度提高到. 2.0、3.0 到 4.0，講求省電需求，並加入了 EDR（Enhanced Data Rate，配合 Audio. Distribution Profile，一個控音軌分配技術，主要應用於立體聲耳機）、AVRCP （A/V Remote Control Profile）等共同協定。. 藍牙技術經過實務裝置的應用、市場的歷練，並得到許多裝置的使用，在 SIG 組織的努力下，價格、距離、電力使用等都得到了較好的詮釋，在應用上也因此被用在許多領域，尤其智慧手機市場幾乎都會內建藍牙，延伸了智慧手機的使用範圍。傳統的汽車市場也導入藍牙技術，讓汽車與手機或其他的多媒體裝置進行結合，這樣的結合未來一定是無所不在的。. 2. Wi-Fi 技術 20.

(23) Wi-Fi(Wireless Fidelity)是一種無線的通信協議，從 1997 年開始定義在 IEEE 802.11，頻率 2.4G，傳輸速度 2Mbit/s，到 2014 年之間有 IEEE 802.11b，運作在 2.4GHz，11Mbit/s 的傳輸速度、IEEE 802.11g/a，運作在 2.4GHz 及 5GHz，可達 54Mbit/s、IEEE 802.11n，運作在 2.4GHz 及 5GHz，可達 72 Mbit/s 及 150 Mbit/s 及近期的 802.11ac，500Mbit/s 的傳輸速度，WiFi 的發展由 2Mbit/s 到 500Mbit/s，甚至到 1Gbit/s 發展相當的快速。. Wi-Fi 是乙太網路的一種無線延伸，讓一定區域範圍的人們可以藉由無線 AP(Access Point)連上乙太網路，早期筆記型電腦算是可以移動性的電腦裝置，透過無線網路的連結，筆記型電腦的移動性就更棒了，無線 AP(Access Point). 政治大輕、薄、小的新一代電子裝置也都會配備 WiFi，如智慧手機、平板電腦等。立. 在筆記型電腦的時代也跟著起飛，現在的發展在移動式裝置的盛行之下，許多. ‧ 國. 學. WiFi 主要提供了三個模式 AP(Access Point)、Client、AD-Hoc，AP(Access. ‧. Point)模式及 Client 模式，是一個上下結構性(infrastructure)的架構(圖 7)，這樣的結構存在著主從關係，透過無線 AP，可以接到內部網路，讓資料傳輸更. y. Nat. sit. 為穩定，另一個是 AD-Hoc，主要就是用來做 1 對 1 的連接，這種需求通常是在. er. io. 需要較高傳輸速度或是安全上問題時會被考量的，比如 WiFi Direct 就是基於. al. n. iv n C hengchi U 輸到螢幕，影像需要比較大的頻寬，用這種方式頻寬不用跟他人分享，安全上. 這樣的需求被創造出來的，他主要提供人們智慧手機的畫面透過 WiFi 直接傳. 也只需要考慮兩者之間的關係即可。. 圖 7 無線網路存取點 21 資料來源：本研究整理.

(24) WiFi 也被用來做為公用網路的布局，由於 WiFi 的普及，幾乎每個家庭、辦公室都會有裝設無線 AP，個人手持裝置也都配備無線網卡，透過無線網路(WLAN) 的存取，價格上也比實際 3G/4G 等通信網路便宜且速度較為穩定，政府及許多公司就設置了所謂的 HotSpot，讓人們可以享受較便宜穩定的網路，當然這些 HotSpot 的角色在城市裡，還有其他的用途，比如提供區域無線攝影機隨時回傳資訊，提供政府單位進行監控等作業等。. 3. 紅外線 IrDA 技術紅外線傳輸的標準是 IrDA（Infrared Data Association）組織於 1993 年制. 政治大數據，很快地發展到 4Mb/s 以及 16Mb/s 的速率。IrDA 是一種紅外線點對點的通立定的。起初，IrDA 標準的無線設備只能在 1 公尺範圍內以 115.2 kb/s 速率傳輸. ‧ 國. 學. 信技術，是第一個實現無線個人區域網（PAN）的技術。目前它的軟硬技術都很成熟，在小型移動設備上，如 PDA、手機上廣泛使用。. ‧. 早期的電腦、手機、遙控器、無線滑鼠、鍵盤等，IrDA 是標準配備，但近年. y. Nat. sit. 無線網路發展快過紅外線技術許多，目前大部分的應用還是以遙控器為主，而. er. io. 它主要優點是不需要申請頻率的使用權，因此紅外通信成本低廉。並且在使用. al. n. iv n C h e n g c h i U 2.4G 的產品取代。度較小，傳輸速率較慢，近年已漸漸被藍芽及. 上所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用的特點。但由於紅外線發射角. 4. NFC 技術 NFC（Near Field Communication，近場通訊）是一種短距離的高頻無線通訊技術，允許電子設備之間點對點的進行非接觸雙向資料傳輸，距離大約在 10 公分左右，這個技術主要由非接觸式射頻識別(RFID)所演化而來的，由飛利浦半導體(Philips)、諾基亞(Nokia)和索尼(Sony)共同研製開發，傳輸速度有 106 Kbit/秒、212 Kbit/秒或者 424 Kbit/秒三種。. NFC 技術的特點主要是距離短、只支援一對一傳輸模式並且耗電量低也因為這樣的特性，相對有較高的安全性及保密性，因此可以簡化認證識別的過程， 22.

(25) 使電子設備間互相的互通更為直接、更安全。NFC 被設計在單一設備上組合所有的身份識別應用和服務，幫助解決記憶多個密碼的麻煩，同時也確保數據的安全。有了 NFC，多個設備如數碼相機、PDA、機頂盒、電腦、手機等之間的無線互連，彼此交換數據或服務都將有可能實現。. 實際應用上，NFC 在許多國家被用作為小額支付，像台灣的悠遊卡就是很成功的案例，結合了捷運、台鐵、便利商店、U-Bike 等等的服務，讓大家外出時不用攜帶太多的零錢，只要帶著卡片就可以趴趴走。此外 NFC 也被用來加速其它類型無線通訊(如 Wi-Fi 和藍牙)，實現快速的使用數據傳輸，像現在的智慧手機，只要將兩個手機靠近就可以互相交流資訊、傳送檔案、照片，比要去設定 Wi-Fi 連結容易得多。. 立. ‧ 國. 學. 5. ZigBee 技術. 政治大. Zigbee 是一種低速短距離的無線網路傳輸協定，底層採用 IEEE 802.15.4 標. ‧. 準規範，主要特色是低成本、低耗電並且支援大量網路節點、支援多種網路拓樸、低複雜度、快速、安全。主要應用在短距離範圍之內並且數據傳輸速率不. y. Nat. sit. 高的各種電子設備之間的資料傳輸。名字來源自蜂群使用的賴以生存和發展的. al. n. 和方向等信息。. er. io. 通信方式，蜜蜂通過跳 ZigZag 形狀的舞蹈來分享新發現的食物源的位置、距離. Ch. engchi. i Un. v. ZigBee 協定是由 ZigBee 聯盟制定的協定標準，該聯盟成立於 2001 年 8 月。 2002 年下半年，英國 Invensys 公司、日本三菱(Mitsubishi)電力公司、美國摩托羅拉(Motorola)公司以及荷蘭飛利浦(Philips)半導體公司共同宣布加入 ZigBee 聯盟，研發名為「ZigBee」的下一代無線通訊標準。ZigBee 聯盟現有的理事公司包括 BM Group，Ember 公司，飛思卡爾半導體，Honeywell，三菱電機，摩托羅拉，飛利浦，三星電子，西門子，及德州儀器。ZigBee 聯盟的目的是為了在全球統一標準上，實作簡單可靠、價格低廉、功耗低、無線連線的監測和控制產品進行合作，並於 2004 年 12 月發行了第一個正式標準。. ZigBee 協定層從下到上分別為實體層(PHY)、媒體存取層(MAC)、網路層(NWK)、 23.

(26) 應用層(APL)等。網路裝置的角色可分為 ZigBee Coordinator、ZigBee Router、 ZigBee End Device 等三種。支援網路拓撲有星型、樹型、網型等三種。實體層 (PHY)及媒體存取層(MAC)主要是屬於硬體的實現介面。網路層(NWK)主要聯結其他網路、傳送封包及搜尋、連結其他結點。應用層(APL)，主要實作與各廠商之間的應用程式、資料庫以及函式庫。. 根據 ZigBee 聯盟目前的設想，ZigBee 的目標市場主要有個人電腦及周邊產品（鼠標、鍵盤、遊戲操控杆）、消費類電子設備（TV、VCR、CD、VCD、 DVD 等設備上的遙控裝置）、居家智能控制及大樓自動化（照明、門禁、煤氣計量控製及報警等）、電信服務（行動商務、資訊服務及物件互動）、個人保健醫療（監. 政治大. 視器和傳感器）、工業控制（監視器、傳感器和自動控製設備）等非常廣闊的領. 立. 域。. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 24. i Un. v.

(27) 第三節物聯網把生活周遭的物品與網路連結起來，實現遠端監控，這是對於物聯網最基礎的詮釋，這樣的生活已經在我們的周遭逐漸成形，想像生活上的許多事物都連上網的話，這樣會有多少的產業會造成變動。面對這樣的趨勢，各國的政府也不敢小看，相繼的透過政策來推動，各個企業也都積極投入，設法將自身產品往上提升，進入物聯網世界，唯有如此，才能在競爭激烈的雲端網路時代勝出。. 2002 年，湯姆克魯斯主演的”關鍵報告”，在那樣的未來世界裡，不再用身分證或 IC 卡來做身分識別，而是瞳孔辯視，在街頭的廣告，你只要盯著看，就會叫你的名字，跟你說哈囉，還能說出你那些新產品是你喜歡的類型。查資料只要跟電腦. 政治大統掌握著，只要車流過大、異常，系統就會開始進行調節、分流，以避免塞車等等立說說話，他會幫你找出最適合的答案。路上的車流井然有序，實際上是交通監控系. ‧ 國. 學. 的生活化應用，這些在 2014 年的今天，這些應用在我們的生活一一被實現。 1. 物聯網架構. ‧. 過去在沒有網際網路及電話的年代，人們也只能靠著書信往返，一遇到天災. sit. y. Nat. 人禍，書信也只能沉入大海、永不見天日，尤其在戰亂時期更是嚴重。今日的. io. al. er. 網際網路、電信系統的快速發展帶給了人們生活的重大改變，不管距離多麼的. n. 遙遠、困難，只要網路可以到的地方，人與人之間的溝通就變得更簡單了、距離不在是主要問題了。. Ch. engchi. i Un. v. 除了人與人之間改變了，人與物之間的關係也改變了，以前人們常會遇到天災問題包含山脈、河川、土壤、溫度、濕度等大自然現象，現在人們可以透過各種感知器來蒐集大自然相關資訊，透過這些資訊的分析，可以達到趨吉避兇的效果，要完成這些工作除了網路外，還需要依賴雲端主機的運算才有辦法，試想要有多少資料才能夠把問題分析的夠清楚呢？. 要知道人的生命財產是無法估算的，一點小小的誤判都會造成無可挽回的遺憾。因此需要蒐集的資料相當的龐大，雲端就扮演了這個蒐集、儲存資料及進行資料分析的角色，有了後端平台及網路管道，那誰會幫忙採集資訊呢？感知 25.

(28) 器是主要關鍵，感知器主要的功用是用來偵測現行代測物的狀況，比如溫度、濕度、紫外線、震動幅度、高度、心跳等等的，這樣採集資料就沒問題了。但是如何將資料與雲端接軌呢？. 感知器是不會無緣無故自行運作，因此需要有一個 CPU 來下達指令，並且將感知器採集的資訊透過無線或有線方式傳送出去，通常需要設置的環境是很複雜的，網路地佈線及電源取得都不是很簡單，因此無線科技及低功耗的設計也就被發展出來，透過無線傳輸到實質的網路，直達雲端，完成整個監控任務。這就是物聯網的基本的架構，表 1 可以清楚的釐清物聯網與網際網路之間的關係。. 表 1 立. 政治大物聯網與網際網路比較分析. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i Un. v. 資料來源:TRADEMAGAZINE(2011). 2. 物聯網的供應生態圈 2014 年華爾街日報報導，谷歌(Google)收購的恆溫器製造商 Nest Labs 對外開放平台，協助第三方程式開發商設計更多適用智慧型家電的應用程式，希望能夠在快速成長的物聯網市場成為主流作業系統。而且據 Nest Labs 表示，以超過 5000 家的程式開發商表達合作的意願，許多的家電廠商也都希望與 Nest. 26.

(29) Labs 平台來互相溝通。. 谷歌(Google)是搜尋引擎的大廠，也是雲端硬碟的先鋒，甚至後期加入的 Android 系統，也顛覆了智慧手機市場，公司有創意又開放。回頭思考他為什麼要購買 Nest Lab，可以從物聯網的生態圈來看， . 上游，IC 整合商(台積電、聯發科等)。. . 中游，智慧裝置平台(Solution)提供者(NEST)、雲端資訊提供者 (Google)。. . 中下游，傳統設備需要整合智慧裝置者(家電商)、資訊發布者(部落格、資訊分析系統)。. . 下游，一般使用者. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 其中決勝的關鍵，應該是在中游，這一層的技術層面高，而且需要有創意，其他的應該就只是跟隨者，這也難怪谷歌(Google)肯花大錢去買 NEST。由物聯. ‧. 網的生態圈可以窺探出未來這個產業，會由不同的組合來進行合作，傳統產業本身科技能力較弱，在不被淘汰狀況下，還是必須與中游、中下游業者來靠攏，. y. Nat. er. io. sit. 以提高自身的競爭能力。. al. n. iv n C hengchi U 物聯網的應用範圍涉及到軟體、硬體、機構，許多各方面技術的整合，遍及. 3. 世界各國力推物聯網產業. 的範圍也相當的廣泛，如智慧交通、環境保護、城市安全等多個領域，也衍生出大規模的高科技市場。根據美國研究機構 Forrester Research 的預測，物聯網在 2020 年前全球的產值將是互聯網(Internet)的 30 倍，並將形成下一個兆元級別的通信業務。此外，據物聯網應用高峰論壇分析(2010)，物聯網產業在未來短期的 3 到 5 年市場規模將可達到 3,000 億元。面對可能會動搖國家產業的市場需求、機會及變革，包含美國、歐盟、日本、韓國及中國政府紛紛提出相關的發展策略規劃與投入大量資源。. 現今物聯網已成為各國資通訊產業的重要發展議題，美國已將物聯網提升為國家創新戰略的重點之一，而歐盟也制定了促進物聯網發展的 14 點行動計畫， 27.

(30) 日本的 U-Japan 計畫將物聯網作為四項重點戰略領域之一。同時中國自 2010 年 1 月，公告三網融合新政策，強調整合廣播電視網、電信網與網際網路之策略後，將超高頻和微波 RFID 標籤、智慧傳感器等領域列為支持重點，並將在九大領域如智慧工業、智慧農業、智慧物流、智慧交通、智慧電網、智慧環保、智慧安防、智慧醫療、智慧家居等展開示範工程，力爭實現物聯網規模化應用。. 台灣擁有完善的網際網路基礎，軟、硬體整合的人才也不少，再加上長久以來高科技硬體代工，水準也都是世界之冠，擁有相當充沛的資源。在許多政府及政策的鼓勵下也有許多的成果，像 U-Bike 打造城市智慧腳踏車的環境，讓坐捷運的人們可以透過智慧自行車來做接軌，這就是一個很好的例子。很多的公. 政治大讀表應用案例、智慧綠建築案例、橋樑監測應用案例等，這些都可以證明台灣立共政策也開始把物聯網的概念導入，像高效率無線感測台北港、高壓用戶智慧. ‧. ‧ 國. 學. 有很好的發展能量。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 28. i Un. v.

(31) 第四節設計思考「設計思考」一詞的由來，據世界知名的產品與服務創新顧問公司 IDEO 執行長 Tim Brown (2011)表示，有一天他與 David Kelly（IDEO 的創辦人，後來應聘到 Stanford University 成立 d.school 推廣「設計思考」的理念與作法）閒聊時，David Kelly 提到，當每次有人來問他設計的問題時，他發現自己在解釋設計師的工作時，都會加入「思考」兩字，因此「設計思考」一詞於焉產生，也就是只要涉及到「設計」的活動，就要「思考」。. 1. 以人為中心的思維 Tim Brown 在 2008 年 6 月的 HBR（哈佛商業評論）提到設計思考(Designed. 政治大出他自己公司 IDEO 的案例，一夕之間，設計思考成為創新的代名詞。設計思考立. Thinking)的看法，主張人們應該用設計師的思維來發展產品服務與流程，並舉. ‧ 國. 學. 是一種創新方法，而此創新方法的源頭，不是科技的進步，而是回歸到『以人為中心』的思考，以設計師的敏感度和方法，運用可行的科技，以及能轉化成. ‧. 顧客價值和市場機會的有效商業策略，來滿足人們的需求」。而設計師的工作即是積極尋找新資料點，挑戰人們所接受的解釋，並推想可能存在的新世界，提. y. Nat. er. io. sit. 供人們新的體驗。. al. n. iv n C hengchi U 人們與產品之間互動的關係，由純粹的提供產品轉成去了解、洞察使用者對於. 『以人為中心』的思考，讓設計師由過去重視產品外觀美感的設計，轉換到. 產品內心的真正需求。讓設計師由”物”的觀點變成對”人”的觀點來做為設計的出發點，去探討服務與人、人與人、人與環境的關係。. 2. 設計思考的過程傳統的產品設計是由設計師及工程師共同去設計，設計師通常較為感性，而工程師較為理性，光理性與感性之間的磨合就是一個問題。再加上客戶無法清楚的表達自己的需求時，整個產品設計的產出，可能就是一個問題，因此傳統的設計實際上是一個較為不嚴謹的設計方法與邏輯，思考的層面比較是在設計本身，而設計思考剛好可以解決這樣的問題。哈佛設計學院把設計思考的過程整理成四個階段，探索(Discovery)、定義(Define)、開發(Develop)、發行 29.

(32) (Delivery)。. . 探索(Discovery)，從客戶的問題需求來做為起點，初步的去思考可能的作法，並且預期要達成目標的價值主張(Value Proposition)。有了目標後可以透過訪查的方式去了解客人的真正問題，用同理心地圖 (empthy map)洞察客人心中的痛點(pain point)。. . 定義(Define)，有了痛點(pain point)，依據環境、利害關係人及實施方法進行分析，透過歸納手法重新定義問題，找出客人真正的需要是甚麼，並且設定解決問題的方向，避免未來再次的失焦，透過這樣的手法. 政治大. 也可以讓未來的開發團隊，可以透過這樣的故事去了解設計本身的精神. 立. 及意義。. ‧ 國. 學. . 開發(Develop)，有了問題的解決方向，就要開始動手做，這個階段不. ‧. 是實際把產品做出來，而是做出雛形(Prototype)出來，讓相關的人實際參與，把每個人對於產品、服務心中的概念表現出來，經由不斷的調. y. Nat. sit. 整，來縮短彼此之間的誤差。完成雛形(Prototype)後，要針對服務的. er. io. 可行性與實用性(Desirability & Usability)、商業上的存續性. al. n. iv n C hengchi U 析後，對於未來進行設計或開發也可以事先避免。. (Viability)及技術上的可行性 (Feasibility)來進行分析，審慎的分. . 發行(Delivery)，一切就緒後就可以開始思考，該如何導入、布局市場，用甚麼樣的方式可以讓客戶可以真正去感受、體會我們所創造出來的服務，就必須思考到服務運作上的策略、管理上的策略，除了策略外，也應該考慮到未來商業模式等地問題。. 3. 設計的本質林榮泰教授(2010)在”設計思考改造世界”的推薦序提到，創意產品講求「藝術」的美學特色，工業產品講求「標準」的科技規格，差異在「藝術」的 30.

(33) 美學特色是對「人」的要求，「標準」的科技規格則是對「物」的品質管制。創意產品是「人性」的表現，工業產品是「物性」的追求，創意產品是「感性」的訴求，工業產品是「理性」的需求。創意產品注重的是「故事性」，工業產品追求的是「合理性」。我們需要一些故事來點綴我們的生活，好的設計創意通常都有一個動人的故事，這也是設計思考動人的地方。. 設計思考的本質就是要用邏輯性的步驟，教導人們發揮更多的想像力，透過探討、洞察去找到客人心中的問題，而不是去處理表面的問題，在透過不斷的由各個角度去思考、分析，找出解決問題的目標及方向。動手做，讓設計師、工程師、客人等，明白他們對於認知上的誤差並進行調整，人們的誤解通常是. 政治大. 來自不同認知所造成的問題。. 立. ‧ 國. 學. 設計思考是讓設計師深入設計前的一個思考模式，有了完整的思考、溝通後，這樣的方案才不至過於天馬行空無法收斂，或是太過理論基礎而不切實際，或. ‧. 是自我感覺良好而不符需要，當這些問題都可以在設計前被解決，那實際產出的產品或服務才能被廣泛地接受、使用。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 31. i Un. v.

(34) 第三章可行性方案第一節前言現代詩人張暢繁教授(2007)寫了一首「黃山」的詩「山從雲裡出，樹自石中生，峭壁奇峰立，飛泉幽壑鳴，輕風涼夏日，清氣冽秋泓，萬里臨仙境，黃山鎖我情」中國大陸黃山被人們譽為天下第一奇山，歷經多次造山運動的磨礪和第四紀冰川的洗禮，才逐漸形成今天的雄奇險幻的景色。鑒於如此的海枯石爛、刻骨銘心，在黃山掛上情人鎖，就如同人們對於愛情的堅貞承諾、至死不渝的信念，緊緊的鎖住兩人，永不分開。. 政治大寫的詩。在古代，鎖一樣是用來保護財產的工具，但在韓愈的眼裡面這個無形的鎖立卻是可以來過濾文人雅士，讓這些相同愛好者可以齊聚一堂，高談闊論。不管古代「竹洞何年有，公初斫竹開。洞門無鎖鑰，俗客不曾來。」是唐朝大文學家韓愈. ‧ 國. 學. 或現代，人們對於鎖的應用已超乎現實上的使用，不管是無形的還是意識形態的，在某個層面上是可以保護人們心裡及生理上的基本需求。. ‧. Nat. sit. y. 回歸到問題的初衷，本研究是希望以服務導向邏輯(Service Dominant logic)為. er. io. 思考基礎，輔以系統思維(System Thinking)及設計思維(Designed Thinkging)來打. al. iv n C 問題真相，再從真相裡面去找出關於鎖具可行的解決方案，來增加鎖具的安全性並 hengchi U n. 破傳統的思考架構，透過有系統的發想及收斂，在傳統鎖具上分析出人們使用上的. 改善人們的生活。. 32.

(35) 第二節問題是甚麼？鎖及鑰匙在歷史上的演化過了幾千年，依然是保護、安全的角色，也是現代人們不可或缺的輔助工具之一，但在使用上有許多的限制，並且操作上也存在著許多的問題，那有那些問題呢？. 1. 鎖的設計的問題通常鎖的目的是要保護物品，但人們也不想帶著很重的鑰匙，在設計鎖及鑰匙時以不妨礙主體的使用為主，因此設計上都以小而美且輕便為主，但這樣的設計反而造成使用上的不便利，如 . 鎖洞太小，開鎖也就不方便，遇到老人家那更是辛苦。. . 鑰匙太小，鎖洞小自然鑰匙也只能做小點也比較輕便些，反而造成人們常. 立. 忽略它。. ‧ 國. 容易仿冒，鎖演進了幾千年，但鎖心的設計大部分沒有太多的改變，解鎖的技術對於有心人更是易如反掌。. 太多鑰匙，鎖跟鑰匙通常是搭配的，因此只要用到鎖，那就需要一把鑰匙. ‧. . 學. . 政治大. 才能打開，但常人也都會有大門鎖、抽屜鎖、機車鎖、自行車鎖、公司鎖. y. Nat. er. io. sit. 等的五花八門，這麼多的鑰匙在於管理上是一個很大的問題。. al. n. iv n C hthings)1的概念就是基於網際網路及電信網路的基現行物聯網(Internet of engchi U. 2. 與雲端科技結合的可能性. 礎，把物體連接上網，讓獨立的個體可以互聯互通，延續這樣的概念我們希望透過雲端、智慧手機及鎖具的整合應用(圖 8)來解決這樣的問題，但這樣的想法是否可以被實現呢？. 1. 物聯網 Wiki http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91 33.

(36) 政治大. 圖 8 智慧電子鎖資料來源：本研究整理. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 34. i Un. v.

(37) 第三節設定目標在開始進行設計思維 (Designed Thinking)前，我們試著用價值主張 (Value Proposition)來設定這一個未來解決方案在創新的幾個面向的價值訴求，透過這樣的設定可以清楚地把這個方案的未來藍圖勾勒出來。Kwan 和 Yuan 在 2010 年提出可以由 3 個不同維度的價值主張來探討設計上的目標，商業模式戰略(Strategic Directions)、利益關係人(Stakeholders)及客戶授權的等級(Stages of Customer Empowerment)來協助創新服務價值主張(圖 9)的探索。. 政治大. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. 圖 9. engchi. i Un. v. Variety of Value Propositions 資料來源：Kwan、Yuan(2010). 鎖具的電子架構是在做這個題目前就已經存在了，該服務架構是由鎖具藉著植入電子裝置，擁有連線溝通的能力，再透過與手機連線的過程，由雲端取得鎖具相關資料，回覆到手機並進行解鎖，這樣的應用廣度及深度應該會蠻大的，因此就此初步想法替整個方案設定如下的目標(表 2)，. 1. 商業模式戰略(Strategic Direction) 商業戰略主要是設定一個服務的應用廣度及影響的範圍，Kwan 和 Yuan 在這個象限定義了 7 個等級，依照我們初步的設計，預期可以達到”Sociatal”的. 35.

(38) 等級。 . 經濟效益(Economic)：設計上預期的目標是解決大部分鎖的設計問題，像容易開鎖、讓手機變成主要開鎖工具及隨時可以由雲端下載密碼等，在產品的經濟效益上是可以評估出來的。. . 享樂(Hedonic) / 固有的(Intrinsic)：開鎖的方式並不會因為與手機的結合而改變，反而是可以更為便利，因此可以保留傳統人們對於鎖的思想，也因為科技的加入而得到更多的應用。. . 社交(Social)：以物聯網的概念，物與物之間的自由溝通，客戶可以因為網路的導入在人與人上可以有更多的互動。. . 產業面(Industrial)：結構上改變了人們單向使用鎖的方式，並且結合物. 政治大社會化(Societal) ：除了便利開鎖外，取得鑰匙變得安全又方便，在鎖立聯網，整個鎖的應用變得更為廣泛，間接的也調整了鎖的產業結構。. . ‧ 國. 學. 具的商業生態結構也被改變，又接上物聯網後不同的使用方式及族群也會跟著辨識出來，因此會影響整個鎖的應用生態圈。. • • • • • • • • • • • •. n Industrial Societal. Easy to unlock Phone is key Easy download from cloud service 開鎖方式不變，但更方便維持傳統，並跨越科技多組密碼，多人使用無限複製，亦可以有條件式的使用改變原本單向的開鎖思維結合 IOT and Cloud Service 利用 Cloud Service 來共用鎖或鑰匙隨時可以由 Cloud 取得鑰匙可發展出不同群組的 Service. er. io. Ch. Hedonic/Intrins ic Social. sit. Economic. Nat. Description. y. 價值主張的商業模式戰略. Strategic Level. al. ‧. 表 2. engchi. i Un. v. 資料來源: 本研究整理. 2. 利益關係人(Stakeholders) 服務的運作需要許多不同層面的關係人互相合作及影響，這個維度定義了幾個層面(表 3)，鎖具的設計，預期會影響到” Society”的關係人。 36.

(39) . 服務提供者(Service Provider)：整個鎖的服務架構，必須要改變鎖具本身，再結合手機 APP，最後連上雲端服務，這個服務本身就是一個服務供應者。. . 員工(Employees)：運作上需要相關的人員進行產品的設計及物聯網維運。. . 合作夥伴(Partner)：這個服務的生態圈可以結合不同的行業的夥伴，如保全人員、網管人員、手機商等。. . 客戶(Customer)：只要用到鎖具的人應該都可以使用這樣的服務。. . 社區、族群(Community)：人們使用這樣系統時，可以發展出特定族群的使用者。. 政治大別的應用，讓服務加入更多不同屬性的功能立. 社群(Society)：當許多的人使用這個服務時就可以發展出不同族群、類. 表 3. Stakeholder. Description. ‧. sit. n. al. er. io. • Provide Physical Component • Provide Software APP • Key management service New technology to development 需要結合更多的行業，將 Lock Core 整合起來 Any body Change Object and security Different service on Key management system. y. Nat. Service Provider. Employees Partner Customer Community Society. 價值主張的利益關係人. 學. ‧ 國. . Ch. engchi. i Un. v. 資料來源: 本研究整理. 3. 客戶授權的等級(Stages of customer empowerment) 服務提供者與客戶之間存在著許多的關係，傳統上雙方是對立的，客戶想要用最少的資源換取最大的利益，而供應商則想要用最低的成本賺取最大的利潤，但這樣通常不容易找到平衡點。如果在服務的過程如果雙方可以共同站在互惠互助的角度來合作，那這樣的是比較容易成功的，. . 服務提供者觀點(Service Provider)：預期可以提供許多的網路功能，來協助使用者操作遇到的問題，如 37.

(40) . 鎖的密碼維護功能，讓使用者可以透過這個系統將解鎖的密碼放到雲端做保護，並且可以任意透過安全機制來取得。. . 社交平台，當鎖可以連上網後，可以做的事情就不只是一個解鎖，而是解鎖的同時可以完成更多的動作甚至取得更多的資訊，有了這些資訊就可以即時的跟同好或資訊相關人員做回報、分析。. . 客戶觀點(Customer)：這樣的系統，可以提供使用者有更大的彈性及空間，如 . 使用者可以自行去修改、調整自己的安全設定，不需要經過第 3 方的管理者來做處理，自主性大幅提升。. . 在開鎖上也可以解決傳統鎖具的不易開鎖、常忘記帶鑰匙、容易被盜. 政治大. 用等等的問題。. 立. ‧ 國. 學. 由服務提供者及客戶觀點，在這個維度應該可以達到 Level 4 的等級。. ‧. 雖然，電子鎖的概念是已經存在的架構，但思考的層次是以傳統的工程師，依照直覺的思考得到的結論，但並無合理的邏輯性、深度、廣度及嚴謹度都是. y. Nat. n. al. Ch. engchi. 38. er. io. 向邏輯及服務導向邏輯的最好方式。. sit. 值得去探討的，藉由已知的設計架構導入服務科學的理論，應該是比較產品導. i Un. v.

(41) 第四節痛點(pain point) 找出使用者的痛點是設計思考的第一個突破點，因此問題的設計、訪問的對象是很重要的，我們預計透過訪查來找出人們在鎖具應用上的問題點。. 1. 訪查問題的設計問題的設計上，我們希望以比較接近一般使用者常遇到的狀況來了解，在不改變平常習慣下，蒐集到人們的問題，設計的問題如下， . 平常出門時，身上會帶幾把鑰匙？會不會擔心忘了帶？有沒有類似的經驗？你都如何解決你的問題？除了大門的鎖外還有其他的鎖嗎？. . 除了大門、機車、汽車需要鎖外，你覺得甚麼東西需要鎖？. . 平常出門時最常帶那些東西？. 立. 政治大. ‧ 國. 那些問題、平常哪些是必要帶物品。. 學. 透過這些問題，我們預期可以蒐集到周遭那些物品需要用到鎖具、最常遇到. ‧. 2. 人物同理心地圖(Empathy Map). y. Nat. sit. 同理心地圖主要是透過換位思考，來發掘目標對象的痛苦與期待，我們主要. er. io. 探訪了 6 組不同工作性質的人們，針對得到如下的內容，並依照同理心地圖. al. n. iv n C hengchi U 、”Think”(想甚麼)、”Feel”(感覺如何),由這四大類來分析(表 4)，. (Empathy Map)來做歸納，”Say”(說了甚麼)、”Do”(做了甚麼). 39.