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教育部 94 年度國防通識學科中心進階研習

教育部 94 年度國防通識學科中心進階研習. 第三波軍事科技 報告人： 龍華科技大學李守誠 中華民國九十四年十一月. 大 綱. 前言 軍事科技的演進 國防科技與武獲關係 國防科技預先研究及 DARPA 制度 關鍵技術 我國民間產業國防科技能量 軍事事務革新 先進武器介紹 先進軍事科技發展 結語. 前 言. 國防科技. 國防產業鏈結. 前瞻研發機制. 系統整合之國防產業. 遷台後我國國防科技與其環境之演進. 我國科技體系架構圖. 我國國防科技推廣督導機制. 行政院. 官方委員 16 人. 民間委員 6 人. 國防科技發展

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教育部 94 年度國防通識學科中心進階研習

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  1. 教育部94年度國防通識學科中心進階研習 第三波軍事科技 報告人： 龍華科技大學李守誠 中華民國九十四年十一月

  2. 大 綱 • 前言 • 軍事科技的演進 • 國防科技與武獲關係 • 國防科技預先研究及DARPA制度 • 關鍵技術 • 我國民間產業國防科技能量 • 軍事事務革新 • 先進武器介紹 • 先進軍事科技發展 • 結語

  3. 前 言 國防科技 國防產業鏈結 前瞻研發機制 系統整合之國防產業

  4. 遷台後我國國防科技與其環境之演進

  5. 我國科技體系架構圖

  6. 我國國防科技推廣督導機制 行政院 官方委員 16人 民間委員 6人 國防科技發展 推行委員會 （委員共22人) 行政院2人 國科會2人 經濟部4人 教育部1人 國防部7人 學研界3人 業界3人 召集人 國防部副部長 協同召集人 　經濟部政務次長 　國科會副主任委員 秘書處 （國防部資源司） 學術配合發展會報 共同召集人： 國科會副主委 國防部常務次長 會報委員：13-17人 工業配合發展會報 共同召集人： 經濟部常務次長 國防部常務次長 會報委員：13-17人

  7. 什麼是武獲? • 獲得(Acquisition)的定義 • 美軍：武器系統與其他系統之概念形成、創始、發展、測試、簽約、生產、部署、後勤支援與報廢處置，供應或服務(含建造)，以滿足國防部需要，使用於預期的軍事任務或支援任務 • 英軍：獲得＝需求＋採購＋支援 (採購＝發展＋生產) • 國軍教則：經由研製（發）、研改、性能提升、合作及採購等方式或手段，而取得國軍所需之武器系統或裝備。獲得方式分別包含自行研製(發)、合作、採購

  8. 分 類 目 的 前瞻時間 預算配當/代碼 科 技 掌握技術契機 15-20+年 5-10% /6.1,6.2 概念探索 定義,回應需求 5-15年 5- 8% /6.3b 關鍵組件 掌握風險項目 5-10年 8-12% /6.3a 系統發展 武器裝備實現 2-10年 ～80% /6.4-7 概念探索 關鍵技術 系統整合 系統展示 少量初期生產 量產 發展 與部署 審查 審查 審查 概念與技術發展 系統發展與展示 生產與部署 作戰與支援 國防科技與武獲流程 • 按專案屬性，分別建立管理機制 科技； 更前瞻的探索 潛艦120億的規劃費

  9. 美軍科技(S&T)與武獲流程之連結 (1) (2) (3) (3) (4) (2) 作戰需求與研發目標 MDA 決策 系統 科技 監督小組 監督小組 停止 先進技術發展(6.3) 選 擇 (1)新系統/系統提昇之概念發展 (2)切入系統發展或完成ACTD發展 (3)生產提昇系統/部署系統或產出成熟的ACTD (4)使用新技術處理/報廢 技術基礎 (6.1/6.2) ‧先進概念技術展示(ACTD) ‧先進技術發展(ATD) ‧實驗室/現場展示 ‧作戰實驗 ‧基礎研究 ‧應用研究 停止

  10. 美軍2000年版武獲流程 • 概念探討─不同方案概念之分析與模擬演練。 • 分項先進發展─成熟之分項技術，新系統構想之概念/ 技術展示。 • 系統整合─經展示之分系統及分項作系統整合。 • 系統展示─經由模擬與測試展示產品之成熟度。 • 少量初期生產─成熟之製造能量與初期作戰測試與評估(IOT&E)。 • 全量生產─產出成量之系統及部署系統。 • 支援─維持系統。

  11. 軍備武器系統建構之特徵 • 武器系統發展全壽期係指系統在整個研發、生產及部署、使用維持到除役的生命週期，在發展過程需涵蓋下列六個特性： • 前瞻性、風險性、持續性 • 整體性、自主性、效益性

  12. 軍備武器系統建構之特徵(續) • 前瞻性： • 從研發、生產、部署約為7至10年。 • 應用之科研及技術開發更須再往前推。 • 風險性： • 具有多種不確定因素。 • 持續性： • 需不斷注入新的科技。 • 需不斷累積技術經驗與先進科技。

  13. 武獲流程：由科技至產品部署

  14. 軍備武器系統建構之特徵美國國防科學與技術(S&T)計畫架構為例軍備武器系統建構之特徵美國國防科學與技術(S&T)計畫架構為例

  15. 研發 分類 預算 代號 研發工作類別 研發工作內容 國軍分類說明 6.1 1 基礎研究 無特殊應用目的，為增進知識所進行之系統化基礎研究，可作為應用研究之基礎。 各所國防專技，例如基礎材料研究。 6.2 2 應用研究 為達到某些經認同之特定軍事目的，以轉化基礎研究成果、縮短專案時程為目的，所進行之系統化應用研究。 非特定系統之發展工作(例如先進彈頭關鍵技術研究) 6.3a 3 先進技術發展 研發、整合現場測試所需硬體，以評估研製品之技術可行性、可操作性與可生產性。 針對特定系統之發展工作(例如劍二A關鍵技術研發) 6.3b 4 展示確認 評估研製品在真實環境中之系統整合技術，並評析先進技術之性能及降低成本之可行性，以加速實驗技術可轉化為操作使用之目的。 雛型裝備研製(例如劍二A系統先期發展) 6.4 5 工程與製造發展 針對軍種使用之目的，但仍未核准進入量產之工程與製造發展專案，經由試驗確認系統整合成果，以及量產製程之成熟度。 原型裝備研製，並完成研發測評及初期作戰測評(例如劍二A系統研製測評) 6.5 6 研發測評管理支援 為支援一般研發用途所必需之安裝與操作目的，所進行之研發專案，如軍事籌建、實驗室支援維護、試驗載具操作與維護等。 例如九鵬測試場裝備整建 7 作戰系統發展 為支援經核准量產或量產經費已經編列﹝或包含於下一預算年度﹞，但仍處於工程與製造發展階段之研發或性能提昇專案之計畫等。 美軍Research, Development, Test & Evaluation (RDT&E)階層分類

  16. 國防科技發展的預先研究 • 指新武器系統研製計畫正式開始之前的一般技術準備活動。 • 其基本範圍包括: 6.1基礎研究 6.2應用研究 6.3先期技術發展

  17. 6.1基礎研究 • 目的在認識基本物理過程的性質，擴大知識的範圍；為新原理、新概念和新方法等在日後軍事上的應用尋求科學依據。 • 一般為遠期（10-20年左右）項目，研究成果為科學論文或論著發表 。 • 共分為12個科學與工程學科：大氣與空間科學、生物與醫學、化學、認知與神經學、計算機學、電子學、材料學、數學、機械學、海洋學、物理學和地球科學。

  18. 6.2應用研究 • 探索科學新原理、新方法等的研究成果，在軍事上應用的可行性與實用性，為武器裝備的研製提供技術基礎。 • 為中期項目，距離先期作戰能力約5至15年左右。研究成果除了「可行性分析報告」外，還有試驗用的元組件、樣品、原理概念模型等。 • 如:推進與動力，航空與太空飛行器，作戰空間環境，生物醫學，化學防禦與生物防禦，指揮、控制與通信等。

  19. 6.3先期技術發展 • 開發供試驗用的新技術項目，並通過實物試驗或展示，驗証新技術項目在武器系統研製中的可行性和經濟性。屬於近期項目或可能具有型號研製背景的項目，但尚未進入正式研製階段。是從「技術基礎」邁向武器型號研製的橋樑。 • 目的是驗証預研成果的成熟性與實用性。 • 美軍確定下列領域為展示重點：全球監視與通信，精準打擊，空中优勢與防空，海上控制與水下作戰任務，先進的陸戰，模擬環境，減輕經濟負擔的技術。

  20. 美國預研制度----DARPA • 1960年代，美國國防部各單位間因電腦和通訊設備廠牌之不互容，造成資訊傳遞之困難。1968年國防部採納了一些大學與公司的建議，成立了尖端研究計劃總署(Advanced Research Projects Agency，簡稱ARPA)以解決此原因所造成之問題。 • 1972年，交由國防部管理而改名為DARPA。 • 1993年DARPA再次改名為ARPA，這次變革主要是呼應美國總統柯林頓的策略文件「科技為建立美國經濟成長優勢的新方向」。 • 1996年依美國公眾法案(Public Law)再次更名為國防先進研究計畫署(the Defense Advanced Research Projects Agency , DARPA)。其任務在維持美軍的科技優勢，和維護國家安全。並透過高投資研究，彌合基礎發現和軍事用途之間的縫隙，並提供國防部推動國家安全革新。

  21. 資訊警覺 系統技術 資訊處理技術 防禦科學 高等技術 特殊計畫 資料開發 戰略科技 • 生化系統 • 地下設備 • 太空感測器 • 導航 • 電子學 • 光電子學 • 微機電 • 組合微系統 • 認知系統 • 計算性認知 • 代表和推論 • 學習 • 自然溝通 • 確保C4SIR • 海事 • 早期入口 • 特殊軍力 • 不對稱威脅 • 機械翻譯 • 行為模式 • 太空、陸用 • 無人系統 • 太空操作 • 雷射系統 • 感測器 • 開發系統 • 命令和控制 • 計畫 / 後勤 • 生物戰技 • 生物學 • 材料和裝置 • 數學 DARPA組織 國防部長 獲得、科技及後勤次長 獲得及科技副次長 國防研究及工程主任 彈道飛彈防禦機構 後勤及軍品戰備副次長 國防先進研究計畫署（DARPA） • DARPA主任由國防研究及工程 主任擔任 • 直接向國防部長負責 • 可向非直屬高階主官徵求策略構想 • 現有240人，其中140為專業人員。直接掌管約20~30億美金的預算，約佔國防預算的0.54%。

  22. DARPA策略的產生 • 基本挑戰焦點 • 辨識軍事科技問題 • 符合戰場需求 • 決定高風險的高投資 • 訂定構想和參與人員 • 決策程序 • 富彈性 • 組織小、扁平化、專家導向 • 由上而下定義問題，由下而上找出構想 • 問題式診斷計畫構想

  23. DARPA運作模式概要 國防部公告需求摘要，徵求計畫構想 2 1 三軍向DARPA提出需求清單 DARPA 3 產業界 研討會、各類佈告 • 學術界 • 聯邦資訊交換、教育管道與網站 • 研究計劃、相關支持 4 • 計畫階段與評估 • 以小産業投資計畫為例：分三階段實施 • 第一階段 (6 個月，上限 $100,000，可行性分析) • 第二階段 (2年，上限 $750,000，如評估可進入第三階段，本階段可增加 $250K，以產出原型) • 第三階段可由非小企業創新研究基金投入以發展產品 6 5 經評審後，和廠商分階段簽訂概念設計合約 對滿足軍種需求的系統，評審其初始設計 7 技術移轉 1.涉及各組織間之聯繫與協調問題。 2.部分技術(如新材料或者微晶片)，可能僅獲得其基本承包單位，何時須合併成為系統，其間無法確切決定。亦即由工業至基本承包單位和轉包間須密集合作。 3.一個大系統之發展，要求協調系統製訂正式需求，從而建立實際合約關係。 4.創新系統則可不受既定條約限制，而進行研發。

  24. DARPA計畫實例與成效 海軍計畫在小企業的投資作法 私有區段市場 3 帶入科技或產品 2 資金 $ 國防部和其他政府部門 小企業 4 帶入科技或產品 $ 海軍 SBIR 1 資金 海軍任務 5 帶入科技或產品 海軍計畫 大企業在無人戰鬥武裝旋翼機開發的實例 • 海軍和空軍向DARPA提出需求清單。 • 國防部公告需求摘要，徵求計畫構想。 • 經評審後，和廠商分階段簽訂概念設計合約。 • 對滿足海軍和空軍需求的系統，評審其初始設計。 洛·馬公司無人戰鬥武裝旋翼機概念設計 諾·格公司無人戰鬥武裝旋翼機概念設計

  25. DARPA機制的啟示 • DARPA在美國扮演科技規劃和管理的重要角色，除掌握國防科技優勢之外，另以科技發展來帶動國家經濟的發展。 • 結合產官學研各界能量投入先進科技研發，研發產品對產業和軍事應用發展相互獲益。 • 透過DARPA整合運作機制，規劃和管理相關計畫，較易契合軍種需求，和突顯研發成果。 • DARPA機制運作已具顯著研究成果，普遍受到各界的肯定，顯見研究計畫管理機制和組織的重要性，深值吾人思考。

  26. 研需指導與現行運作之關係與時程 計畫 設計 建軍構想 10~15年 DARPA 作需 研需指導 5年 兵力整建計畫 人力 預算 系分 研發計畫 預算 投綱 五年施政計畫 研發管考 工作計畫 年度施政計畫 兵力整建計畫I 第一年 第二年 第三年 第四年 第五年 研發指導I 第一年 第二年 第三年 第四年 第五年 兵力整建計畫II 第一年 第二年 第三年 第四年 第五年 研發指導II 第一年 第二年 第三年 第四年 第五年

  27. 法國 英國 美國 俄國 日本 以色列 應達之 標準 瑞典 中國 我國 新加坡 國防預算投資與關鍵技術競爭能力 4 3 2 1 0 軍事關鍵技術評分 • 圓圈大小：產出與需求比 0.1 1 10 台灣113億美元 相對我國之國防預算 資料來源： 1. 倪耿，國防科技選項與管理機制的推動建議，92年4月30日。 2. DoD, Military critical technology. 3. Stockholm International Peace Research Institute, Yearbook

  28. 關鍵技術與軍事作戰 • 「國防科技」與「國防自主」發展策略之密切關係，應植基於國軍未來「軍事作戰」需求，其重要目的之一在於「使國防科技植入於作戰系統中」。 • 就世界各主要國家國防科技產出與需求比，相對各國的國防預算於軍事關鍵技術之評分，比較美、英、日等科技大國，我國在軍事關鍵技術之得分，努力之空間仍大(若應達標準值為1，目前我國約為0.4之譜。

  29. 我國列入美國軍事關鍵技術項目 • 資訊系統技術(IST) • 核能技術(NST) • 生物技術(BLT) • 生物醫療技術(BMT) • 遞送方式技術(MDT) • 生物及化學系統技術 • (CBS) • 材料技術(MT) • 地面系統技術(GST) • 定位、航行與時間技術(PNTT) • 簽證控制技術(SCT) • 電子技術(ET) • 製造技術(MFT) • 雷射與光子技術(LOT) • 海軍系統技術(MST)

  30. 我國民間可能的軍事關鍵技術（MCT）能量

  31. 我國民間產業科研能量 業界研發中心 創 新 前 瞻 　前瞻創新發展 深層次 原創性IP 整合發展 獨立型創新前瞻計畫 學界研發中心 研發聯盟設立

  32. 業 界 研 發 中 心 國外企業在台設立研發中心 惠普、微軟、英代爾、新力等15家 國內企業研發中心 廣達、台積電、聯電、宏碁 友達、長興化工、鴻海等42家

  33. 獨 立 型 創 新 前 瞻 計 畫 工業技術研究院 通訊與光電、精密機械與微機電 材料與化工、生技與醫藥 及永續發展等五大技術領域 資訊工業策進會 示範性應用計畫等

  34. 學術機構研究團隊 學 界 研 發 中 心 台大、清大、交大、中山、中正 成大、中原、元智、政大等13校 薄膜研究發展中心、燃料電池等 22項研發中心 學研合設 交大/工研院、成大/工研院 政大/資策會等12項 聯合、微奈米技術、智慧資本等 14項研究中心

  35. 業界科專聯盟 研 發 聯 盟 合計有140家 其中中小企業有69家，大企業有71家 提供中小企業參與創新研發之管道 法人科專聯盟 奈米電子共同實驗室使用者聯盟 薄膜電晶體液晶顯示器前瞻研發聯盟 先進構裝技術聯盟、IA旗艦推動小組等 42個產業聯盟

  36. 中長期戰略規劃 概念設計含關鍵技術發展 展示確認 工程 發展 生產 部署 作戰與支援 日本 Logistics D. Tech. R & D Inst./Industry 南韓 新加坡 澳洲 英國 註：粉紅色為政府機構，水藍色為法人，黃色為民營機構 Korean I. Of D. Analyses Agency for Defense Development/Industry MINDEF/SAF DSTA( incl. DSO National Labs) Defence Acquisition Organization Major Five Industrial Co. Defence Procurement Agency DERA/Industry 各國軍備體系圖

  37. 國防科技產業國際化趨勢 • 世界先進國家自1990年開始，美、英、法、日、德、俄等國家的國防經費均呈下降趨勢，國防科技研究發展經費也多呈緩降趨勢；國家資源的投入主要以經濟發展為主，至於國防策略有逐漸朝向同盟互惠的趨勢發展，以降低資源的重複浪費，這是國防科技走向國際合作的主要原因。 • 成功的大型計畫案例有：北大西洋公約組織海雀飛彈、滾動氣架飛彈、北大西洋公約組織空中預警系統、聯合打擊戰機及中度擴張空中防衛系統(簡稱MEADS)，其中MEADS是九０年代典型的國際合作案例，一九九六年五月美、德、義達成協議由美國負責60%的成本、德國25%、義大利15%，預計2007年服役。

  38. 面臨的問題 國防工業具有能兼顧高科技及傳統產業發展、本土性及不易外移、可創造高附加價值產業等三大特性，各國莫不積極推動國防工業發展，以帶動經濟發展。 長期以來，我國國防產業政策以軍備實現為核心，且以武器系統裝備的獲得為最主要之重點政策，國防投資與民間產業關聯性低，民生產業與國防產業幾乎相互獨立發展，忽略國家整體發展的系統觀。

  39. 戰略規劃 建軍規劃 武器籌獲 指導 指導 支持 支持 密 切 結 合 完 善 規 劃 未來展望 國防科技 未來在「全民國防」的理念下，必須透過國防科技的持續發展與支持，以前瞻、正確的建軍方向，整建堅實的國防武力，以有效達成國家的軍事戰略目標，確保國家安全。

  40. 未來國防科技發展之走向-整體科研資源整合與分工未來國防科技發展之走向-整體科研資源整合與分工 民間產業(含國防工業) 產品製造 與服務 國防研究機構 系統開發 （設計、整合、驗證） D 先進技術 開發 應用研究 其他研究單位 R 基礎研究 大學、研究院所 民用 軍民通用 軍用

  41. 未來國防科技發展之走向-軍民通用科技 國防科技與民間科技的轉化 Spin-off：提升產業技術及競爭力 •整合互補國防與民間科技 •運用 Spin-off與 Spin- on機制，兼顧國防與民 生產業。 •全民國防、國防自主。 國防科技 民間科技 (任務導向、高品質、重系統 整合) (反應快、成本 低、產品生命 週期短) Spin-on：提升效率、降低成本

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