Transcript 第三波軍事科技 94 進階研習 報告人： 龍華科技大學李守誠

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
1
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
2
前 言
前瞻研發機制
國防科技
國防產業鏈結
系統整合之國防產業
3
遷台後我國國防科技與其環境之演進
民國
國防科技重心
國內工業基礎
40~48年
*
以「傳統型」軍火之
國防科技為主。
國內工業剛萌芽，國
防工廠技術領先工業
技術。
50~70
年代*
國家資源大力投入
國內工業產能大幅躍
先進武器系統之開發。昇。
系統技術與某些關 產業技術以中等層次
鍵技術為研發重心。 的製程加工技術為主
。
中科院、工研院分別在國防科技與
電子科技方面，各有卓越之表現。
強人主導科技發展，方向鮮明。
民間企業甚少投入R&D。
80年代*
先進武器系統外購
管道重開；外購成為
國防軍備獲得的分配
重心。
除了無法外購的電
戰系統外，國防科技
重點方向不十分明朗
。
民間企業投資於R&D支出，在某些
高競爭力產業已超越政府之相對投
入。
政府科技計劃之先導性漸弱，研究
機構角色與使命待重新定位。
市場結構民主開放，強人主導政策
不再存在，政策機能模糊不清。
產業技術邁向高科技
化、精密化。
產業投資規模大型化
。
企業競爭全球化。
相關政策與組織
4
我國科技體系架構圖
5
我國國防科技推廣督導機制
行政院
民 間 委 員
6人
官 方 委 員
國防科技發展
推行委員會
16人
（委員共22人)
學研界3人
業界3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
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）
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
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
6
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
7
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
概念探索
分 類
科 技
概念探索
關鍵組件
系統發展
關鍵技術
發展
審查
概念與技術發展
目 的
掌握技術契機
定義,回應需求
掌握風險項目
武器裝備實現
系統整合
前瞻時間
15-20+年
5-15年
5-10年
2-10年
預算配當/代碼
5-10% /6.1,6.2
5- 8% /6.3b
8-12% /6.3a
～80% /6.4-7
系統展示 少量初期生產 量產
與部署
審查
系統發展與展示
審查
生產與部署
作戰與支援
8
潛艦120億的規劃費
美軍科技(S&T)與武獲流程之連結
A
A
概念探討
B
B
部署
審查
審查
概念與技術發展
審查
系統發展與展示
生產與部署
(2)
(3)
(2)
作戰需求與研
發目標
IOC
系統展示 少量初期生產 量產與
分項先進發展 系統整合
(1)
C
系統
(3)
作戰
與
支援
(4)
MDA
決策
科技
監督小組
監督小組
先進技術發
展(6.3)
技術基礎
(6.1/6.2)
‧基礎研究
‧應用研究
‧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
停止
停止
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
9
美軍2000年版武獲流程
A
B
概念探討
分項先進發展 系統整合
審查
概念與技術發展







C
系統展示 少量初期
生產
審查
系統發展與展示
量產與部署
審查
作戰與支援
生產與部署
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。
10
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
11
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。
12
武獲流程：由科技至產品部署
13
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
14
美軍Research, Development, Test &
Evaluation (RDT&E)階層分類
研發
分類
預算
代號
6.1
1
基礎研究
6.2
2
應用研究
6.3a
3
先進技術
發展
6.3b
4
6.4
5
6.5
6
7
研發工作類別
展示確認
工程與製
造發展
研發測評
管理支援
作戰系統
發展
研發工作內容
國軍分類說明
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。
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。
各所國防專技，例如基礎
材料研究。
非特定系統之發展工作
(例如先進彈頭關鍵技術
研究)
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。
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。
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。
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。
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。
針對特定系統之發展工作
(例如劍二A關鍵技術研發)
雛型裝備研製(例如劍二A
系統先期發展)
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)
例如九鵬測試場裝備整建
15
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
16
 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。
17
 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。
18
 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。
19
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。
20
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
後勤及軍品
戰備副次長
彈道飛彈
防禦機構
國防先進研究
計畫署
（DARPA）
資料開發
戰略科技
特殊計畫
高等技術
資訊警覺
防禦科學
資訊處理技術
系統技術
感測器
開發系統
命令和控制
計畫 / 後勤
太空、陸用
無人系統
太空操作
雷射系統
生化系統
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
生物戰技
生物學
材料和裝置
數學
認知系統
計算性認知
代表和推論
學習
自然溝通
電子學
光電子學
微機電
組合微系統
地下設備
太空感測器
導航
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%。
21
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
22
DARPA運作模式概要
三軍向
DARPA提出
需求清單
2
1
3
產業界
研討會、各類佈告
國防部公告需
求摘要，徵求
計畫構想
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
5
經評審後，和廠商分
階段簽訂概念設計合
約
7
6
對滿足軍種需求的系
統，評審其初始設計
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。
23
4.創新系統則可不受既定條約限制，而進行研發。
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
$
國防部和
其他政府部門
小企業
$
海軍計畫
海
軍
SBI
R
海軍任務
5 帶入科技或產品
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。
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
 對滿足海軍和空軍需求的系
統，評審其初始設計。 24
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。
25
研需指導與現行運作之關係與時程
DARPA
設計
10~15
年
建軍構想
5年
兵力整建計畫
作需
研需指導
人
力
預
算
系分
研發計畫
研發管考
兵力整建計畫I
預算
五年施政計畫
投綱
年度施政計畫
工作計畫
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
計畫
第一年 第二年 第三年 第四年 第五年
26
國防預算投資與關鍵技術競爭能力
4
圓圈大小：產出與需求比
軍
事 3
關
鍵
技
術 2
評
分
法國
俄國
以色列
瑞典
英國
美國
日本
應達之
標準
中國
1
我國
新加坡
0
0.1
1
台灣113億美元
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
10
相對我國之國防預算
27
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。
28
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)
29
我國民間可能的軍事關鍵技術（MCT）能量
項目
航空系統
總點 美國 日本 中國 我國 南韓
12
12
7
5
我國民間能量
○
武器及高能材料
24
24
12
13
6
6
○
化學及生物系統
8
8
8
6
4
3
○
導能及動能系統
8
8
3
3
通訊電子
24
24
22
10
地面系統
8
8
8
導航及車輛控制
12
12
8
6
資訊系統
44
44
37
13
資訊戰
16
16
8
1
製造及組裝技術
24
24
○
6
◎
6
○
3
21
14
2
○
5
◎
8
○
○
9
材料
24
24
22
16
10
海事系統
12
12
11
2
1
核子系統
12
12
12
11
10
動力系統
12
12
9
8
感測器及雷射
40
37.5
25.5
19
跡訊控制(按跡訊種類)
28
28
21
16
○
11
○
10
●
3
●
●
8
7
●
30
我國民間產業科研能量
業界研發中心
創
新
前
瞻
前
創
瞻
新
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
發
展
研發聯盟設立
31
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
32
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
33
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
34
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
35
各國軍備體系圖
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
Korean I. Of D.
Analyses
Agency for Defense Development/Industry
MINDEF/SAF
DSTA( incl. DSO National Labs)
澳洲
Defence Acquisition
Organization
Major Five Industrial Co.
英國
Defence Procurement
Agency
DERA/Industry
新加坡
註：粉紅色為政府機構，水藍色為法人，黃色為民營機構
36
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。
37
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。
38
未來展望
戰略
規劃
指導
支持
建軍
規劃
指導
支持
武器
籌獲
國防科技
密 切 結 合
完 善 規 劃
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。
39
未來國防科技發展之走向
-整體科研資源整合與分工
產品製造
與服務
民間產業(含國防工業)
系統開發
（設計、整合、驗證）
國防研究機構
民用
先進技術
開發
其他研究單位
應用研究
大學、研究院所
基礎研究
軍民通用
D
R
軍用
40
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。
國防科技
(任務導向、
高品質、重系
統 整合)
民間科技
(反應快、成本
低、產品生命
週期短)
•全民國防、國防自主。
Spin-on：提升效率、降低成本
41