工業教育學系
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系所簡介
中華民國政府遷台後，鑑於當時尚無正式之工業職業師資培育機構，乃在美國國際合作總署之資助下，於民國42年由當時的台灣省立師範學院（國立台灣師範大學前身）設立工業教育學系，從事培育工業職業學校師資及中等學校工藝教師之工作，為台灣第一所正式之技職教育師資培育機構。
民國65年8月，本系成立研究所碩士班；民國81年8月，成立博士班，為我國第一所成立之工業教育博士班，不僅為本系發展之重要里程碑，亦是我國工業教育發展之大事紀。
本系培育多元工業教育師資，為求學術專業發展與研究精進，本系各組陸續獨立發展成專業系所。工技組於民國71年獨立成立工藝學系，民國85年圖文傳播組成立圖文傳播學系。民國91年本系機械組機械、鑄造、製圖、板金等四個專長轉型成立機電科技研究所，並於93年更名為機電科技學系。民國93年電機電子組成立應用電子科技研究所，並於96年成立應用電子科技學系。
本系目前設有學士班，培育技術型高中之動力機械群與電機與電子群師資；碩士班設有技職教育、能源應用、車輛技術及科技應用管理四個教學分組；博士班以提供技職教育組課程為主；在職專班著重於培養技職教育行政及科技管理應用專才。
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Item 以網路爬蟲技術探勘影響社區接受充電樁之關鍵要素(2024) 陳諠慧; Chen, Hsuan-Hui為響應淨零碳排目標，電動車普及，充電樁之設置日益增加。然而，充電樁具用電安全與火災等潛在風險，且於社區安裝供電設備須符合相關規範，問題複雜，而社區居民往往缺乏對充電樁可能造成的風險認知及自我保護意識薄弱。唯探討影響社區接受充電樁之相關研究為極為有限，但此議題非常重要。為填補此研究缺口，本論文導入網路資料探勘、結構方程模型與多準則決策分析架構，導入保護行動決策模型（Protection Action Decision Model，PADM）與捷思式-系統性資訊處理模型（Heuristic-systematic Information Processing Model，HSM），推衍影響社區接受充電樁之關鍵要素。本研究首先探勘與社區充電樁風險相關之百度網頁，並以基於隱含狄利克雷分布（Latent Dirichlet Allocation，LDA）之主題分析模型（Topic Modeling），探勘網頁中蘊含之主題。其次，以階層式集群分析法（Hierarchical Cluster Analysis）將主題分群後，將各群之主題導入保護行動決策模型與捷思式-系統性資訊處理模型之構面，並以偏最小平方結構方程模型（Partial Least Squares Structural Equation Modeling，PLS-SEM）驗證其路徑之顯著與否。最後，本研究收集專家意見，以基於決策實驗室法之網路流程（DEMATEL based Analytic Network Process，DANP）推導初始影響矩陣，並得出每一主題之權重後，比較網路資料探勘與專家意見之差異，本研究以網站爬取之資料實證研究本分析架構之可行性，以PLS-SEM研究之結果顯示，「風險認知」與社區接受充電樁的關聯性最高，而依據DANP彙整專家意見推衍之結果，除「風險認知」之外，「行為意圖」亦為影響社區接受充電樁之關鍵要素。比較兩者結果顯示，「風險認知」及「行為意圖」構面中充電樁是否符合國家標準、公共充電樁存在風險、及充電樁設施之安全性，對於社區接受充電樁，有較高的影響程度。本研究結果除可作為瞭解社區安裝充電樁之風險外，也可提供未來充電樁安裝風險評估之參考。此外，經完整驗證之分析架構，亦可供企業及政府擬定因應充電樁風險策略之依據。Item 以主路徑分析與多準則決策分析法探勘第三代半導體專利(2023) 黃柏翰; Huang, Po-Han寬能隙 (Wide-Bandgap, WBG) 半導體也稱為第三代半導體 (Third-Generation Semiconductor)，近年來於工業4.0、電動車、5G行動通訊與可再生能源等高科技領域發揮重要且不可替代的作用。目前，第三代半導體技術仍然快速發展，但主流技術尚不成熟。因此，了解過去與目前技術發展及佈局狀況非常重要，可作為專利探勘 (Patent Mining) 的結果，可為未來廠商與學術、研究單位開發新產品提供寶貴的資訊，但少有相關研究發表。為解決本問題，本論文擬提出一種新型分析架構，整合主路徑分析、多準則決策分析(Multi-Criteria Decision Making，MCDM)與多目標決策分析法 (Multi-Objective Decision Making，MODM) ，分析由美國專利商標局 (United States Patent and Trademark Office，USPTO) 專利資料庫探勘之第三代半導體專利。首先，本研究使用美國專利商標局 (USPTO) 資料庫探勘所得之61,029項第三代半導體專利，使用最長路徑分析 (Longest Path Analysis)，獲得由24項專利組成的最長主路徑，並透過搜尋路徑數 (Search Path Count，SPC) 主路徑分析，得出由26項專利建構而成的四條主路徑，並將所有專利引用結果導入決策實驗室分析法 (Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL) 之初始影響矩陣，並利用基於決策實驗室之網路流程法 (DEMATEL based Analytic Network Process，DANP)， 計算出各專利之間的相互影響權重，並推導影響程度最高之專利與其影響關係。本研究選取以最長路徑所得之源點 (source node)，影響程度最高之專利、搜尋路徑數法所得，四條主路徑上的26項專利技術、與使用影響關係圖 (Influential Relationship Map，IRM) 所得，影響權重最高之專利所對應之技術，為個案公司之研發能力集合 (Competence Set)，並由模糊能力集合擴展法，求得最小生成樹 (Minimum Spanning Tree)。最後，經確認適合發展時程後，可發展為第三代半導體的技術路徑圖。本研究所發展之分析架構，可作為未來各研究機構與科技公司探勘專利、定義技術路徑圖之用，所得第三代半導體專利探勘之結果，亦可作為未來發展第三代半導體技術之依據。Item 以專利挖掘、隨機森林與多屬性決策分析探勘自駕車技術(2022) 陳原本; CHEN, Yuan-Pen汽車產業將迎來具有顛覆性的變革，其中自動駕駛為主要趨勢。專利揭露新型技術之細節，為探索自動駕駛的技術發展，專利挖掘為最有效的方式。雖然多有學者專家探勘各種專利，但少有研究探索專利技術之影響關係，自駕車技術彼此之影響關係更少。因此，本文研究擬定義挖掘自駕車專利之分析架構，跨越此論文之缺口。首先，本研究依據美國專利資料庫中挖掘之自駕車專利，使用隱含狄利克雷分佈（Latent Dirichlet allocation，LDA）探勘主題，其次，對每一專利，導入隨機森林（Random Forest，RF）演算法，計算每一專利主題對應於其他主題的特徵重要性，之後，將特徵重要矩陣導入決策實驗室分析法（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL），作為初始影響矩陣。最後，以基於決策實驗室之網路流程法（DEMATEL based Analytic Network Process，DANP）推衍每一主題之權重。為探勘自駕車技術，本研究首先自美國專利局下載 26249 件與自駕車相關的專利，並以 LDA 法擷取 30 個主題後，透過群落分析，歸納九大類自動駕駛技術，並由隨機森林與 DANP 法，得知車輛控制系統為影響自動駕駛技術的最關鍵因素，其次為機器視覺與無線通訊，而道路與車輛安全是自駕車技術的基本要求。本分析結果能用來作為未來自駕車公司發展核心能耐的基礎。本研究透過驗證完善之分析架構，能成為傳統汽車公司或科技公司挖掘專利，訂定研發策略之依據。Item 以基於多準則決策之情境分析推衍消費者使用元宇宙銀行服務之意圖及銀行服務發展策略(2023) 張家治; Chang, Chia-Chih元宇宙為一後現實世界，透過多使用者環境，整合現實與虛擬環境之新型資訊科技。元宇宙技術於2021年由臉書推出後，大型銀行爭相投入資源，發展跨境支付、外匯交易、虛擬貨幣交易等元宇宙金融服務，並整合於現有服務系統，強化與消費者之互動，創造價值。銀行服務於金融體系中至為重要，唯學界與業界對於元宇宙銀行服務的研究甚少。為跨越研究缺口，本研究擬發展基於多準則決策之情境分析，推衍消費者使用元宇宙銀行服務之意圖，與銀行服務發展策略。為了探討元宇宙銀行技術之發展情境與影響消費者使用元宇宙銀行之關鍵要素與彼此間之影響關係，本研究導入整合環境分析架構（Political、Economic、Social、Technological、Environmental、Legal，PESTEL），發展未來十年元宇宙技術之發展情境，並導入整合科技接受模型（Unified Theory of Acceptance and Use of Technology，UTAUT）以及感知風險理論（Perceived Risk Theory）之分析架構，推衍各可能情境下，影響消費者使用元宇宙銀行服務意願之關鍵要素。本研究以PESTEL六個構面為驅動力量，由專家以修正式德菲法 （Modified Delphi Method）確認所導入構面與準則適合性，以基於決策實驗室分析法之網路流程法（DEMATEL-based Analytic Network Process，DANP）定義PESTEL構面與準則間的影響關係與權重，以折衷排序法（VIseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje，VIKOR）選擇最重要的情境軸，以最重要情境軸組成八種情境，並且以VIKOR選擇之。最後，以整合科技接受模型（Unified Theory of Acceptance and Use of Technology，UTAUT）以及感知風險理論（Perceived Risk Theory，PRT）之分析架構為基礎，以DANP法推衍各可能情境下，影響消費者使用元宇宙銀行服務意願之關鍵要素及對應之最適行銷策略。依據研究結果，在「經濟發展好、科技進步、且法律完善」之情境下，服務定位為影響消費者使用元宇宙銀行之主要因素，建構金融生態圈為銀行主要發展策略；在「經濟發展好、科技進步但法律不完善」之情境下，機會創造為影響消費者使用之主要因素，數位人才培育為銀行主要發展策略；在「經濟發展差、科技進步且法律完善」之情境下，機會創造為影響消費者使用元宇宙銀行之主要因素，而建構金融生態圈為銀行主要發展策略；最後，在「經濟發展好且法律完善，但科技進步不如預期」之情境下，最適化服務為影響消費者使用之主要因素，留住現有客戶為銀行主要發展策略。本研究架構可作為政府機關、研究機構與公司預測未來發展情境、與消費接受新型服務之用，研究結果亦可作為銀行訂定元宇宙服務策略之用。Item 以基於決策實驗室分析法之網路流程預測汰役電池發展之情境分析與應用(2023) 陳柏年; Chen, Po-Nien汰役電池為「汽車應用壽命」已盡，但仍具有約七成至八成剩餘容量的電池。近年來，隨著電動車日漸普及，汰役電池之數量日增。由於全球主要國家或經濟體積極推動循環經濟與永續發展，因此，汰役電池應用之預測與產業發展至關重要。雖然如此，相關研究甚少，為跨越研究缺口，本研究擬預測汰役電池產業未來之發展情境，並且前瞻各情境下之應用。為達成此目標，本研究首先邀集專家，以修正式德菲法確認宏觀環境分析法 (Political, Economic, Social, Technological; Environmental and Legal，PESTEL)之中，各個構面作為情境驅動軸之適用性，其次，使用決策實驗室分析法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL)，建構構面和準則間的影響關係，並以基於決策實驗室分析法之網路流程(DEMATEL-based Analytic Network Process，DANP)，推衍每個構面和準則的影響關係權重後，選出三個未來情境最重要的驅動軸之後，以每個驅動軸的正向和反向驅動力，組合八種情境，最後，導入最佳化妥協解法(VIseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje，VIKOR)，選擇未來五年我國汰役電池產業發展最適合的三種最佳情境。為選擇各情境之下，汰役電池最適合的應用，第二階段研究首先將確認十二種汰役電池的應用方案，再邀集專家，以第一階段宏觀環境分析法之構面與準則，導入最佳化妥協解法，評估三種情境下之最適應用方案。依據實證研究結果，主要情境驅動軸為技術、法規與經濟，最可能的情境有三，於技術好、法規支持及經濟成長之情境中，最適合的應用為風力發電、太陽能發電、與工廠儲能；技術好、法規不支持及經濟成長之情境中，最適合的應用為太陽能發電，其餘應用與情境一相同；而於技術好、法規支持及經濟衰退之第三種情境中，最適合的應用為工廠儲能、風力發電與行動儲能裝置。本研究之結果，可作為政府訂定政策，或相關產業發展汰役電池之用。Item 基於通訊網路之遠距醫療情境分析(2023) 魏大鈞; Wei, Da-Chun近年來，由於行動通訊技術的蓬勃發展，無線通訊技術與網路已可以有效支援遠距離資料與影像之傳輸，而新冠肺炎的爆發，更加速行動通訊應用的擴散，其中遠距醫療為最主要的代表應用之一。遠距醫療採用新式代行動通訊技術，進行醫療資訊的傳輸與接收，能夠有效降低病人就醫不便的問題，醫師也能利用遠距醫療，依據病患的敘述與影像快速診斷下達醫矚或進行遠距監測病患狀況。雖然遠距醫療已經成為新趨勢，但遠距醫療未來之應用，少有學者探討，但對於學界、業界而言，相關議題極為重要。為跨越研究缺口，本研究採用宏觀環境分析法Political, Economic, Social, Technological, Environmental, and Legal (PESTEL)，建構多準則決策分析模型，建構未來遠距醫療發展之情境與各情境之應用。本研究經彙整專家意見後，使用決策實驗室分析法Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory (DEMATEL) 與基於決策實驗室之網路流程DEMATEL-based analytic network process (DANP) 推衍發展情境最重要的三種驅動力量，並由DANP搭配多準則折衷評估方法VIekriterijumsko KOmpromisno Rangiranje (VIKOR) 在三種驅動力量所形成之八種情境組合中，推衍選取出四項遠距醫療未來五年最可能的情境。再次彙整專家意見使用DANP搭配VIKOR在四種最可能發展情境下從八種遠距醫療應用中推衍出該情境下最適合的三項應用。依據實證研究結果，未來遠距醫療發展之四種情境中，情境一由經濟、社會、與環境等三種正向驅動力所建構，最重要的應用是遠距手術，次之是遠距醫療監測，情境二由經濟與社會兩種正向驅動力搭配環境負向驅動力所建構，最重要的應用是遠距手術，次之是遠距緊急救護系統，情境三由經濟與環境兩種正向驅動力搭配社會負向驅動力所建構，最重要的應用是遠距醫療監測，次之是遠距緊急救護系統，情境四由社會與環境兩種正向驅動力搭配經濟負向驅動力所建構，最重要的應用是遠距醫療監測，次之是遠距緊急救護系統。本研究以學界、業界專家推衍遠距醫療未來最可能之發展情境與應用，可為創新醫療器材領域之後進所用，能使業者大幅降低研發成本及失敗風險，更準確抓住未來新藍海以及發展趨勢。而發展之多準則情境分析架構，可作為其他領域企業預測未來之用。Item 以專利探勘、主路徑分析、模糊背包問題與模糊能力集合擴展定義閘極全環場效電晶體之技術路徑圖(2021) 郭盈廷; Kuo, Ying-Ting近年來，全球主要半導體廠極力研發次世代技術，以求突破製程微縮之極限，並進而強化核心競爭力。閘極全環場效電晶體 (Gate-All-Around Field-Effect Transistor, GAAFET)為新型半導體元件，除了能改善傳統元件低效能與高功率之缺陷外，更為延長摩爾定律的重要關鍵。由於閘極全環場效電晶體主要應用於邏輯製程，對晶圓代工之領導廠商而言，佈局次世代奈米製程閘極全環場效電晶體之專利，亟為重要。惟業界與學界少有閘極全環場效電晶體相關之專利分析。因此，本研究擬訂定一分析架構，探勘並佈局專利。首先，本研究定義所欲探勘之專利關鍵字，並檢索美國專利商標局 (United States Patent and Trademark Office, USPTO)之專利資料庫，其次，運用主路徑分析法 (Main Path Analysis, MPA)找出閘極全環場效電晶體的關鍵主要路徑軌跡，再藉由決策實驗室分析法 (Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL) 及實驗室決策網路流程分析法 (DEMATEL based Analytic Network Process，DANP)探討專利之間的影響關係和權重。最後，以模糊背包問題(Fuzzy Knapsack Problem, FKP)演算法計算權重，選取最重要之技術，再透過模糊能力集合擴展法 (Fuzzy Competence Set Expansion)，訂定技術路徑圖。依據實證研究之結果，本研究求得最佳的專利組合共包括12 項專利技術，不僅作為瞭解新世代半導體元件發展脈絡之基礎之外，也可作為後進廠商佈局專利之依據。此外，所發展之技術探勘架構，也可用於探索其他領域技術與佈局專利之用。Item 以多準則決策法、技術探勘、主路徑分析、模糊背包問題及模糊能力集合擴展佈局半導體奈米線場效電晶體專利(2021) 王亮傑; Wang, Liang Chieh自二十世紀中葉以來，半導體科技持續進步，領導廠商持續發展新製 程與元件，以製造更微小、更有效率的晶片。然而面臨物理極限，半導體 元件的微縮技術，已面臨瓶頸，在不久的將來，摩爾定律即將發展至盡頭。 為了延展莫爾定律，奈米線成為最有潛力之元件。奈米線為一維結構的材 料，其特性為長寬比大、電阻低。應用奈米線技術於場效電晶體中，可以 減少功率損失、提升元件效能、微縮尺寸，為延長摩爾定律的重要元件之 一。因此，半導體廠商紛紛研發技術，並且申請專利，以鞏固其競爭優勢。 顯然，奈米線場效電晶體(Nanowire Field-Effect Transistor, NWFET)技術與 專利為半導體廠商之重要無形資產，然而較少研究著墨於奈米線場效電晶 體的專利佈局。因此，本研究擬探討奈米線場效電晶體之專利，跨越此研究缺口。首先，本研究擬確認專利範圍，並透過探勘美國專利商標局(United States Patent and Trademark Office, USPTO)之專利資料庫，擷取相關專利， 其次，利用主路徑分析法(main path analysis)探索奈米線場效電晶體之專利， 建構引用網路中之主要路徑及專利。接著透過決策實驗室分析法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)及基於決策實驗室分析 法之網路流程(DEMATEL based Analytic Network Process, DANP)，找出個 別專利間的影響關係和權重值。最後應用模糊背包問題(Fuzzy Knapsack Problem, FKP)演算法推演 25 項關鍵技術後，藉由能力集合擴展(Fuzzy Competence Set Expansion)法，規劃技術開發路徑圖。藉由以上方法，可了 解奈米線技術專利發展過程中的重要技術，並可作為後進廠商佈局專利， 發展研發策略之依據，本研究之實證成果，可作為後進晶圓代工廠商佈局 未來專利之依據，所發展之研究方法，也可為其他產業所用。Item 以專利佈局與基於量子基因演算法之能力集合擴展定義醫療器材之研發策略—以超音波為例(2021) 楊禮瑋; Yang, Li-Wei近年來，由於醫學工程及科技月異，且競爭激烈，醫療器材廠商必須不斷發掘商機，以追求持續成長，永續經營。由於全球市場對於醫療器材的需求日增，醫療器材市場前景可期。對醫材廠商而言，如何佈局專利，打造競爭優勢，並且規避競爭者可能之訴訟，為當前要務，唯少有廠商、學者針對相關議題進行深入研究。因此，本研究擬定義一新型專利分析之架構，首先，將先分析技術範圍，並檢索美國專利商標局(USPTO)資料庫，搜尋前案。並藉由檢索之結果，定義技術—功效矩陣。其後，並導入主成份分析法，歸納適合後進廠商佈局技術與應用之準則，並導入基於決策實驗室分析法(Decision Making Trail and Evaluation Laboratory, DEMATEL)之分析網路流程(DEMATEL based ANP)，整合修正折衷排序法(Modified VlseKriterijumska Optimizacija I Kompromisno Resenje，Medodified VIKOR)選擇佈局的技術。最後，同時導入模糊多目標決策分析法(Fuzzy MultipleObjective Decision Making，FMODM)與量子基因演算法尋找，技術間擴展的最短路徑。透過上述能力集合擴展流程得出之結果，可以做為縮減能力缺口的成本與能力集合擴展之技術短路徑圖。本研究將以醫療影像裝置之醫療超音波為例，實證本分析架構之有效性，所得之技術路徑圖，將可作為後進醫療器材廠商佈局專利與訂定研發策之用，亦可作為其他產業佈局專利與訂定研發策略之用。Item 以基於專利探勘與佈局之模糊能力集合擴展規劃定義磁浮離心式壓縮機研發策略(2020) 林晏竹; Lin, Yen-Chu近年來，全球暖化日益嚴重，節能減碳意識抬頭，廠商積極導入節能科技於傳統家電之中。傳統冷氣為家電產品中，耗能最為嚴重之電器產品，而壓縮機更為冷氣中消耗能源最嚴重之設備。如何導入新興科技，節約能源，為當前最重要的議題。磁浮離心式壓縮機為最新壓縮機技術，由於其磁浮軸承之技術能克服傳統軸承、齒輪傳動與系統冷凍油交換所造成之能源損失，節能效率較現有壓縮機技術提昇百分之二十至三十，而壓縮機體 亦能縮小為傳統壓縮機之四分之一以下，為當前冷凍空調科技最關鍵技術，布局相關專利以提昇競爭力，為後進冷凍空調廠商最重要之專利策略，但相關研究卻付之闕如。因此，研究擬進行專利分析與布局，並進而定義研發策略。為進行專利佈局，本研究首先分析技術範圍，檢索美國專利商標局(USTPO)，並以檢索結果定義功能—功效矩陣。本研究並將進一步以主成份分析，歸納適合後進廠商選擇佈局技術之準則，並進而以混合多準則決策分析法，導入決策實驗室分析法(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory，DEMATEL)之分析網路流程(DEMATEL based Analytic Network Process，DANP)整合修正式VIKOR法 (DANP-mV，DEMATEL-based ANP with modified VIKOR model)方法來評估佈局之技術。最後，以能力集合擴展為基礎之多目標決策(FMODM)分析法定義技術路徑圖。本研 究將以我國某冷氣廠商為例，實證本分析架構之有效性。本研究所發展之研究架構，將可作為全球廠商專利佈局與研發策略定義之用，定訂之研發策略，亦可作為冷氣產業後進廠商發展磁浮離心式壓縮機之依據。