系統工程
系統工程是聚焦在設計一個複雜但有效率的實體性整體系統，目的是適當的定義系統零組件的複雜運轉方式，以及操作者與系統間的相互作用的特點，最終使系統成為一產品達到目的，例如機器人技術、自動車駕駛系統。一般能夠想像到或看到的的系統，屬於整合完成的系統，舉例：車就是一個系統，如何兼顧安全、省油又是獨立系統。系統其實是站在一個比較高的角度，因為系統以下還會包含小（次）系統，但是每個小（次）系統又可以自成為一個完整系統，以車用安全系統為例，包含演算法跟感測器，整合起來就是一套完整系統。
系統工程以「自動化領域」為常見的應用領域，所牽涉到的產業為「智慧機械」，如何設計無人工廠就是一個很大的智慧自動化應用，底下蘊含許多次系統例如自動物流和自動化工作機器人。也因為有許多自動化設備，因此需要智慧化達到良好的溝通協調，機器才不會互相衝突。系統工程本身是一個跨領域的學科，強調以數學模型來描述系統行為，同時又和工程管理、資訊安全、科技法律、人機互動與科技倫理…等多相關領域相互緊密結合。
以交通大學為例，系統工程隸屬電機系，其中課程多開設在電控工程研究所， 自動化跟控制有比較大的關聯， 因此在電控所發展許多跟系統工程有關的研究，例如智慧型機器人、自動車與人工智慧的應用。
培育系統工程創新人才的挑戰
我們身處科技演進與產業升級最快速的世代，今日的教育是未來保有競爭力讓國家持續發展的重要關鍵，吳炳飛教授一直身體力行的研究帶領教學的理念，就是「教不在巧，有心則靈；研不在深，有用才靈。」炳飛老師說明，智慧型產業發展迅速，學校不能一直給予一成不變的教學內容，必須要跟外界有所連結。教授的研究需要跟社會和產業做連結，再將具體的研究成果轉化到教學內容，因此教材的更新必須依靠關注產業內容和研究發展。因為產業的變化實在太快，如果老師還是執著於教導當初拿博士學位的學問，可能有跟社會脫節的疑慮。
台灣正在努力創新轉化，學生是否達到產業跟國際的要求即可？炳飛老師說明，系統工程其實是問題解決的方式，問題有千千百百種，不一定要追趕國際潮流，反而是你找的這條路有沒有創新的想法，何謂創新的就是不一定要第一但一定要是唯一。人才培育跟國家政策發展有很大的關係，我們要認清一個事實就是台灣不是一個大國， 台灣也沒有豐富的資源，系統工程應用的範圍很廣，前期政府提出MG+4C，目前政府提出5+2產業，還是要思考如何尋求一個適合台灣達到單點突破的議題， 要有一個亮點不能太過分散。
系統工程創新教學實例
交大電控所的目標是在2025年做到自動駕駛等級四（有方向盤的自駕車）的次系統零組件，因為台灣的用路環境較為複雜，所製作出自駕車相關系統會有很大的應用空間。炳飛老師的「控制系統設計」課程和擔任助教的梁家維博士生，說明如何培養學生創新與實作能力。控制系統設計主要是學習馬達控制， 過去的教學方式就是研讀教科書、考試、做報告。其實學控制的目的就是「穩」， 因此課程提出一個具有挑戰性的創意競賽「雙輪平衡自走車」，學生除了要靠自己完成一台雙輪自走車，還要完成平衡的考驗，例如在車上放置一個物品，學生必須要想辦法讓車走完路線同時物品也不能掉落，競賽的元素則是提高趣味性提升實作的動機。家維補充在專題導向式學習的過程中， 學生時時刻刻都在思考，該怎麼做才能符合要求，也因為競賽激發求勝的企圖心，讓學生由被動轉向主動學習，就會運用之前所學或主動搜尋文獻。舉例來說，分數就是競賽獎品，我們設計一個雙輪車拔河競賽，獲勝的小組就能拿到該局的分數，分數會成為期末成績的加分。這種教學設計建立了與老師、助教、同學三方互動的學習模式，學生所想的致勝方程式就能寫成演算法，課程則負責提供豐富的教學、技術、零件資源，就能產生良好的學習效果，有效培養學生的創意和實作能力。
系統工程對智慧科技產業的展望
物聯網的概念正火紅，物聯網的簡單意義在要讓物體彼此要能溝通和操控，也因為雲端網路發展，除了硬體自身資訊運算外還要利用雲端網路運算。資通訊科技產業的目標不只是這些技術的發展，更重要的是結合其他產業，最終形成涵蓋各行各業的智慧型產業。炳飛老師說到系統工程在智慧型產業的機會，應該著重在「創新應用服務」上，應用型產業必須要考慮市場規模的「量」，因此不能忽視國際市場。台灣具備素質良好的人才，政府也在釋放可應用的數據，因此需要建立一個舞台提供實現的機會。系統工程是一項整合的應用，因此要考慮好所有的子系統， 再藉由系統工程的整合做出應用服務，否則現在聽到的智慧型產業或人工智慧都只是其中一項技術。 物聯網其實是連結所有的系統元件， 元件一定要跟子系統連結，子系統藉由系統做整合。
系統工程其中一項關鍵是人工智慧技術。nvidia過去是一個製造繪圖處理器公司，但現在卻有機會成為人工智慧的龍頭，就是因為GPU是以平行處理方式進行圖形運算，人工智慧中的深度學習適合以平行處理方式來運算龐大資料的運算。特斯拉（Tesla）的演算法是自家發明，但也都是藉由nvidia提供的硬體平台實現，才能實現自動駕駛功能。GPU硬體的發展一定趕不上應用的需求，但我們同樣要注意發展一個成熟的智慧型產業需要一定時間，像馬克斯宣傳自動車駕駛系統和福特要在2021年實現自動駕駛都被批評太過浮誇，或出現不斷發生集資的智慧型產品不符合之前預告或沒有如期問市。人對科技的好奇是無止盡的，我們能很快速的發想未來環境，包含智慧家庭、智慧醫療、自動車駕駛、智慧型產業…等五花八門的想法隨處可見，除了探索未來的美好外，理想的系統工程知識應用不只是為了賺錢，同時還為了將來的環境著想。
來賓介紹
交通大學電機系吳炳飛特聘教授，專長領域智慧車安全與控制系統、影像辨識與處理等，研究成果獲得許多學術性跟實作競賽榮譽，有IEEE fellow、科技部傑出研究獎、名列交大校史館的榮譽教學教師和教育部師鐸獎。
交通大學電控所博士生梁家維，研究興趣為智慧型機器人，同時也是一位十足創客精神的實踐者。
