武器裝備環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施效果評價研究

王宏峰，熊益群，郁曉東，陳進(jìn)輝，王斌慧

(總裝駐衡陽地區(qū)軍代室，湖南 衡陽 421001)

武器裝備環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施效果評價研究

王宏峰，熊益群，郁曉東，陳進(jìn)輝，王斌慧

(總裝駐衡陽地區(qū)軍代室，湖南 衡陽 421001)

通過將多學(xué)科的理論作為研究工具，采用理論和實(shí)證研究相結(jié)合、定性與定量分析相結(jié)合的綜合集成研究方法，建立了涵蓋企業(yè)在基礎(chǔ)性、經(jīng)濟(jì)性、執(zhí)行性、實(shí)效性、可靠性以及效費(fèi)比等全面實(shí)際情況的軍械裝備電子元器件環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施效果評價方法，同時建立了科學(xué)合理的篩選實(shí)施效果評價指標(biāo)體系，明確了數(shù)據(jù)采集內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型，形成了系統(tǒng)的環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施效果評價技術(shù)，達(dá)到了滿足環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施效果評價的具體工程應(yīng)用需求。經(jīng)初步試用，評價結(jié)論與現(xiàn)實(shí)狀況相符，便于企業(yè)、軍代室以及上級機(jī)關(guān)掌握環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施情況，可以對評價之后篩選工作的開展提供依據(jù)和指導(dǎo)，有利于環(huán)境應(yīng)力篩選工作整體水平以及武器裝備實(shí)物質(zhì)量水平的提高。

環(huán)境應(yīng)力篩選；評價；指標(biāo)體系；數(shù)學(xué)模型。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，武器裝備的復(fù)雜化、智能化、信息化程度越來越高，所應(yīng)用的電子元器件越來越多，所涉及的設(shè)計和制造工藝越來越復(fù)雜，工藝難度越來越大，對設(shè)計和生產(chǎn)人員的要求越來越高；因此，從各個方面都可能引入各種缺陷，這些缺陷在裝備使用過程中會以早期故障的形式暴露出來，嚴(yán)重降低了裝備可靠性水平。針對該情況，我軍先后頒布了GJB 1032-90《電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選方法》、GJB 4508-2002《光電器件環(huán)境應(yīng)力篩選通用要求》、GJB 7243-2011《軍用電子元器件篩選技術(shù)要求》、《軍械雷達(dá)裝備高效環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施辦法(試行)》和《軍械光電裝備高效環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施辦法》(2008年頒布)等標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)文件，裝備承制單位廣泛開展了武器裝備元器件級、組件級和單體級環(huán)境應(yīng)力篩選工作；但是，篩選實(shí)施效果如何量化，實(shí)施過程中存在什么問題，是否可能造成不必要的資源浪費(fèi)等問題，目前還沒有一套科學(xué)可行的方法進(jìn)行評價，軍隊(duì)裝備各級管理機(jī)構(gòu)和裝備承制單位過去工作開展情況如何以及下一步應(yīng)如何改進(jìn)和部署，沒有可供參考的依據(jù)。本文圍繞以上問題開展研究，建立了評價指標(biāo)要素體系，構(gòu)建了評價模型，將采集到的數(shù)據(jù)代入模型，可得出了企業(yè)環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施效果評價結(jié)果[1-3]。

1 評價指標(biāo)體系的建立與處理

1.1 評價指標(biāo)體系的建立

全面、客觀、準(zhǔn)確地評價武器裝備環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施效果是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要建立篩選評價指標(biāo)要素體系，這一體系的建立同時又是一個涉及范圍廣、技術(shù)要求高、影響因素復(fù)雜且相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜系統(tǒng)，必須對所構(gòu)建的指標(biāo)體系進(jìn)行明確定義，并給出具體細(xì)致的評判標(biāo)準(zhǔn)或數(shù)學(xué)計算，使評價工作在一個科學(xué)、規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行，以保證評價結(jié)論的科學(xué)和合理性。

本研究鑒于環(huán)境應(yīng)力篩選的實(shí)際情況，綜合運(yùn)用德爾菲(Delphi)法和專家討論法，將涉及相關(guān)要素分為基礎(chǔ)性、經(jīng)濟(jì)性、執(zhí)行性、實(shí)效性、可靠性和效費(fèi)比等6個一級指標(biāo)要素，每個一級指標(biāo)再進(jìn)行細(xì)化分解，形成二級指標(biāo)要素，從而得到評價指標(biāo)要素體系(見表1)。

表1 環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施效果評價指標(biāo)要素體系

1.2 指標(biāo)相對重要度的確定

應(yīng)用德爾菲法編制指標(biāo)要素重要度專家評分表，選取85位專家進(jìn)行問卷評分，其中有效評分問卷為63份，一級指標(biāo)要素經(jīng)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)見表2。

對回收的專家調(diào)查表計算指標(biāo)的相對重要度，根據(jù)重要度最終確定評價指標(biāo)要素的取舍。確定第j項(xiàng)指標(biāo)要素重要度Ej的方法如下：

(1)

式中，xi是第i位專家對評估指標(biāo)的熟練程度，分為高、較高、中、較低、低5個等級，權(quán)值分別用5、4、3、2和1表示；yi是指標(biāo)對實(shí)施效果的影響程度，分為高、較高、中、較低和低5個等級，這5個等級分別用數(shù)值5、4、3、2和1表示；n是參與調(diào)查的專家數(shù)。

表2 一級指標(biāo)重要性專家評分統(tǒng)計表

經(jīng)計算，一級指標(biāo)相對重要度的得分見表3。

表3 一級指標(biāo)相對重要度

一級指標(biāo)要素重要度處于同一數(shù)量水平，相對比較均衡，說明指標(biāo)要素選取合理，不需要進(jìn)行指標(biāo)要素剔除。二級指標(biāo)重要性專家評分與一級指標(biāo)重要性專家評分方法一致，不再闡述。

1.3 指標(biāo)要素的無量綱及歸一化處理

2 評價模型的建立

2.1 模型的選取和構(gòu)建

軍械裝備環(huán)境應(yīng)力實(shí)施效果評價是一個復(fù)雜的多指標(biāo)要素系統(tǒng)，不能由某項(xiàng)指標(biāo)簡單的加以確定。由于綜合指數(shù)評價法的客觀性和可比性較強(qiáng), 并且可以體現(xiàn)電子元器件環(huán)境應(yīng)力實(shí)施效果評價的綜合性、整體性和層次性，同時為了避免采用常規(guī)的綜合指數(shù)法計算分值, 存在以某一分值評判同一級別而表現(xiàn)程度不同的指標(biāo)值的現(xiàn)象。本文應(yīng)用模糊理論與綜合指數(shù)法相結(jié)合的評估方法(模糊綜合指數(shù)法，fuzzy aggregative index method, 簡稱FAIM) 對軍械裝備環(huán)境應(yīng)力實(shí)施效果進(jìn)行評價，該評價方法對應(yīng)本研究的表達(dá)式如下：

(2)

式中，n是一級指標(biāo)數(shù)量，文本為6；mi表示第i個一級指標(biāo)所含的二級指標(biāo)數(shù)量，本文見表1，m1=4，m2=8，……；wi是第i個一級指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)；wij是第i個一級指標(biāo)中的第j個二級指標(biāo)的權(quán)重；xij是第i個一級指標(biāo)中的第j個評估指標(biāo)實(shí)際采集的數(shù)據(jù)值；y是篩選綜合總體評價得分。

2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

評估指標(biāo)權(quán)重是指在一個指標(biāo)體系中各個指標(biāo)所占的比重，反映評價指標(biāo)對評價結(jié)果的影響程度，具有重要的導(dǎo)向作用，指標(biāo)權(quán)重的合理性將直接影響到評價結(jié)論的合理性。指標(biāo)權(quán)重的確定則取決于指標(biāo)所反映的評價內(nèi)容的重要性和指標(biāo)本身信息的可信賴程度。在國內(nèi)外研究中，指標(biāo)權(quán)重的確定方法有多種，例如，德爾菲法(專家意見法)、相關(guān)性權(quán)重法、基于層次分析法的權(quán)重法。本研究采用層次分析法來確定指標(biāo)的權(quán)重。

層次分析法的基本思想是先按問題要求建立起一個描述系統(tǒng)功能或特征的內(nèi)部獨(dú)立的遞階層次結(jié)構(gòu),在這種層次結(jié)構(gòu)中,如果同層次元素之間不存在依存的相互影響關(guān)系,只存在上層元素對下層元素的支配關(guān)系,而下層元素對上層元素?zé)o支配關(guān)系,則這種層次結(jié)構(gòu)系統(tǒng)被稱為遞階層次結(jié)構(gòu)關(guān)系(本文中表1確定的指標(biāo)要素體系就是該種結(jié)構(gòu)關(guān)系)。通過對同一層次上的兩兩元素相對重要性的比較,給出相應(yīng)的比例標(biāo)度,構(gòu)造上層某要素對下層相關(guān)元素的判斷矩陣,以得出相關(guān)元素對上層某要素的相對重要性序列。

應(yīng)用層次分析法進(jìn)行綜合評價，確定指標(biāo)要素權(quán)重，主要步驟有：1)將問題的要素集分組化、層次化,以建立多級遞階結(jié)構(gòu)模型(見表1中的指標(biāo)要素體系)；2)在多級遞階結(jié)構(gòu)模型中,對屬于同一父要素的要素集,根據(jù)判斷尺度，確定它們的兩兩對比相對重要度,并據(jù)此建立對比矩陣，本研究對63位專家意見經(jīng)統(tǒng)計分析后得一級指標(biāo)要素判斷矩陣(見表4)；3)通過計算后確定各要素的相對重要度；4)對相對重要度進(jìn)行歸一化處理,所得數(shù)值集即為該要素集對父要素的權(quán)系數(shù)集，本研究中一級指標(biāo)要素經(jīng)計算和歸一化處理后的結(jié)果見表5。

表4 一級指標(biāo)專家評判統(tǒng)計表

表5 一級指標(biāo)權(quán)重

AHP通過運(yùn)用對比矩陣法,成功地解決了主觀因素對評估指標(biāo)權(quán)值的影響,從而使最終得到得結(jié)果更合理、更客觀、更公正。

2.3 評價結(jié)果計算

經(jīng)確定各級各指標(biāo)要素權(quán)重后，將各級指標(biāo)權(quán)值和實(shí)際采集的篩選數(shù)據(jù)代入式2，即可得出某企業(yè)環(huán)境應(yīng)力篩選評價得分。

3 研究的意義

通過對武器裝備環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施效果進(jìn)行定量評價，可以進(jìn)行裝備、企業(yè)、區(qū)域間橫向比較，以及裝備、企業(yè)、區(qū)域多年度結(jié)果縱向比較。通過對比分析，便于企業(yè)、軍代室以及上級機(jī)關(guān)掌握環(huán)境應(yīng)力篩選實(shí)施情況，確定篩選工作的不足和有待改進(jìn)之處，對評價之后的篩選工作提供依據(jù)和指導(dǎo)，有利于環(huán)境應(yīng)力篩選工作整體水平以及武器裝備實(shí)物質(zhì)量水平的提高。

[3] 康江麗，王聲. 電子產(chǎn)品環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS)條件的探討[J]. 環(huán)境技術(shù)，2005(2)：15-17.

[4] 萇軍紅,王飛,孫鳳琴. 軍用特種包裝新工藝技術(shù)研究[J].新技術(shù)新工藝.2014(11)：108-110.

[5] 曲強(qiáng),何貴華,劉洋,等.裝甲裝備交互式電子技術(shù)手冊系統(tǒng)研究[J].新技術(shù)新工藝.2013(12)：1-3.

責(zé)任編輯李思文

ResearchonEnvironmentalStressScreeningEvaluationMethodsofElectronicComponentsofOrdanceEquipments.

WANG Hongfeng, XIONG Yiqun, YU Xiaodong, CHEN Jinhui, WANG Binhui

(Hengyang Military Representative Office of the General Armament Department, Hengyang 421001, China)

An environmental stress screening evaluation method of electronic components of ordance equipments was established covering comparisons in foundation, economy, execution, effectiveness, reliability and cost-effectiveness ratio. It was based on the multidisciplinary theory and the combination of theory research with demonstration research as well as quantitative analysis with qualitative analysis. This study established a scientific and reasonable screening evaluation index system, a mathematical model and the content and standards of data acquisition, which contribute to a systematic screening evaluation method. The method can meet the demands of practical projects. A preliminary trial was carried out and the evaluation conclusion fit the practical condition. This method enabled the company and the military representative office to know the implementation effects of the environmental stress screening, which leads to an improvement of the environmental stress screening and the quality of the actual military hardware.

environmental stress screening, evaluation, index system, mathematical model

E 917

：A

王宏峰(1979-)，男，工程師，碩士，主要從事光電控制技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)、研究以及武器裝備質(zhì)量管理等方面的研究。

2015-01-12