武器裝備環境應力篩選實施效果評價研究

王宏峰，熊益群，郁曉東，陳進輝，王斌慧

(總裝駐衡陽地區軍代室，湖南 衡陽 421001)

武器裝備環境應力篩選實施效果評價研究

王宏峰，熊益群，郁曉東，陳進輝，王斌慧

(總裝駐衡陽地區軍代室，湖南 衡陽 421001)

通過將多學科的理論作為研究工具，采用理論和實證研究相結合、定性與定量分析相結合的綜合集成研究方法，建立了涵蓋企業在基礎性、經濟性、執行性、實效性、可靠性以及效費比等全面實際情況的軍械裝備電子元器件環境應力篩選實施效果評價方法，同時建立了科學合理的篩選實施效果評價指標體系，明確了數據采集內容與標準，構建了數學模型，形成了系統的環境應力篩選實施效果評價技術，達到了滿足環境應力篩選實施效果評價的具體工程應用需求。經初步試用，評價結論與現實狀況相符，便于企業、軍代室以及上級機關掌握環境應力篩選實施情況，可以對評價之后篩選工作的開展提供依據和指導，有利于環境應力篩選工作整體水平以及武器裝備實物質量水平的提高。

環境應力篩選；評價；指標體系；數學模型。

隨著科學技術的迅猛發展，武器裝備的復雜化、智能化、信息化程度越來越高，所應用的電子元器件越來越多，所涉及的設計和制造工藝越來越復雜，工藝難度越來越大，對設計和生產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《電子產品環境應力篩選方法》、GJB 4508-2002《光電器件環境應力篩選通用要求》、GJB 7243-2011《軍用電子元器件篩選技術要求》、《軍械雷達裝備高效環境應力篩選實施辦法(試行)》和《軍械光電裝備高效環境應力篩選實施辦法》(2008年頒布)等標準和法規文件，裝備承制單位廣泛開展了武器裝備元器件級、組件級和單體級環境應力篩選工作；但是，篩選實施效果如何量化，實施過程中存在什么問題，是否可能造成不必要的資源浪費等問題，目前還沒有一套科學可行的方法進行評價，軍隊裝備各級管理機構和裝備承制單位過去工作開展情況如何以及下一步應如何改進和部署，沒有可供參考的依據。本文圍繞以上問題開展研究，建立了評價指標要素體系，構建了評價模型，將采集到的數據代入模型，可得出了企業環境應力篩選實施效果評價結果[1-3]。

1 評價指標體系的建立與處理

1.1 評價指標體系的建立

全面、客觀、準確地評價武器裝備環境應力篩選實施效果是一項復雜的系統工程，需要建立篩選評價指標要素體系，這一體系的建立同時又是一個涉及范圍廣、技術要求高、影響因素復雜且相互關聯的復雜系統，必須對所構建的指標體系進行明確定義，并給出具體細致的評判標準或數學計算，使評價工作在一個科學、規范的基礎上進行，以保證評價結論的科學和合理性。

本研究鑒于環境應力篩選的實際情況，綜合運用德爾菲(Delphi)法和專家討論法，將涉及相關要素分為基礎性、經濟性、執行性、實效性、可靠性和效費比等6個一級指標要素，每個一級指標再進行細化分解，形成二級指標要素，從而得到評價指標要素體系(見表1)。

表1 環境應力篩選實施效果評價指標要素體系

1.2 指標相對重要度的確定

應用德爾菲法編制指標要素重要度專家評分表，選取85位專家進行問卷評分，其中有效評分問卷為63份，一級指標要素經統計的數據見表2。

對回收的專家調查表計算指標的相對重要度，根據重要度最終確定評價指標要素的取舍。確定第j項指標要素重要度Ej的方法如下：

(1)

式中，xi是第i位專家對評估指標的熟練程度，分為高、較高、中、較低、低5個等級，權值分別用5、4、3、2和1表示；yi是指標對實施效果的影響程度，分為高、較高、中、較低和低5個等級，這5個等級分別用數值5、4、3、2和1表示；n是參與調查的專家數。

表2 一級指標重要性專家評分統計表

經計算，一級指標相對重要度的得分見表3。

表3 一級指標相對重要度

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

1.3 指標要素的無量綱及歸一化處理

2 評價模型的建立

2.1 模型的選取和構建

軍械裝備環境應力實施效果評價是一個復雜的多指標要素系統，不能由某項指標簡單的加以確定。由于綜合指數評價法的客觀性和可比性較強, 并且可以體現電子元器件環境應力實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的綜合指數法計算分值, 存在以某一分值評判同一級別而表現程度不同的指標值的現象。本文應用模糊理論與綜合指數法相結合的評估方法(模糊綜合指數法，fuzzy aggregative index method, 簡稱FAIM) 對軍械裝備環境應力實施效果進行評價，該評價方法對應本研究的表達式如下：

(2)

式中，n是一級指標數量，文本為6；mi表示第i個一級指標所含的二級指標數量，本文見表1，m1=4，m2=8，……；wi是第i個一級指標的權重系數；wij是第i個一級指標中的第j個二級指標的權重；xij是第i個一級指標中的第j個評估指標實際采集的數據值；y是篩選綜合總體評價得分。

2.2 指標權重的確定

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

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功能或特征的內部獨立的遞階層次結構,在這種層次結構中,如果同層次元素之間不存在依存的相互影響關系,只存在上層元素對下層元素的支配關系,而下層元素對上層元素無支配關系,則這種層次結構系統被稱為遞階層次結構關系(本文中表1確定的指標要素體系就是該種結構關系)。通過對同一層次上的兩兩元素相對重要性的比較,給出相應的比例標度,構造上層某要素對下層相關元素的判斷矩陣,以得出相關元素對上層某要素的相對重要性序列。

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

表4 一級指標專家評判統計表

表5 一級指標權重

AHP通過運用對比矩陣法,成功地解決了主觀因素對評估指標權值的影響,從而使最終得到得結果更合理、更客觀、更公正。

2.3 評價結果計算

經確定各級各指標要素權重后，將各級指標權值和實際采集的篩選數據代入式2，即可得出某企業環境應力篩選評價得分。

3 研究的意義

通過對武器裝備環境應力篩選實施效果進行定量評價，可以進行裝備、企業、區域間橫向比較，以及裝備、企業、區域多年度結果縱向比較。通過對比分析，便于企業、軍代室以及上級機關掌握環境應力篩選實施情況，確定篩選工作的不足和有待改進之處，對評價之后的篩選工作提供依據和指導，有利于環境應力篩選工作整體水平以及武器裝備實物質量水平的提高。

[3] 康江麗，王聲. 電子產品環境應力篩選(ESS)條件的探討[J]. 環境技術，2005(2)：15-17.

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

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

責任編輯李思文

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產品研發、研究以及武器裝備質量管理等方面的研究。

2015-01-12