“測(cè)控”另解：測(cè)試是質(zhì)量控制的最重要手段

王經(jīng)典

（中國(guó)航空無線電電子研究所，上海 200241）

經(jīng)過逾40年的高速發(fā)展，我國(guó)經(jīng)濟(jì)取得了全球矚目的成就。李清在《航空武器裝備創(chuàng)新發(fā)展的哲學(xué)思考》一文中提出裝備發(fā)展與科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力相適應(yīng)[1]，一方面，經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展之后的必然延續(xù)，另一方面，經(jīng)濟(jì)總量的大幅增加又為追求更高質(zhì)量的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。

在國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，裝備使用也全面進(jìn)入了實(shí)戰(zhàn)化作訓(xùn)的階段，李名軍等在《改革強(qiáng)軍戰(zhàn)略下推進(jìn)實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練的思考》一文中指出將“搬家式駐訓(xùn)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙皯?zhàn)化實(shí)訓(xùn)”、從理想狀態(tài)下“打靶打得準(zhǔn)”到復(fù)雜環(huán)境下“打仗能打贏”、“安全子標(biāo)準(zhǔn)”必須絕對(duì)服從“戰(zhàn)斗力母標(biāo)準(zhǔn)”、避免平時(shí)懼“丟丑”戰(zhàn)時(shí)會(huì)“丟命”[2]都是實(shí)戰(zhàn)化的體現(xiàn)。實(shí)戰(zhàn)化作訓(xùn)的本質(zhì)就是高質(zhì)量的訓(xùn)練，是經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展在裝備領(lǐng)域的具體體現(xiàn)，這也對(duì)裝備產(chǎn)品本身提出了更高的質(zhì)量要求，對(duì)作為航空裝備大腦和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的航空電子系統(tǒng)也提出了更高的質(zhì)量要求。

本文將在厘清概念定義及相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，明確測(cè)試與質(zhì)量的關(guān)系，尤其是測(cè)試與質(zhì)量控制的關(guān)系，得出“測(cè)控”一詞的另一種解釋，即“測(cè)試是質(zhì)量控制的最重要手段”，分析了當(dāng)前航空電子系統(tǒng)測(cè)試主要面臨的多個(gè)維度問題，并針對(duì)這些問題的解決，提出了若干技術(shù)解決思路。

1 測(cè)試是質(zhì)量控制的最重要手段

1.1 相關(guān)概念介紹

與武器裝備質(zhì)量強(qiáng)相關(guān)的概念包括質(zhì)量、質(zhì)量管理、質(zhì)量控制、質(zhì)量保證、分析、測(cè)試、檢驗(yàn)等。

《裝備質(zhì)量管理術(shù)語(yǔ)（GJB 1405A－2006）》[3]對(duì)“質(zhì)量”的定義為：一組固有特性滿足要求的程度；對(duì)“質(zhì)量管理”的定義為：在質(zhì)量方面指揮和控制組織的協(xié)調(diào)的活動(dòng)；對(duì)“質(zhì)量控制”的定義為：質(zhì)量管理的一部分，致力于滿足質(zhì)量的要求；對(duì)“質(zhì)量保證”的定義為：質(zhì)量管理的一部分，致力于提供質(zhì)量要求會(huì)得到滿足的信任。

《裝備質(zhì)量管理術(shù)語(yǔ)（GJB 1405A－2006）》[3]對(duì)“檢驗(yàn)”的定義為：通過觀察和判斷，適當(dāng)時(shí)結(jié)合測(cè)量、試驗(yàn)所進(jìn)行的符合性評(píng)價(jià)；對(duì)“測(cè)試”的定義為：確定產(chǎn)品狀態(tài)（可工作、不可工作、性能下降）并隔離其內(nèi)部故障的活動(dòng)。

《系統(tǒng)工程手冊(cè)》[4]對(duì)“質(zhì)量控制”的定義為：確保組織的質(zhì)量管理流程在項(xiàng)目中的有效應(yīng)用；對(duì)“驗(yàn)證”的定義為：提供證明系統(tǒng)或系統(tǒng)元素滿足其特定需求和特征的客觀證據(jù)，包括測(cè)試（Test）、檢驗(yàn)（Inspection）、分析（Analysis）、類比（Analogy）等。

“驗(yàn)證”中“檢驗(yàn)”的定義為：基于元素的目視檢查或尺寸檢查，依賴于人的感覺或者使用簡(jiǎn)單的測(cè)量和處理方法。檢驗(yàn)一般是無損的，且通常包括視覺、聽覺、嗅覺、觸覺和味覺的使用，簡(jiǎn)單的物理操作，機(jī)械的和電氣的計(jì)量以及測(cè)量，一般不提供激勵(lì)；適用于顏色、重量、文件、代碼列表等內(nèi)容。而“驗(yàn)證”中“測(cè)試”的定義為：使用專用測(cè)試設(shè)備或者儀器來獲得待分析對(duì)象的精確的定量數(shù)據(jù)。1.2 測(cè)試是質(zhì)量控制的最重要手段

從1.1節(jié)概念可以看出，驗(yàn)證即提供證明滿足需求的證據(jù)，與質(zhì)量控制致力于滿足質(zhì)量要求的本質(zhì)一致，即驗(yàn)證是質(zhì)量控制的一部分，包含在驗(yàn)證之中的測(cè)試也是質(zhì)量控制的一部分，與質(zhì)量管理相關(guān)的幾個(gè)概念關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖1所示。

圖1中，質(zhì)量保證是主動(dòng)式的事前行為，主要通過質(zhì)量體系建設(shè)與實(shí)施、人員技能培訓(xùn)、研發(fā)過程審計(jì)等活動(dòng)來避免產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷，相關(guān)內(nèi)容可以參考段紅衛(wèi)等《關(guān)于質(zhì)量保證、質(zhì)保體系和質(zhì)量管理體系的一些思考和認(rèn)識(shí)》[5]一文。質(zhì)量控制是反應(yīng)式的事后行為，主要通過測(cè)試、檢驗(yàn)等措施來發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的故障，暴露問題，為盡早解決質(zhì)量問題做出判斷。從以上分析可以得出：測(cè)試是質(zhì)量控制的重要手段。

此外，質(zhì)量保證與質(zhì)量控制相比，理想情況下，質(zhì)量保證能在更早的產(chǎn)品開發(fā)周期介入并暴露設(shè)計(jì)問題，能提升質(zhì)量、降低成本。但實(shí)際過程中，由于質(zhì)量保證體系的建立需要體系設(shè)計(jì)人員一方面對(duì)質(zhì)量知識(shí)有深度和廣度的認(rèn)知；另一方面對(duì)開發(fā)單位的具體情況、具體產(chǎn)品有深度和廣度的理解，這兩方面的不足容易導(dǎo)致質(zhì)量保證體系有如下問題：質(zhì)量保證體系不盡完善，或者完善的體系在面向不同研發(fā)目標(biāo)對(duì)象時(shí)，可操作性不好，落地有效性不理想，難免出現(xiàn)不同程度的“兩張皮”現(xiàn)象。

而質(zhì)量控制如分析、測(cè)試、檢驗(yàn)本身就是一種活動(dòng)，活動(dòng)本身具有可操作性、利于操作落地，分析、測(cè)試、檢驗(yàn)可能存在不完善之處，但是每次操作、每次活動(dòng)，一定能實(shí)際地“證明”或“證否”某個(gè)需求得到滿足。從可操作性角度看，質(zhì)量控制要重要于質(zhì)量保證。

對(duì)于包含在質(zhì)量控制內(nèi)的分析、檢驗(yàn)、測(cè)試而言，分析停留在理論層面居多，檢驗(yàn)使用基于目視檢查、尺寸檢查等簡(jiǎn)單物理操作來完成，檢驗(yàn)一般不直接涉及復(fù)雜的測(cè)試設(shè)備和測(cè)試儀器，一般適用于外觀、顏色、尺寸、重量等相對(duì)表層的需求對(duì)象，而測(cè)試需要使用專用的測(cè)試設(shè)備或者儀器來獲取對(duì)象的精確的測(cè)量數(shù)據(jù)，比如通信功能、計(jì)算功能等相對(duì)復(fù)雜的需求對(duì)象，從而可以看出，質(zhì)量控制的方法中，測(cè)試相比于分析與檢驗(yàn)，能更深層次地、更具體地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的問題，也就更具重要性。

從以上分析看出，當(dāng)前形勢(shì)下，質(zhì)量控制更重要于質(zhì)量保證，質(zhì)量控制中測(cè)試更重要于分析與檢驗(yàn)，即測(cè)試是質(zhì)量控制的最重要手段。

2 航空電子系統(tǒng)測(cè)試面對(duì)的問題

總體而言，包含航空電子系統(tǒng)測(cè)試在內(nèi)的裝備測(cè)試領(lǐng)域，所投入的資源包括人力資源及經(jīng)費(fèi)資源，相比設(shè)計(jì)而言這方面的占比偏低。

在2018年11月舉行的航空測(cè)控年會(huì)上，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司首席科學(xué)家年夫順提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，所有軍工集團(tuán)有限公司的測(cè)試專業(yè)人員總計(jì)不超過5000人，反觀國(guó)外，美國(guó)僅恩艾公司（NI）的測(cè)試專業(yè)人員就逾7000人；除了人力資源數(shù)量少之外，測(cè)試從業(yè)人員對(duì)測(cè)試的整體認(rèn)知水平不高、對(duì)測(cè)試的整體經(jīng)費(fèi)投入不足，導(dǎo)致測(cè)試儀器設(shè)備進(jìn)口所占比例超過60%，大型儀器企業(yè)少，創(chuàng)新能力弱，跟跑為主、領(lǐng)跑極少，國(guó)產(chǎn)儀器的整體信譽(yù)度低，無國(guó)際知名品牌[6]。在整個(gè)國(guó)內(nèi)測(cè)試測(cè)量技術(shù)背景下，航空電子測(cè)試的發(fā)展同樣形勢(shì)嚴(yán)峻。

航空電子測(cè)試技術(shù)需面對(duì)的4個(gè)全面因素包括全產(chǎn)品層次、全過程要素、全生命周期、全物理空間，維度示意圖如圖2所示。

從航空電子產(chǎn)品全產(chǎn)品層次來看，測(cè)試涉及到系統(tǒng)（分系統(tǒng)）層級(jí)、整機(jī)層級(jí)、模塊層次的產(chǎn)品，不同層級(jí)的產(chǎn)品如何合理地規(guī)劃測(cè)試性、如何合理地設(shè)計(jì)測(cè)試用例，保證測(cè)試的完備性，同時(shí)又不因過度測(cè)試而浪費(fèi)資源？

從航空電子產(chǎn)品全壽命周期來看，測(cè)試涉及到科研階段測(cè)試、生產(chǎn)階段測(cè)試、運(yùn)行維護(hù)階段測(cè)試。科研階段測(cè)試主要進(jìn)行面向需求的驗(yàn)證工作，一個(gè)技術(shù)狀態(tài)至少開展一次完整的測(cè)試，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷為目的，追求系統(tǒng)全面，不強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化。生產(chǎn)階段測(cè)試對(duì)每件產(chǎn)品都進(jìn)行測(cè)試，主要以剔除加工錯(cuò)誤、物料缺陷為目的，保證高效地交付高質(zhì)量的產(chǎn)品，追求自動(dòng)高效。運(yùn)行維護(hù)階段的測(cè)試對(duì)故障產(chǎn)品才進(jìn)行測(cè)試，主要為了準(zhǔn)確地定位故障原因，追求靈活精準(zhǔn)，一定程度上去自動(dòng)化。在面向不同的階段時(shí)，測(cè)試技術(shù)如何既求同以提高效率，又存異以解決不同場(chǎng)景的問題？

航空電子產(chǎn)品測(cè)試全過程要素涉及到人機(jī)料法環(huán)等要素，人員能力的保持與提升，專用設(shè)備和通用設(shè)備的配備與管理，工裝、線纜、軟件、被測(cè)產(chǎn)品等的現(xiàn)場(chǎng)管理，測(cè)試程序文件的現(xiàn)場(chǎng)管控，現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度、燈光等環(huán)境的管控等，如何更有效地開展全過程要素管理？

航空電子產(chǎn)品測(cè)試全物理空間涉及到集成聯(lián)試實(shí)驗(yàn)室、驗(yàn)收交付實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境試驗(yàn)室、維修測(cè)試實(shí)驗(yàn)室等物理空間，飛機(jī)經(jīng)歷亞音速、超音速、超高音速、隱身超高音速等發(fā)展階段，航空電子產(chǎn)品歷經(jīng)分立式、聯(lián)合式、綜合化模塊化、先進(jìn)綜合化等發(fā)展階段，而測(cè)試主體還停留在聯(lián)合式階段，不同的實(shí)驗(yàn)室、試驗(yàn)室互聯(lián)不夠，信息未能及時(shí)高效共享。在大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)快速發(fā)展的趨勢(shì)下，航空電子測(cè)試如何與這些前沿技術(shù)融合？

3 航空電子測(cè)試技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)

為了解決前述航空電子產(chǎn)品測(cè)試面對(duì)的問題，應(yīng)該從以下5個(gè)方面開展工作，包括：測(cè)試技術(shù)通用化、測(cè)試過程自動(dòng)化、測(cè)試管理信息化、測(cè)試資源網(wǎng)絡(luò)化、測(cè)試診斷智能化。

測(cè)試技術(shù)通用化主要指測(cè)試系統(tǒng)架構(gòu)、測(cè)試硬件架構(gòu)、測(cè)試軟件架構(gòu)通用，明確統(tǒng)一的架構(gòu)規(guī)范、定義或選擇統(tǒng)一的硬件標(biāo)準(zhǔn)和接口規(guī)范、定義統(tǒng)一的軟件接口規(guī)范，盡可能滿足不同層次航空電子產(chǎn)品的測(cè)試需求，提高測(cè)試完備性、提高測(cè)試用例的開發(fā)和使用效率、降低測(cè)試開發(fā)的成本，以應(yīng)對(duì)資源少、產(chǎn)品層級(jí)多、質(zhì)量要求高的需要。

測(cè)試過程自動(dòng)化包括測(cè)試序列自動(dòng)生成、測(cè)試活動(dòng)自動(dòng)執(zhí)行、測(cè)試報(bào)告自動(dòng)生成等內(nèi)容，主要為不同階段測(cè)試的效率提升做好儲(chǔ)備，在資源不足的背景下，提高開發(fā)和測(cè)試操作效率，減少人員介入引起的誤操作。

測(cè)試管理信息化主要針對(duì)全壽命周期階段中全過程要素進(jìn)行信息化的管理，包括設(shè)備、工裝、線纜、產(chǎn)品的信息化管理，同時(shí)包括過程活動(dòng)的信息化管理、過程數(shù)據(jù)的信息化管理，以及信息的可視化等。全要素的管理信息化是提升效率的重要一環(huán)，也是邁向測(cè)試診斷智能化的必經(jīng)環(huán)節(jié)，沒有信息化的管理、積累不了真實(shí)有效的歷史測(cè)試數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的航空電子測(cè)試將是無本之末，無源之水。

測(cè)試資源網(wǎng)絡(luò)化主要針對(duì)分立式、聯(lián)合式的測(cè)試資源現(xiàn)狀，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)途徑，將傳感器、試驗(yàn)設(shè)施、測(cè)試設(shè)備、計(jì)算服務(wù)中心、存儲(chǔ)服務(wù)中心等進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，通過定義統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，大量積累不同測(cè)試資源的真實(shí)數(shù)據(jù)，并促進(jìn)數(shù)據(jù)的共享與利用，同樣為測(cè)試診斷智能化打下基礎(chǔ)。

測(cè)試診斷智能化為測(cè)試的終極目標(biāo)，通過內(nèi)部自測(cè)試和外部激勵(lì)測(cè)試的組合，利用大數(shù)據(jù)分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)分析等技術(shù)，基于歷史測(cè)試大數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)的綜合診斷分析，快速定位產(chǎn)品的故障，實(shí)現(xiàn)智能地確定產(chǎn)品狀態(tài)并隔離其內(nèi)部故障的目標(biāo)。

測(cè)試技術(shù)通用化、測(cè)試過程自動(dòng)化、測(cè)試管理信息化、測(cè)試資源網(wǎng)絡(luò)化與測(cè)試診斷智能化的邏輯關(guān)系如圖3所示，圖3也展示了航空電子系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)這5個(gè)趨勢(shì)在不同發(fā)展階段的重心。

4 結(jié)束語(yǔ)

從質(zhì)量管理、質(zhì)量保證、質(zhì)量控制、測(cè)試、檢驗(yàn)等若干與質(zhì)量強(qiáng)相關(guān)的概念分析出發(fā)，得出在裝備實(shí)戰(zhàn)化作訓(xùn)背景下，測(cè)試是質(zhì)量控制的最重要手段這一論斷，并針對(duì)當(dāng)前航空電子系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)面對(duì)的全產(chǎn)品層次、全生命周期、全物理空間和全過程要素等維度的主要問題，提出了測(cè)試技術(shù)通用化、測(cè)試過程自動(dòng)化、測(cè)試管理信息化、測(cè)試資源網(wǎng)絡(luò)化、測(cè)試診斷智能化的5個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，并簡(jiǎn)述了5個(gè)發(fā)展趨勢(shì)的主要工作內(nèi)容和價(jià)值。