武器装备环境应力筛选实施效果评价研究

王宏峰，熊益群，郁晓东，陈进辉，王斌慧

(总装驻衡阳地区军代室，湖南 衡阳 421001)

武器装备环境应力筛选实施效果评价研究

王宏峰，熊益群，郁晓东，陈进辉，王斌慧

(总装驻衡阳地区军代室，湖南 衡阳 421001)

通过将多学科的理论作为研究工具，采用理论和实证研究相结合、定性与定量分析相结合的综合集成研究方法，建立了涵盖企业在基础性、经济性、执行性、实效性、可靠性以及效费比等全面实际情况的军械装备电子元器件环境应力筛选实施效果评价方法，同时建立了科学合理的筛选实施效果评价指标体系，明确了数据采集内容与标准，构建了数学模型，形成了系统的环境应力筛选实施效果评价技术，达到了满足环境应力筛选实施效果评价的具体工程应用需求。经初步试用，评价结论与现实状况相符，便于企业、军代室以及上级机关掌握环境应力筛选实施情况，可以对评价之后筛选工作的开展提供依据和指导，有利于环境应力筛选工作整体水平以及武器装备实物质量水平的提高。

环境应力筛选；评价；指标体系；数学模型。

随着科学技术的迅猛发展，武器装备的复杂化、智能化、信息化程度越来越高，所应用的电子元器件越来越多，所涉及的设计和制造工艺越来越复杂，工艺难度越来越大，对设计和生产人员的要求越来越高；因此，从各个方面都可能引入各种缺陷，这些缺陷在装备使用过程中会以早期故障的形式暴露出来，严重降低了装备可靠性水平。针对该情况，我军先后颁布了GJB 1032-90《电子产品环境应力筛选方法》、GJB 4508-2002《光电器件环境应力筛选通用要求》、GJB 7243-2011《军用电子元器件筛选技术要求》、《军械雷达装备高效环境应力筛选实施办法(试行)》和《军械光电装备高效环境应力筛选实施办法》(2008年颁布)等标准和法规文件，装备承制单位广泛开展了武器装备元器件级、组件级和单体级环境应力筛选工作；但是，筛选实施效果如何量化，实施过程中存在什么问题，是否可能造成不必要的资源浪费等问题，目前还没有一套科学可行的方法进行评价，军队装备各级管理机构和装备承制单位过去工作开展情况如何以及下一步应如何改进和部署，没有可供参考的依据。本文围绕以上问题开展研究，建立了评价指标要素体系，构建了评价模型，将采集到的数据代入模型，可得出了企业环境应力筛选实施效果评价结果[1-3]。

1 评价指标体系的建立与处理

1.1 评价指标体系的建立

全面、客观、准确地评价武器装备环境应力筛选实施效果是一项复杂的系统工程，需要建立筛选评价指标要素体系，这一体系的建立同时又是一个涉及范围广、技术要求高、影响因素复杂且相互关联的复杂系统，必须对所构建的指标体系进行明确定义，并给出具体细致的评判标准或数学计算，使评价工作在一个科学、规范的基础上进行，以保证评价结论的科学和合理性。

本研究鉴于环境应力筛选的实际情况，综合运用德尔菲(Delphi)法和专家讨论法，将涉及相关要素分为基础性、经济性、执行性、实效性、可靠性和效费比等6个一级指标要素，每个一级指标再进行细化分解，形成二级指标要素，从而得到评价指标要素体系(见表1)。

表1 环境应力筛选实施效果评价指标要素体系

1.2 指标相对重要度的确定

应用德尔菲法编制指标要素重要度专家评分表，选取85位专家进行问卷评分，其中有效评分问卷为63份，一级指标要素经统计的数据见表2。

对回收的专家调查表计算指标的相对重要度，根据重要度最终确定评价指标要素的取舍。确定第j项指标要素重要度Ej的方法如下：

(1)

式中，xi是第i位专家对评估指标的熟练程度，分为高、较高、中、较低、低5个等级，权值分别用5、4、3、2和1表示；yi是指标对实施效果的影响程度，分为高、较高、中、较低和低5个等级，这5个等级分别用数值5、4、3、2和1表示；n是参与调查的专家数。

表2 一级指标重要性专家评分统计表

经计算，一级指标相对重要度的得分见表3。

表3 一级指标相对重要度

一级指标要素重要度处于同一数量水平，相对比较均衡，说明指标要素选取合理，不需要进行指标要素剔除。二级指标重要性专家评分与一级指标重要性专家评分方法一致，不再阐述。

1.3 指标要素的无量纲及归一化处理

2 评价模型的建立

2.1 模型的选取和构建

军械装备环境应力实施效果评价是一个复杂的多指标要素系统，不能由某项指标简单的加以确定。由于综合指数评价法的客观性和可比性较强, 并且可以体现电子元器件环境应力实施效果评价的综合性、整体性和层次性，同时为了避免采用常规的综合指数法计算分值, 存在以某一分值评判同一级别而表现程度不同的指标值的现象。本文应用模糊理论与综合指数法相结合的评估方法(模糊综合指数法，fuzzy aggregative index method, 简称FAIM) 对军械装备环境应力实施效果进行评价，该评价方法对应本研究的表达式如下：

(2)

式中，n是一级指标数量，文本为6；mi表示第i个一级指标所含的二级指标数量，本文见表1，m1=4，m2=8，……；wi是第i个一级指标的权重系数；wij是第i个一级指标中的第j个二级指标的权重；xij是第i个一级指标中的第j个评估指标实际采集的数据值；y是筛选综合总体评价得分。

2.2 指标权重的确定

评估指标权重是指在一个指标体系中各个指标所占的比重，反映评价指标对评价结果的影响程度，具有重要的导向作用，指标权重的合理性将直接影响到评价结论的合理性。指标权重的确定则取决于指标所反映的评价内容的重要性和指标本身信息的可信赖程度。在国内外研究中，指标权重的确定方法有多种，例如，德尔菲法(专家意见法)、相关性权重法、基于层次分析法的权重法。本研究采用层次分析法来确定指标的权重。

层次分析法的基本思想是先按问题要求建立起一个描述系统功能或特征的内部独立的递阶层次结构,在这种层次结构中,如果同层次元素之间不存在依存的相互影响关系,只存在上层元素对下层元素的支配关系,而下层元素对上层元素无支配关系,则这种层次结构系统被称为递阶层次结构关系(本文中表1确定的指标要素体系就是该种结构关系)。通过对同一层次上的两两元素相对重要性的比较,给出相应的比例标度,构造上层某要素对下层相关元素的判断矩阵,以得出相关元素对上层某要素的相对重要性序列。

应用层次分析法进行综合评价，确定指标要素权重，主要步骤有：1)将问题的要素集分组化、层次化,以建立多级递阶结构模型(见表1中的指标要素体系)；2)在多级递阶结构模型中,对属于同一父要素的要素集,根据判断尺度，确定它们的两两对比相对重要度,并据此建立对比矩阵，本研究对63位专家意见经统计分析后得一级指标要素判断矩阵(见表4)；3)通过计算后确定各要素的相对重要度；4)对相对重要度进行归一化处理,所得数值集即为该要素集对父要素的权系数集，本研究中一级指标要素经计算和归一化处理后的结果见表5。

表4 一级指标专家评判统计表

表5 一级指标权重

AHP通过运用对比矩阵法,成功地解决了主观因素对评估指标权值的影响,从而使最终得到得结果更合理、更客观、更公正。

2.3 评价结果计算

经确定各级各指标要素权重后，将各级指标权值和实际采集的筛选数据代入式2，即可得出某企业环境应力筛选评价得分。

3 研究的意义

通过对武器装备环境应力筛选实施效果进行定量评价，可以进行装备、企业、区域间横向比较，以及装备、企业、区域多年度结果纵向比较。通过对比分析，便于企业、军代室以及上级机关掌握环境应力筛选实施情况，确定筛选工作的不足和有待改进之处，对评价之后的筛选工作提供依据和指导，有利于环境应力筛选工作整体水平以及武器装备实物质量水平的提高。

[3] 康江丽，王声. 电子产品环境应力筛选(ESS)条件的探讨[J]. 环境技术，2005(2)：15-17.

[4] 苌军红,王飞,孙凤琴. 军用特种包装新工艺技术研究[J].新技术新工艺.2014(11)：108-110.

[5] 曲强,何贵华,刘洋,等.装甲装备交互式电子技术手册系统研究[J].新技术新工艺.2013(12)：1-3.

责任编辑李思文

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，工程师，硕士，主要从事光电控制技术产品研发、研究以及武器装备质量管理等方面的研究。

2015-01-12