北京工業(yè)大學(xué)集成電路與系統(tǒng)研究室 侯立剛 羅啟明

北京泰瑞特檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司 閆 實(shí) 李亞芳 張 昕

1.引言

長(zhǎng)期以來(lái)，進(jìn)口檢測(cè)儀器一直占據(jù)著我國(guó)的主要市場(chǎng)，大到國(guó)家機(jī)構(gòu)機(jī)關(guān)，小到各高校的實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)口儀器都占據(jù)著主導(dǎo)地位。2013年，實(shí)驗(yàn)分析儀器進(jìn)口62.94億美元,出口14.56億美元,貿(mào)易逆差48.38億美元[1]。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因有很多，一來(lái)國(guó)產(chǎn)儀器的行業(yè)規(guī)模小，專(zhuān)業(yè)分散。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示：2014 年，我國(guó)儀器儀表全行業(yè)共有規(guī)模以上企業(yè)4116 家，近1100 家主要企業(yè)是儀器儀表協(xié)會(huì)會(huì)員單位[2]。二來(lái)，人們普遍認(rèn)為進(jìn)口儀器的規(guī)格，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)產(chǎn)儀器，雖然國(guó)產(chǎn)儀器在價(jià)格上有優(yōu)勢(shì)，但是人們還是不惜重金追求所謂的高性能。再有，低檔同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)外隱形技術(shù)壁壘依然使得中國(guó)國(guó)產(chǎn)儀器處于尷尬境地[3]。面對(duì)如此窘境，如何向用戶證明實(shí)力，凸顯權(quán)威已經(jīng)成為國(guó)產(chǎn)儀器行業(yè)發(fā)展的重中之重。

為了擺脫國(guó)產(chǎn)儀器目前的困境，除了需要突破技術(shù)上的壁壘之外，建立一套完善的驗(yàn)證評(píng)價(jià)體系非常重要。一套完善的驗(yàn)證評(píng)價(jià)體系可以扭轉(zhuǎn)用戶對(duì)國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器的偏見(jiàn)，解決了國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器“選購(gòu)難”的問(wèn)題，促進(jìn)了國(guó)產(chǎn)儀器企業(yè)與用戶的深入交流，同時(shí)幫助企業(yè)尋找了薄弱環(huán)節(jié)和解決了關(guān)鍵難題，有效提升了國(guó)產(chǎn)儀器的市場(chǎng)占有率，從而取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益[4]。兩年之前，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者從技術(shù)服務(wù)，檢測(cè)方案和采購(gòu)平臺(tái)三個(gè)方面總結(jié)了目前驗(yàn)評(píng)工作的重點(diǎn)[5]。今年3月28日，北京市科委組織召開(kāi)“國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器驗(yàn)證與綜合評(píng)價(jià)服務(wù)”媒體推介會(huì)。通過(guò)開(kāi)展驗(yàn)評(píng)工作，不少優(yōu)秀國(guó)產(chǎn)科學(xué)儀器得到社會(huì)認(rèn)可，有力提升了國(guó)產(chǎn)儀器的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化[6-7]。6月8日，第五屆“國(guó)產(chǎn)檢測(cè)儀器設(shè)備驗(yàn)證與綜合評(píng)價(jià)技術(shù)服務(wù)推介會(huì)”正式發(fā)布了《分析化學(xué)儀器設(shè)備驗(yàn)證與綜合評(píng)價(jià)指南》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)系首個(gè)國(guó)產(chǎn)檢測(cè)儀器設(shè)備驗(yàn)證與綜合評(píng)價(jià)認(rèn)證認(rèn)可行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[8]。

在驗(yàn)證評(píng)價(jià)體系中，主觀驗(yàn)評(píng)占據(jù)重要地位。主觀驗(yàn)評(píng)在某種意義上表征了國(guó)產(chǎn)儀器的用戶體驗(yàn)，可以為國(guó)產(chǎn)儀器制造企業(yè)確定產(chǎn)品在用戶體驗(yàn)方面的不足之處和確定改進(jìn)方向，給用戶帶去更多“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”國(guó)產(chǎn)儀器。如何進(jìn)一步改善主觀驗(yàn)評(píng)方案迫在眉睫。基于這種情況，本文提出一種可迭代改進(jìn)的國(guó)產(chǎn)儀器主觀驗(yàn)評(píng)方法。

2. 迭代改進(jìn)機(jī)制基本原理

本文主要采用實(shí)證研究法，首先提出利用建模的方式確定國(guó)產(chǎn)儀器主觀驗(yàn)評(píng)的方法，然后對(duì)國(guó)產(chǎn)儀器主觀驗(yàn)評(píng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程做了系統(tǒng)的論述，最后通過(guò)綜合分析對(duì)原有方案的建模進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)和改善。具體的實(shí)施方法是通過(guò)建模的方式先確定好主觀驗(yàn)評(píng)的各種組成要素，例如主驗(yàn)評(píng)需要準(zhǔn)備好的基本材料，主觀驗(yàn)評(píng)的對(duì)象，主觀驗(yàn)評(píng)的時(shí)間，主觀驗(yàn)評(píng)的參與人員，主觀驗(yàn)評(píng)的地點(diǎn)，最主要的是主觀驗(yàn)評(píng)的各項(xiàng)具體內(nèi)容和指標(biāo)（例如國(guó)產(chǎn)儀器的外觀、做工精細(xì)程度、噪聲、按鈕觸覺(jué)等等）。在建立好主觀驗(yàn)評(píng)的模型之后，通過(guò)國(guó)產(chǎn)儀器的操作指導(dǎo)書(shū)以及通過(guò)相關(guān)國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品的介紹引導(dǎo)參與人員對(duì)儀器進(jìn)行操作。通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷的方式記錄參與人員對(duì)驗(yàn)評(píng)對(duì)象的主觀評(píng)價(jià)。然后將專(zhuān)業(yè)人員對(duì)于儀器鑒定的技術(shù)指標(biāo)，性能等方面的研究數(shù)據(jù)結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)，將收集到的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果與專(zhuān)業(yè)人員的研究數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從中發(fā)現(xiàn)最初方案建模中的不合理的因素，并且進(jìn)行適時(shí)的迭代與改進(jìn)，以便進(jìn)行進(jìn)一步的，更大規(guī)模的主觀驗(yàn)評(píng)工作。

3. 可反饋改善國(guó)產(chǎn)儀器主觀驗(yàn)評(píng)方案的方法

3.1 實(shí)現(xiàn)流程

具體實(shí)現(xiàn)方法如圖1所示。

圖1 具體實(shí)現(xiàn)流程圖

3.2 驗(yàn)評(píng)方案建模

建模主要內(nèi)容是主觀驗(yàn)評(píng)的各種要素，這里我們建模主要包括驗(yàn)評(píng)對(duì)象DH1798可編程恒功率直流電源以及DH2794A直流程控電子負(fù)載兩臺(tái)儀器，主觀驗(yàn)評(píng)的時(shí)間在2017年5月至2017年7月每周五下午，主觀驗(yàn)評(píng)的參與對(duì)象為北京工業(yè)大學(xué)微電子學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生，北京工業(yè)大學(xué)微電子學(xué)院大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)方向研究生及部分導(dǎo)師，北京師范大學(xué)本科生以及特邀公司工程師（其中參與主觀驗(yàn)評(píng)DH1798可編程恒功率直流電源和DH2794A 直流程控電子負(fù)載各累計(jì)51人）。主觀驗(yàn)評(píng)的參評(píng)因素包括儀器外觀、做工精細(xì)程度、儀器噪聲、按鈕觸覺(jué)、接口設(shè)計(jì)、攜帶方便、說(shuō)明書(shū)易懂程度、記錄數(shù)據(jù)的方便程度、功能齊全的程度等等。除此之外，我們還提供了國(guó)產(chǎn)驗(yàn)評(píng)儀器的操作說(shuō)明書(shū)以及國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品的相關(guān)資料。

圖2 國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品

3.3 儀器主觀驗(yàn)評(píng)操作

在建立好主觀驗(yàn)評(píng)的模型之后，此過(guò)程實(shí)施具體的儀器主觀驗(yàn)評(píng)測(cè)試。在驗(yàn)評(píng)測(cè)試之前，引導(dǎo)驗(yàn)評(píng)參與人員瀏覽相應(yīng)的儀器操作說(shuō)明書(shū)，初步了解儀器以及對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)按鈕的相關(guān)功能。除此之外，我們還提供國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù)，為驗(yàn)評(píng)參與人員提供評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。提供的國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品如圖2所示。其中左圖為國(guó)外Keysight N5764廠商提供的恒功率直流電源，右圖為國(guó)外Keysight N3305A廠商提供的直流程控電子負(fù)載。在對(duì)國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品相關(guān)參數(shù)及所需驗(yàn)評(píng)的儀器有了初步了解之后，驗(yàn)評(píng)參與人員按照操作說(shuō)明書(shū)操作儀器，并且記錄所測(cè)數(shù)據(jù)。驗(yàn)評(píng)人員測(cè)試DH1798可編程恒功率直流電源過(guò)壓保護(hù)功能場(chǎng)景如圖3所示，驗(yàn)評(píng)人員測(cè)試DH2794A直流程控電子負(fù)載恒定電流功能場(chǎng)景如圖4所示。

圖3 DH1798可編程恒功率直流電源過(guò)壓保護(hù)功能測(cè)試場(chǎng)景

圖4 DH2794A直流程控電子負(fù)載恒定電流功能測(cè)試場(chǎng)景

圖5 DH1798可編程恒功率直流電源驗(yàn)評(píng)人員性別、年齡、對(duì)儀器的熟悉程度、接口設(shè)計(jì)規(guī)范的評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.4 統(tǒng)計(jì)主觀驗(yàn)評(píng)結(jié)果

驗(yàn)評(píng)參與人員在對(duì)儀器進(jìn)行主觀驗(yàn)評(píng)測(cè)試后，我們需要對(duì)他們主觀驗(yàn)評(píng)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，此處我們采取問(wèn)卷調(diào)查的方式，在問(wèn)卷上列出眾多儀器的基本屬性，采取評(píng)分的方式來(lái)反映驗(yàn)評(píng)參與人員的滿意程度。這樣的一個(gè)好處是結(jié)果比較直觀并且方便統(tǒng)計(jì)。除此之外，我們還增設(shè)了驗(yàn)評(píng)意見(jiàn)欄以彌補(bǔ)所列儀器屬性不全的短板，大大提高了評(píng)價(jià)的主觀性。圖5為對(duì)DH1798可編程恒功率直流電源驗(yàn)評(píng)人員性別、年齡、對(duì)儀器的熟悉程度、接口設(shè)計(jì)規(guī)范的評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。圖6為對(duì)DH2794A 直流程控電子負(fù)載驗(yàn)評(píng)人員性別、年齡、對(duì)儀器的熟悉程度、按鈕觸覺(jué)感受的評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

圖6 DH2794A 直流程控電子負(fù)載驗(yàn)評(píng)人員性別、年齡、對(duì)儀器的熟悉程度、按鈕觸覺(jué)良好的評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3.5 主觀驗(yàn)評(píng)與專(zhuān)業(yè)評(píng)測(cè)結(jié)果的對(duì)比

統(tǒng)計(jì)完主觀驗(yàn)評(píng)的結(jié)果后，我們可獲得驗(yàn)評(píng)參與人員對(duì)于驗(yàn)評(píng)對(duì)象的總體評(píng)價(jià)。為了提高主觀驗(yàn)評(píng)的可靠性，我們需要進(jìn)一步將結(jié)果與專(zhuān)業(yè)人員的技術(shù)指標(biāo)，性能參數(shù)等方面的研究數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

3.6 比對(duì)結(jié)果的分析

通過(guò)將驗(yàn)評(píng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與專(zhuān)業(yè)人員的技術(shù)指標(biāo)，性能參數(shù)等方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，我們可能發(fā)現(xiàn)某些方面不相一致。如在本次驗(yàn)評(píng)實(shí)施過(guò)程中，對(duì)于兩個(gè)儀器的特色功能是否突出這一項(xiàng)評(píng)價(jià)，在問(wèn)卷上反映的情況是大多數(shù)人對(duì)于特色功能的概念比較模糊，不了解儀器的真正的特色功能，而專(zhuān)業(yè)人員的技術(shù)指標(biāo)和性能參數(shù)的研究數(shù)據(jù)顯示儀器具有鮮明的特色功能。再如：對(duì)于兩個(gè)儀器的接口設(shè)計(jì)規(guī)范評(píng)價(jià)這一項(xiàng)，考慮到儀器可能出現(xiàn)大電流和高壓的情況，專(zhuān)業(yè)人員的技術(shù)指標(biāo)和性能參數(shù)的研究數(shù)據(jù)顯示接口符合標(biāo)準(zhǔn)，而參與驗(yàn)評(píng)的人員中30周歲以下的大多數(shù)人員則認(rèn)為接口曝露，有安全隱患。

3.7 迭代并改善主觀驗(yàn)評(píng)的方案

經(jīng)過(guò)比對(duì)結(jié)果的分析反饋，我們可以發(fā)現(xiàn)主觀驗(yàn)評(píng)方案里面的不足之處，這時(shí)我們可以加以修改。這樣一次次迭代，最終完善。比如上述的兩個(gè)儀器的特色功能突出這一項(xiàng)評(píng)價(jià)，原因是因?yàn)榇蠖鄶?shù)人對(duì)于儀器行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)不足或者對(duì)于儀器方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)缺乏，導(dǎo)致了大多數(shù)驗(yàn)評(píng)參與者對(duì)于“特色功能”沒(méi)有概念，說(shuō)明我們建模時(shí)所選的參與主觀驗(yàn)評(píng)的對(duì)象中對(duì)于儀器行業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的或者儀器專(zhuān)業(yè)人員比例應(yīng)該相應(yīng)提高，這樣對(duì)于此項(xiàng)的評(píng)價(jià)結(jié)果才具有代表性。

4. 結(jié)論與總結(jié)

本文采用實(shí)證研究的方法，針對(duì)如何在驗(yàn)評(píng)中改善國(guó)產(chǎn)儀器主觀驗(yàn)評(píng)的方法展開(kāi)相關(guān)研究，提出了一種迭代改進(jìn)的國(guó)產(chǎn)儀器主觀驗(yàn)評(píng)方的方法。并通過(guò)對(duì)兩款國(guó)產(chǎn)儀器DH1798可編程恒功率直流電源和DH2794A直流程控電子負(fù)載進(jìn)行主觀驗(yàn)評(píng)來(lái)論證該方法的實(shí)用性和可靠性。通過(guò)建模的方式先確定好參與主觀驗(yàn)評(píng)的各種要素，在建立好主觀驗(yàn)評(píng)的模型之后，通過(guò)國(guó)產(chǎn)儀器的操作指導(dǎo)書(shū)以及相關(guān)國(guó)外對(duì)標(biāo)產(chǎn)品的介紹引導(dǎo)參與人員進(jìn)行儀器操作。操作完以后通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷的方式記錄驗(yàn)評(píng)參與人員對(duì)驗(yàn)評(píng)對(duì)象的主觀評(píng)價(jià)。然后將專(zhuān)業(yè)人員對(duì)于儀器鑒定的技術(shù)指標(biāo)，性能等方面的研究數(shù)據(jù)結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)，將收集到的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果與專(zhuān)業(yè)人員的研究數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從中發(fā)現(xiàn)最初方案建模中的不合理的因素，并且進(jìn)行適時(shí)的改善與調(diào)整。這樣通過(guò)一次次迭代，最終完善驗(yàn)評(píng)方法。從實(shí)施效果來(lái)看，具有一定的可靠性和實(shí)用性。

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