蘆奇LU Qi；戴榮DAI Rong；夏銘禹XIA Ming-yu；馮昌林FENG Chang-lin

（中國(guó)人民解放軍92942 部隊(duì)，北京100161）

0 引言

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)是質(zhì)量管理過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)具有重要的意義。在綜合評(píng)價(jià)過(guò)程中，怎樣綜合處理審核專家的意見(jiàn)，關(guān)鍵在于減少評(píng)價(jià)意見(jiàn)的非客觀性和非公度性，但目前還沒(méi)有足夠客觀的模型。

同時(shí)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)是一個(gè)多維度的系統(tǒng)，輸入量和輸出量都比較多，而且輸入與輸出間關(guān)系并不明確，這種模糊的關(guān)系無(wú)法用明確的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行表述，不同指標(biāo)間的可公度性在模型建立過(guò)程中難以令人滿意，無(wú)法找到一種可以平衡各變量之間差異的統(tǒng)一度量。層次分析法等常見(jiàn)綜合評(píng)價(jià)方法只能給出評(píng)價(jià)對(duì)象之間的排序，不能明確排名靠后的具體原因，不利于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量體系的改進(jìn)。

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）方法，線性規(guī)劃工具是其評(píng)價(jià)和研究的主要手段，是針對(duì)待評(píng)價(jià)樣本多樣、非參數(shù)統(tǒng)計(jì)的一種運(yùn)籌方法。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型以資源利用率優(yōu)化為工具，以多數(shù)據(jù)輸入和多數(shù)據(jù)輸出的權(quán)重系統(tǒng)為運(yùn)籌變量，建立一個(gè)資源利用率優(yōu)化的基礎(chǔ)模型，在該模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行評(píng)價(jià)，有效的規(guī)避了通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)明確指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，客觀性比較好，建立的模型有效的將輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)，并且相互約束，在數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法中不需確定其關(guān)系的表達(dá)式，具有典型的模糊模式特點(diǎn)。因此數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法適合于多輸入輸出變量決策單元的相對(duì)有效性評(píng)價(jià)。

綜上，本文提出一種基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析CCR 模型算法的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法。該方法能夠滿足產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的復(fù)雜系統(tǒng)，以及各指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度，指標(biāo)具有較好的包容性，不需要提供輸入輸出變量的數(shù)學(xué)關(guān)系，一定程度上減少了主觀因素的影響，能夠?qū)Ξa(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量進(jìn)行全面、客觀的綜合評(píng)價(jià)。

1 DEA 模型的建立

采用DEA 的CCR 模型作為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)模型。每一個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)單位是一個(gè)單獨(dú)的決策單元（DMU），再由所有被評(píng)價(jià)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)單位組成被評(píng)價(jià)的總體樣本，以同一類型輸入量和輸出量指標(biāo)作為模型計(jì)算輸入，分析輸入和輸出比率，以決策單元的各輸入和輸出指標(biāo)權(quán)重為變量進(jìn)行運(yùn)算，確定各決策單元是否DEA 有效。

表1 輸入指標(biāo)

表2 輸出指標(biāo)

表中vi為第i 種類型輸入的權(quán)重，vi≥0，ur為對(duì)第r種類型輸出的度量，ur≥0，每個(gè)決策單元具有特定的效率評(píng)價(jià)指數(shù)[2]。

第j 個(gè)決策單元效率評(píng)價(jià)指數(shù)為：

如以權(quán)重系數(shù)v 和u 為變量，目標(biāo)是第j0個(gè)決策單元的效率，約束條件是總體決策單元的效率指數(shù)均大于1，則建立了最理想的模型[3]：

模型（1）是分式規(guī)劃模型，當(dāng)使用C2變換時(shí)，可將其轉(zhuǎn)化為等價(jià)的線性規(guī)劃形式，即：

針對(duì)含有非阿基米德無(wú)窮小量的CCR 輸入模型，可以根據(jù)以下規(guī)則對(duì)DEA 有效性進(jìn)行判定[5-6]：

若該線性規(guī)劃存在最優(yōu)解，可設(shè)θ，s-，s+為最優(yōu)解，則有：

若模型（2）中的θ=1，s-，s+為非零值，則決策單元j0為弱DEA 有效，意即在n 個(gè)決策單元組成的系統(tǒng)中，在初始輸入量x0的基礎(chǔ)上能夠獲得的產(chǎn)出y0已達(dá)最優(yōu)；

若模型（2）中的最優(yōu)值θ=1，并且s-=0，s+=0，則決策單元j0為DEA 有效；

若模型（2）中的最優(yōu)解θ＜1，則決策單元j0為DEA無(wú)效。

對(duì)于弱DEA 有效或DEA 無(wú)效的決策單元，優(yōu)化調(diào)節(jié)方向如下：在不減少輸出的情況下，使輸入減少（1-θ）X0+s-，或者在不增加輸入的情況下，使輸出增加s+。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程具有特定的不確定和復(fù)雜的性質(zhì)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者的主觀認(rèn)知也會(huì)對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程造成較大的因素，這些因素都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量保證構(gòu)成一定程度的影響，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量評(píng)價(jià)依據(jù)一整套客觀、有效的指標(biāo)體系構(gòu)建出產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的質(zhì)量狀態(tài)，對(duì)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)論的準(zhǔn)確度有較大的影響。因此，本文在構(gòu)建產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程輸入輸出變量時(shí)應(yīng)主要考慮以下幾點(diǎn)因素：

①系統(tǒng)性原則。構(gòu)建的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系應(yīng)系統(tǒng)、全面地反映產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的整體情況，確保評(píng)價(jià)結(jié)果全面、可靠；

②有效性原則。管理的主要過(guò)程以及質(zhì)量控制之間的關(guān)系是質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系要精確反映出的最主要的方面，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中質(zhì)量控制的缺陷具有重要的意義。指標(biāo)的設(shè)定涵義要明確，具有可操作性，從而保證評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性和有效性；

③客觀性原則。建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)要以產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的客觀環(huán)境為依據(jù)，應(yīng)避免主觀因素的干擾；

④動(dòng)態(tài)性原則。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程是一個(gè)不斷迭代的過(guò)程，這是因?yàn)閮?nèi)部和外部因素都是不斷變化的，因此，質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的構(gòu)建應(yīng)該具備可以適時(shí)調(diào)整的空間。

在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)，納入輸入向量和輸出向量的變量需要滿足一定的特點(diǎn)，首先需要能夠宏觀表現(xiàn)評(píng)價(jià)目的，其次能夠較好的考量決策單元之間的一致性。另外，評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)量有一定的限制，片面追求評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量的廣泛會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果差異性較小。

根據(jù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程壽命周期的劃分階段及內(nèi)容，主要包含以下幾個(gè)階段：

①任務(wù)明確階段。這個(gè)階段是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的起點(diǎn)，在該階段，具體的設(shè)計(jì)任務(wù)得到了明確，通過(guò)分析需求和產(chǎn)品的可行性，確定了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)目標(biāo)以及開(kāi)發(fā)過(guò)程需要耗費(fèi)的時(shí)間等；

②概念設(shè)計(jì)階段。該階段是在承接上一個(gè)階段的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品的主要功能、造型、質(zhì)量、工藝技術(shù)等進(jìn)行全面的規(guī)劃，形成產(chǎn)品的概念方案，經(jīng)過(guò)客觀的評(píng)估，得到最優(yōu)且能具備實(shí)際操作性的設(shè)計(jì)方案；

③詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。這一階段，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行逐次拆解、具體化，明確成套的產(chǎn)品零部件設(shè)計(jì)、各部件的裝配關(guān)系及其總體結(jié)構(gòu)。在該階段，關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括裝配設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化等；

④工作/工藝圖設(shè)計(jì)階段。詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)束后，下一步即形成給試制提供全部工作圖樣文件和設(shè)計(jì)文件的工藝圖設(shè)計(jì)階段，在設(shè)計(jì)階段，開(kāi)發(fā)人員必須以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)性文件作為開(kāi)發(fā)準(zhǔn)則；

⑤樣機(jī)試制階段。本階段產(chǎn)品以樣機(jī)這樣實(shí)際產(chǎn)品的形態(tài)出現(xiàn)，設(shè)計(jì)的質(zhì)量、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能以及主要工藝等情況，都是在樣機(jī)試制后進(jìn)行的檢測(cè)計(jì)量，而檢測(cè)計(jì)量結(jié)果也正是修正和改善工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)，同時(shí)，樣機(jī)的試制過(guò)程也是對(duì)生產(chǎn)部門(mén)的實(shí)際生產(chǎn)能力的一次全面檢驗(yàn)；

⑥產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)階段。經(jīng)過(guò)檢測(cè)計(jì)量樣機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)后，結(jié)合生產(chǎn)部門(mén)的實(shí)際生產(chǎn)能力確定生產(chǎn)的進(jìn)度。生產(chǎn)狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)定代表著產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)的開(kāi)始及開(kāi)發(fā)過(guò)程的終止[7]。

根據(jù)上述原則分析產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程指標(biāo)的特點(diǎn)，按照算法的要求，將其分為輸入和輸出兩種指標(biāo)，指標(biāo)體系如表3。

表3 輸入、輸出指標(biāo)體系

3 實(shí)證分析

將DEA 方法的CCR 模型應(yīng)用于8 家單位的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)，對(duì)每個(gè)待評(píng)價(jià)單位應(yīng)用專家打分法進(jìn)行打分，在打分過(guò)程中，引入成熟度評(píng)價(jià)模型，將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的質(zhì)量控制成熟度劃分為5 個(gè)等級(jí)，專家在對(duì)應(yīng)等級(jí)分值區(qū)域內(nèi)進(jìn)行裁量，方便打分專家把握，每個(gè)成熟度等級(jí)反映了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程不同發(fā)展階段的特點(diǎn)[8]：

①初始級(jí)[分值：50-60]：質(zhì)量控制意識(shí)淡薄，質(zhì)量控制依賴各環(huán)節(jié)工作人員的自主行為，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的質(zhì)量控制處于無(wú)組織、無(wú)規(guī)律的形態(tài)；

②簡(jiǎn)單級(jí)[分值：60-70]：了解質(zhì)量控制的重要性，但還只是最基礎(chǔ)的層面，成立了固定的質(zhì)量管理部門(mén)，一些基本的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，能夠在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中確認(rèn)，質(zhì)量控制的對(duì)象是關(guān)鍵點(diǎn)，品控效果得到了初步的顯現(xiàn)；

③標(biāo)準(zhǔn)級(jí)[分值：70-80]：質(zhì)量控制過(guò)程通過(guò)編制一系列程序文件和作業(yè)文件，流程上做到了規(guī)范化，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的質(zhì)量控制完善，開(kāi)發(fā)人員愿意接受質(zhì)量控制部門(mén)的管理，但質(zhì)量控制工作仍然主要依賴質(zhì)量控制部門(mén)推動(dòng)；

④管理級(jí)[分值：80-90]：質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的形成是在其他基礎(chǔ)級(jí)的長(zhǎng)期運(yùn)行后得到的，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的量化進(jìn)行計(jì)算和分析，質(zhì)量控制的操作者轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員，質(zhì)量控制過(guò)程更加完善和有效；

⑤優(yōu)化級(jí)[分值：90-100]：形成一整套的、合理規(guī)范的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量控制流程，能及時(shí)根據(jù)內(nèi)外部環(huán)境的改變，及時(shí)變更質(zhì)量控制狀態(tài)，進(jìn)行非外部影響的自主優(yōu)化[9-10]。

8 家待評(píng)價(jià)單位的指標(biāo)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 輸入輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)

同理可以求得其他被評(píng)價(jià)單位的線性模型，并運(yùn)用LINGO 軟件編制運(yùn)算程序求解，8 個(gè)決策單元的CCR 模型計(jì)算值見(jiàn)表5。

表5 各決策單元模型效率計(jì)算值

從計(jì)算結(jié)果可以看出，決策單元DMU3和DMU4、DMU8為DEA 有效，相對(duì)于所有參與評(píng)價(jià)的單位而言，達(dá)到了最優(yōu)，其他5 家單位均為DEA 無(wú)效，優(yōu)劣程度依次遞減為DMU1、DMU5、DMU7、DMU6、DMU2，根據(jù)無(wú)效決策單元的松弛變量數(shù)據(jù)可以調(diào)節(jié)優(yōu)化，例如DMU1，在輸出不變的情況下，當(dāng)明確設(shè)計(jì)任務(wù)、概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)的綜合評(píng)分降低后，資源輸入的利用率將達(dá)到最優(yōu)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，意味著工藝圖設(shè)計(jì)的認(rèn)可度相對(duì)不足，應(yīng)通過(guò)改善試制工作圖樣的質(zhì)量控制、提高試制技術(shù)文件的質(zhì)量控制等措施優(yōu)化工藝圖設(shè)計(jì)，使總體資源利用率達(dá)到最優(yōu)。

4 結(jié)束語(yǔ)

將DEA 方法引入產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)，有效克服了評(píng)價(jià)過(guò)程中主觀因素的影響，評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)結(jié)果具有較好的客觀性和透明性。實(shí)證結(jié)果表明，算法可行、有效，關(guān)鍵是建立正確的模型和選取恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)指標(biāo)變量。