王佳祥

(陸軍航空兵學(xué)院,北京 101123)

0 引言

測試性是指裝備能及時準(zhǔn)確地確定其狀態(tài)(可工作、不可工作或性能下降),并有效隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計特性[1]。直升機(jī)的研制是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及機(jī)電、航電、結(jié)構(gòu)、動力等多個專業(yè),測試性設(shè)計和驗證貫穿整個研制過程。測試性評價做得好,是提高產(chǎn)品質(zhì)效、降低研制風(fēng)險的有效手段。其他軍兵種早在2012年就開展了相關(guān)裝備的測試性評價問題研究[2-4]。但現(xiàn)行軍用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范,缺少直升機(jī)方案階段測試性評價工作的指標(biāo)體系。

針對以上問題,本文從裝備管理的角度出發(fā),通過梳理方案階段測試性工作的主要工作、評審內(nèi)容及評價要點,采用層次分析法構(gòu)建直升機(jī)方案階段測試性評價體系。從設(shè)計之初開始規(guī)范、完善評價機(jī)制及評審過程管理,提高直升機(jī)方案階段測試性評價的客觀性、合理性。

1 方案階段測試性評價工作分析

按照GJB 2547A-2012《裝備測試性工作通用要求》的階段劃分,測試性管理涉及工作項目200系列、400系列、500系列的工作內(nèi)容,其工作內(nèi)容互有交叉耦合。測試性技術(shù)線、管理線各階段評價節(jié)點匯總?cè)鐖D1所示[5-8]。

圖1 測試性相關(guān)評價節(jié)點匯總

結(jié)合陸軍航空裝備工程經(jīng)驗,方案階段的測試性工作一般依據(jù)診斷方案、測試性設(shè)計準(zhǔn)則、FMECA(Failure Mode Effects Criticality Analysis,故障模式、影響及危害性分析)等進(jìn)行測試性建模,開展測試性虛擬仿真試驗,完善產(chǎn)品設(shè)計。在實際評審過程中,一般結(jié)合F轉(zhuǎn)C階段評審進(jìn)行測試性核查,為下一階段的產(chǎn)品研制提供輸入文件和數(shù)據(jù)源。

方案階段測試性評價主要內(nèi)容包含:裝備測試性及其工作項目要求的科學(xué)性和合理性;裝備測試性要求是否符合裝備診斷方案,診斷約束是否正確等內(nèi)容。

通過梳理發(fā)現(xiàn),軍方在整個測試性管理、監(jiān)管過程中存在薄弱環(huán)節(jié)。項目管理機(jī)構(gòu)和軍事代表機(jī)構(gòu)的介入時機(jī)沒有明確;各評審節(jié)點的評審標(biāo)準(zhǔn)和原則沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);尤其是在方案階段的測試性設(shè)計,是整個產(chǎn)品的設(shè)計輸入,對后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計影響較大。因此,在方案階段建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格進(jìn)行測試性審核、評價,是提高工作質(zhì)效的有效手段。

2 方案階段測試性評價指標(biāo)體系構(gòu)建

評價是反映測試性工作開展情況的關(guān)鍵因素,被評價的所有因素的集合就是指標(biāo)體系[9]。評價就是判斷這些指標(biāo),以證實設(shè)定的目標(biāo)是否達(dá)到。在一個科學(xué)的評價體系中,各評價指標(biāo)相互獨立、互不干擾。這些指標(biāo)從不同的方面反映評價目標(biāo),最終形成層次化的評價指標(biāo)體系[10]。按照系統(tǒng)性、獨立性、完備性原則構(gòu)建直升機(jī)方案階段測試性評價指標(biāo)體系。

2.1 評價工作內(nèi)容及影響因素分析

梳理方案階段測試性設(shè)計及驗證工作內(nèi)容可見,方案階段測試性評價主要涉及故障模式、影響與危害性分析(FMECA)、產(chǎn)品功能說明、測試性診斷方案、BIT設(shè)計、BIT關(guān)鍵安全故障設(shè)計、BIT防虛警設(shè)計、外部測試設(shè)計、制定測試性設(shè)計準(zhǔn)則、測試性設(shè)計準(zhǔn)則符合性檢查、開展測試性建模、測試性建模功能構(gòu)建、測試性建模結(jié)構(gòu)關(guān)系構(gòu)建、測試性建模故障信息構(gòu)建、測試信息對照分析、測試性建模分析等15項工作內(nèi)容。通過調(diào)研、專家咨詢,考慮評價階段為轉(zhuǎn)段評審,在設(shè)計準(zhǔn)則符合性自查時發(fā)現(xiàn)的問題,應(yīng)已得到有效的解決,故新增設(shè)計準(zhǔn)則符合性檢查落實整改1項工作內(nèi)容。

將以上16項測試性工作內(nèi)容作為方案階段測試性評價影響因素,依據(jù)重要度等級進(jìn)行打分:非常重要5分、比較重要4分、一般3分、不重要2分、非常不重要1分,匯總打分結(jié)果如表1所示。

表1 測試性評價工作重要度打分匯總表

對打分結(jié)果進(jìn)行因子分析。首先進(jìn)行KMO檢驗和Bartlett球形檢驗,數(shù)據(jù)分析結(jié)果為:KMO值為0.786,Bartlett的球形度檢驗近似卡方為1651.123;KMO值大于0.6(存在相關(guān)性),且P<0.05(有顯著性),符合因子分析要求。爾后,采用主成分分析方法進(jìn)行相關(guān)性矩陣抽取,用最大方差法進(jìn)行矩陣旋轉(zhuǎn)解輸出。系數(shù)顯示格式取消小格式,輸出得到總方差。抽取了4個影響因子,如表2所示。

2.2 目標(biāo)層指標(biāo)的選取

通過影響因素分析可見,4個影響因子累計方差總計81.932%,影響因子分析有效。綜合考慮裝備研制特點,對這4個主影響因子進(jìn)行分析歸類,形成評價目標(biāo)層,并重新命名。

影響因子一,涉及的為:故障模式、影響與危害性分析(FMECA)、產(chǎn)品功能說明,均為產(chǎn)品在在測試性工作開展設(shè)計之前進(jìn)行的產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)分解,是設(shè)計的輸入和依據(jù),可將其命名為“設(shè)計依據(jù)”。

影響因子二,涉及的為:測試性診斷方案、BIT設(shè)計、BIT關(guān)鍵安全故障設(shè)計、BIT防虛警設(shè)計、外部測試設(shè)計,均為在產(chǎn)品開展測試性設(shè)計時的關(guān)鍵工作項目,可將其命名為“測試性設(shè)計”。

影響因子三,涉及的為:制定測試性設(shè)計準(zhǔn)則、測試性設(shè)計準(zhǔn)則符合性檢查、設(shè)計準(zhǔn)則符合性檢查落實整改,均是圍繞測試性準(zhǔn)則開展的活動,可將其命名為“測試性設(shè)計準(zhǔn)則及符合性檢查”。

影響因子四,涉及的為:開展測試性建模、測試性建模功能構(gòu)建、測試性建模結(jié)構(gòu)關(guān)系構(gòu)建、測試性建模故障信息構(gòu)建、測試信息對照分析、測試性建模分析,均是圍繞測試性建模、預(yù)計和測試性分析開展的活動,可將其命名為“測試性建模與分析”。

2.3 準(zhǔn)則層指標(biāo)的選取

準(zhǔn)則層是依據(jù)目標(biāo)層的分項目標(biāo)所開展的具體工作。依據(jù)前文梳理的方案階段測試性工作16項內(nèi)容及測試性評價影響因素分析,將其16項指標(biāo)分類納入各一級指標(biāo)的下級指標(biāo),作為評價體系的準(zhǔn)則層。

2.4 指標(biāo)層指標(biāo)的選取

指標(biāo)層指標(biāo)為準(zhǔn)則層項目開展工作內(nèi)容的關(guān)鍵評價點。例如,故障模式、影響與危害性分析(FMECA)的評價要點主要包含:①產(chǎn)品約定層次劃分的正確性和FMECA報告的配套符合性審查;②故障模式、故障原因及故障影響分析的充分性和一致性核查;③FMECA報告的內(nèi)容完整性審查;④故障判據(jù)、嚴(yán)酷度定義、故障判據(jù)和故障影響核查;⑤故障影響描述符合性核查;⑥故障檢測方法可行性;⑦FMECA分析效果評價?？梢詫⒃u價要點作為評價準(zhǔn)則層的指標(biāo),來評價準(zhǔn)則層工作的開展情況。

據(jù)此,共計分解59項評價要點,作為三級指標(biāo)層評價指標(biāo)。初步形成方案階段測試性評價指標(biāo)體系,如圖2所示。

圖2 測試性評價初步指標(biāo)體系

2.5 指標(biāo)體系完善

依據(jù)測試性評價初步指標(biāo)體系開展問卷調(diào)查。問卷調(diào)查對象為陸軍航空裝備以往型號設(shè)計研究所、裝備承制承研單位。所調(diào)研單位涉及裝備論證、直升機(jī)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化研究、成品制造、直升機(jī)總裝等多種類型軍地單位,覆蓋整個裝備研制周期。共計發(fā)放問卷40份,收回38份,有效問卷34份,有效率為89.47%。

使用SPSS 22對收回的34份有效問卷調(diào)查進(jìn)行統(tǒng)計分析,對數(shù)據(jù)的有效性、一致性進(jìn)行分析評估。經(jīng)SPSS數(shù)據(jù)信度分析,克隆巴赫系數(shù)為0.987,置信度良好。

經(jīng)數(shù)據(jù)匯總分析,所有指標(biāo)重要評分3分以上都在75%至90%,均為重要指標(biāo)。同時,依據(jù)反饋意見,考慮機(jī)電產(chǎn)品及結(jié)構(gòu)件的測試性設(shè)計,新增狀態(tài)監(jiān)控設(shè)計和預(yù)測設(shè)計部分的15項指標(biāo)層評價指標(biāo),爾后進(jìn)行第2輪問卷調(diào)查。

根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果,所有指標(biāo)重要評分3分以上都在70%～95%。同時,提出調(diào)整二級指標(biāo)狀態(tài)監(jiān)控設(shè)計E1與測試性預(yù)測設(shè)計E2,考慮部分結(jié)構(gòu)部分不適宜開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)控和預(yù)測設(shè)計,必要性和可行性分析需單獨形成指標(biāo)項。

2.6 方案階段評價指標(biāo)體系形成

通過兩輪問卷調(diào)查,對評價指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化和調(diào)整,匯總形成直升機(jī)方案階段測試性評價指標(biāo)體系。受篇幅限制,僅列出新增內(nèi)容,見圖3。

圖3 測試性評價指標(biāo)體系(新增部分)

3 小結(jié)

本文開展了直升機(jī)方案階段測試性評價指標(biāo)體系構(gòu)建研究,將測試性管理工作與測試性技術(shù)工作的交叉內(nèi)容、評價時機(jī)和工作內(nèi)容進(jìn)行融合,利用主成分分析法提取關(guān)鍵因素,確定目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層評價指標(biāo),初步形成測試性評價指標(biāo)體系;通過兩輪問卷調(diào)查對評價指標(biāo)體系進(jìn)一步細(xì)化和完善,最終形成直升機(jī)方案階段測試性評價指標(biāo)體系,為有效開展直升機(jī)方案階段測試性評價工作奠定了基礎(chǔ)。