一种可迭代改进的国产仪器主观验评方法

北京工业大学集成电路与系统研究室 侯立刚 罗启明

北京泰瑞特检测技术服务有限责任公司 闫 实 李亚芳 张 昕

1.引言

长期以来，进口检测仪器一直占据着我国的主要市场，大到国家机构机关，小到各高校的实验室，进口仪器都占据着主导地位。2013年，实验分析仪器进口62.94亿美元,出口14.56亿美元,贸易逆差48.38亿美元[1]。出现这一现象的原因有很多，一来国产仪器的行业规模小，专业分散。国家统计局数据显示：2014 年，我国仪器仪表全行业共有规模以上企业4116 家，近1100 家主要企业是仪器仪表协会会员单位[2]。二来，人们普遍认为进口仪器的规格，性能远远优于国产仪器，虽然国产仪器在价格上有优势，但是人们还是不惜重金追求所谓的高性能。再有，低档同质化竞争，国外隐形技术壁垒依然使得中国国产仪器处于尴尬境地[3]。面对如此窘境，如何向用户证明实力，凸显权威已经成为国产仪器行业发展的重中之重。

为了摆脱国产仪器目前的困境，除了需要突破技术上的壁垒之外，建立一套完善的验证评价体系非常重要。一套完善的验证评价体系可以扭转用户对国产科学仪器的偏见，解决了国产科学仪器“选购难”的问题，促进了国产仪器企业与用户的深入交流，同时帮助企业寻找了薄弱环节和解决了关键难题，有效提升了国产仪器的市场占有率，从而取得良好的社会和经济效益[4]。两年之前，国内一些学者从技术服务，检测方案和采购平台三个方面总结了目前验评工作的重点[5]。今年3月28日，北京市科委组织召开“国产科学仪器验证与综合评价服务”媒体推介会。通过开展验评工作，不少优秀国产科学仪器得到社会认可，有力提升了国产仪器的研发及产业化[6-7]。6月8日，第五届“国产检测仪器设备验证与综合评价技术服务推介会”正式发布了《分析化学仪器设备验证与综合评价指南》行业标准。该标准系首个国产检测仪器设备验证与综合评价认证认可行业标准[8]。

在验证评价体系中，主观验评占据重要地位。主观验评在某种意义上表征了国产仪器的用户体验，可以为国产仪器制造企业确定产品在用户体验方面的不足之处和确定改进方向，给用户带去更多“质优价廉”国产仪器。如何进一步改善主观验评方案迫在眉睫。基于这种情况，本文提出一种可迭代改进的国产仪器主观验评方法。

2. 迭代改进机制基本原理

本文主要采用实证研究法，首先提出利用建模的方式确定国产仪器主观验评的方法，然后对国产仪器主观验评的实现过程做了系统的论述，最后通过综合分析对原有方案的建模进行合理的评价和改善。具体的实施方法是通过建模的方式先确定好主观验评的各种组成要素，例如主验评需要准备好的基本材料，主观验评的对象，主观验评的时间，主观验评的参与人员，主观验评的地点，最主要的是主观验评的各项具体内容和指标（例如国产仪器的外观、做工精细程度、噪声、按钮触觉等等）。在建立好主观验评的模型之后，通过国产仪器的操作指导书以及通过相关国外对标产品的介绍引导参与人员对仪器进行操作。通过调查问卷的方式记录参与人员对验评对象的主观评价。然后将专业人员对于仪器鉴定的技术指标，性能等方面的研究数据结果作为标准，将收集到的主观评价结果与专业人员的研究数据进行比对，从中发现最初方案建模中的不合理的因素，并且进行适时的迭代与改进，以便进行进一步的，更大规模的主观验评工作。

3. 可反馈改善国产仪器主观验评方案的方法

3.1 实现流程

具体实现方法如图1所示。

图1 具体实现流程图

3.2 验评方案建模

建模主要内容是主观验评的各种要素，这里我们建模主要包括验评对象DH1798可编程恒功率直流电源以及DH2794A直流程控电子负载两台仪器，主观验评的时间在2017年5月至2017年7月每周五下午，主观验评的参与对象为北京工业大学微电子学院电子科学与技术专业本科生，北京工业大学微电子学院大规模集成电路设计方向研究生及部分导师，北京师范大学本科生以及特邀公司工程师（其中参与主观验评DH1798可编程恒功率直流电源和DH2794A 直流程控电子负载各累计51人）。主观验评的参评因素包括仪器外观、做工精细程度、仪器噪声、按钮触觉、接口设计、携带方便、说明书易懂程度、记录数据的方便程度、功能齐全的程度等等。除此之外，我们还提供了国产验评仪器的操作说明书以及国外对标产品的相关资料。

图2 国外对标产品

3.3 仪器主观验评操作

在建立好主观验评的模型之后，此过程实施具体的仪器主观验评测试。在验评测试之前，引导验评参与人员浏览相应的仪器操作说明书，初步了解仪器以及对应开关按钮的相关功能。除此之外，我们还提供国外对标产品的相关参数，为验评参与人员提供评价标准。提供的国外对标产品如图2所示。其中左图为国外Keysight N5764厂商提供的恒功率直流电源，右图为国外Keysight N3305A厂商提供的直流程控电子负载。在对国外对标产品相关参数及所需验评的仪器有了初步了解之后，验评参与人员按照操作说明书操作仪器，并且记录所测数据。验评人员测试DH1798可编程恒功率直流电源过压保护功能场景如图3所示，验评人员测试DH2794A直流程控电子负载恒定电流功能场景如图4所示。

图3 DH1798可编程恒功率直流电源过压保护功能测试场景

图4 DH2794A直流程控电子负载恒定电流功能测试场景

图5 DH1798可编程恒功率直流电源验评人员性别、年龄、对仪器的熟悉程度、接口设计规范的评价统计结果

3.4 统计主观验评结果

验评参与人员在对仪器进行主观验评测试后，我们需要对他们主观验评的结果进行统计，此处我们采取问卷调查的方式，在问卷上列出众多仪器的基本属性，采取评分的方式来反映验评参与人员的满意程度。这样的一个好处是结果比较直观并且方便统计。除此之外，我们还增设了验评意见栏以弥补所列仪器属性不全的短板，大大提高了评价的主观性。图5为对DH1798可编程恒功率直流电源验评人员性别、年龄、对仪器的熟悉程度、接口设计规范的评价统计结果。图6为对DH2794A 直流程控电子负载验评人员性别、年龄、对仪器的熟悉程度、按钮触觉感受的评价统计结果。

图6 DH2794A 直流程控电子负载验评人员性别、年龄、对仪器的熟悉程度、按钮触觉良好的评价统计结果

3.5 主观验评与专业评测结果的对比

统计完主观验评的结果后，我们可获得验评参与人员对于验评对象的总体评价。为了提高主观验评的可靠性，我们需要进一步将结果与专业人员的技术指标，性能参数等方面的研究数据结果进行对比。

3.6 比对结果的分析

通过将验评统计结果与专业人员的技术指标，性能参数等方面的数据进行对比，我们可能发现某些方面不相一致。如在本次验评实施过程中，对于两个仪器的特色功能是否突出这一项评价，在问卷上反映的情况是大多数人对于特色功能的概念比较模糊，不了解仪器的真正的特色功能，而专业人员的技术指标和性能参数的研究数据显示仪器具有鲜明的特色功能。再如：对于两个仪器的接口设计规范评价这一项，考虑到仪器可能出现大电流和高压的情况，专业人员的技术指标和性能参数的研究数据显示接口符合标准，而参与验评的人员中30周岁以下的大多数人员则认为接口曝露，有安全隐患。

3.7 迭代并改善主观验评的方案

经过比对结果的分析反馈，我们可以发现主观验评方案里面的不足之处，这时我们可以加以修改。这样一次次迭代，最终完善。比如上述的两个仪器的特色功能突出这一项评价，原因是因为大多数人对于仪器行业的经验不足或者对于仪器方面的专业知识缺乏，导致了大多数验评参与者对于“特色功能”没有概念，说明我们建模时所选的参与主观验评的对象中对于仪器行业有经验的或者仪器专业人员比例应该相应提高，这样对于此项的评价结果才具有代表性。

4. 结论与总结

本文采用实证研究的方法，针对如何在验评中改善国产仪器主观验评的方法展开相关研究，提出了一种迭代改进的国产仪器主观验评方的方法。并通过对两款国产仪器DH1798可编程恒功率直流电源和DH2794A直流程控电子负载进行主观验评来论证该方法的实用性和可靠性。通过建模的方式先确定好参与主观验评的各种要素，在建立好主观验评的模型之后，通过国产仪器的操作指导书以及相关国外对标产品的介绍引导参与人员进行仪器操作。操作完以后通过调查问卷的方式记录验评参与人员对验评对象的主观评价。然后将专业人员对于仪器鉴定的技术指标，性能等方面的研究数据结果作为标准，将收集到的主观评价结果与专业人员的研究数据进行比对，从中发现最初方案建模中的不合理的因素，并且进行适时的改善与调整。这样通过一次次迭代，最终完善验评方法。从实施效果来看，具有一定的可靠性和实用性。

[1]柯继日. 国产检测仪器何时突出重围[J]. 质量探索,2014,11(06)1-3.

[2]2.8亿招标采购 国产仪器为何遭排挤[J]. 中国招标,2016,(06)4-5.

[3]于寅虎.致远电子垂直创新理念助推国产仪器努力前行——访广州致远电子股份有限公司创始人周立功教授[J].电子产品世界,2014,21(04)1-3.

[4]管晶晶. 权威的验证评价，助力国产检测仪器强势崛起[N].科技日报,2016-12-29(003).

[5]刘来福,刘岩,孙月琴,高峰,卢晓宇,刘鑫. 国产分析仪器综合评价方法研究[J]. 分析仪器,2015,(01)67-70.

[6]凌纪伟.“验评服务”推动国产科学仪器打破进口垄断[N].企业家日报,2017-03-30(003).

[7]贺丹. 筑就国产仪器设备发展的快车道[N].中国建材报,2017-04-07(003).

[8]认监文.首个国产检测仪器设备验证与综合评价行业标准发布[J].中国计量,2017,(08):76.