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當(dāng)前地面電子設(shè)備研制過(guò)程中電子元器件立足國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品開(kāi)展設(shè)計(jì)選型的意識(shí)已經(jīng)有了顯著提升，但是受單位經(jīng)營(yíng)管理、生產(chǎn)制造工藝、元器件采購(gòu)渠道、設(shè)計(jì)師選型等因素影響，仍然有部分面臨停產(chǎn)、禁運(yùn)或存在安全隱患的進(jìn)口元器件應(yīng)用于地面電子設(shè)備，嚴(yán)重制約了設(shè)備的自主保障能力。為此開(kāi)展了地面電子設(shè)備元器件選用風(fēng)險(xiǎn)分析，深刻剖析現(xiàn)狀問(wèn)題，并從設(shè)計(jì)選型、采購(gòu)管理、質(zhì)量檢測(cè)、委托第三方技術(shù)支撐機(jī)構(gòu)審查等多個(gè)維度提出元器件選用管控措施，為提高地面電子設(shè)備元器件選用水平提供參考。

 

地面電子設(shè)備電子和機(jī)電元器件選用現(xiàn)狀分析

 

01.元器件選用情況統(tǒng)計(jì)

 

地面電子設(shè)備由于使用環(huán)境相對(duì)良好，主要用于實(shí)現(xiàn)通信、保障等目的，在以往研制過(guò)程中對(duì)其元器件的選用管控質(zhì)量要求要低于航空、航天等大型復(fù)雜電子設(shè)備，這也間接導(dǎo)致地面電子設(shè)備的元器件選用情況較差，尤其復(fù)雜集成電路等產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品選用比例較低，對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品選用比例較高。如圖1所示，給出了某型設(shè)備中部分類(lèi)別器件國(guó)內(nèi)、國(guó)外選用分布統(tǒng)計(jì)情況。

圖1. 某型設(shè)備電子元器件國(guó)內(nèi)/外選用分布統(tǒng)計(jì)情況

 

 

從上圖統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，通用元件、分立器件等類(lèi)別進(jìn)口元器件選用比例較小，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品基本能夠滿(mǎn)足裝備需求；進(jìn)口元器件占比最大的為集成電路，集成電路中進(jìn)口元器件規(guī)格數(shù)量超過(guò)的該類(lèi)別總數(shù)的一半，其占比達(dá)到總規(guī)格的74.34%，而影響裝備質(zhì)量可靠性、戰(zhàn)技指標(biāo)的核心關(guān)鍵電子元器件基本都是半導(dǎo)體集成電路。

 

02.元器件質(zhì)量等級(jí)分析

 

對(duì)地面電子設(shè)備選用元器件的質(zhì)量等級(jí)開(kāi)展統(tǒng)計(jì)分析，選用的國(guó)產(chǎn)元器件其產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)主要為軍用級(jí)、七專(zhuān)級(jí)、普軍級(jí)和工業(yè)級(jí)；進(jìn)口元器件產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)主要為工業(yè)級(jí)和商業(yè)級(jí)。其中約36%的國(guó)產(chǎn)元器件質(zhì)量等級(jí)為工業(yè)級(jí)，且生產(chǎn)廠家多為代理商或不知名廠商，元器件的產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法保證且質(zhì)量問(wèn)題難以追溯；超過(guò)90%進(jìn)口元器件件質(zhì)量等級(jí)為工業(yè)級(jí)和商業(yè)級(jí)。

 

工業(yè)級(jí)、商業(yè)級(jí)產(chǎn)品與軍品、軍溫級(jí)產(chǎn)品的工作溫度、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、封裝形式都有著較大的差異，在高、低溫等環(huán)境下性能較差，進(jìn)而影響裝備整體的質(zhì)量水平。

 

03.進(jìn)口元器件風(fēng)險(xiǎn)分析

 

出于研制成本、周期等考慮，某型地面電子設(shè)備選用了大量工業(yè)級(jí)進(jìn)口元器件，共涉及100多家國(guó)外元器件廠家，元器件規(guī)格最多的前10家制造商中有8家是集成電路生產(chǎn)廠家，這些廠家主要集中在歐美等地區(qū)，例如國(guó)際著名的集成電路供應(yīng)商TI、AD等公司，其中選用TI公司的產(chǎn)品占進(jìn)口器件總比例為29.33%，選用AD公司的產(chǎn)品占進(jìn)口器件總比例為14.62%，這主要是因?yàn)橄嗤阅芩降倪M(jìn)口集成電路其價(jià)格遠(yuǎn)低于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，且性能穩(wěn)定，導(dǎo)致設(shè)備研制單位在采購(gòu)復(fù)雜集成電路芯片時(shí)更傾向于進(jìn)口產(chǎn)品。

 

但是，選用進(jìn)口元器件尤其復(fù)雜集成電路同樣帶來(lái)了很大的停產(chǎn)斷檔、安全隱患等風(fēng)險(xiǎn)，且進(jìn)口元器件采購(gòu)方式多數(shù)為代理商采購(gòu)或轉(zhuǎn)口貿(mào)易等，產(chǎn)品出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題，用戶(hù)很難獲取原始制造商提供的技術(shù)服務(wù)和生產(chǎn)制造過(guò)程的原始數(shù)據(jù)，極大的影響了元器件失效機(jī)理分析和問(wèn)題定位的準(zhǔn)確性，質(zhì)量歸零和舉一反三工作難以開(kāi)展；此外，進(jìn)口元器件出故障后，通常只能通過(guò)更換器件的方式進(jìn)行解決，設(shè)備本身存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)未徹底解決。由于進(jìn)口元器件采購(gòu)渠道中間環(huán)節(jié)較多、國(guó)內(nèi)檢測(cè)能力和成本限制等原因，采購(gòu)過(guò)程中很難避免假冒偽劣產(chǎn)品的混入，也不排除部分進(jìn)口元器件存在安全隱患問(wèn)題。

 

經(jīng)統(tǒng)計(jì)地面電子設(shè)備選用的進(jìn)口元器件風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型主要如

 

表1 進(jìn)口元器件風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型統(tǒng)計(jì)

 

04.元器件失效情況統(tǒng)計(jì)分析

 

收集某型地面電子設(shè)備近年來(lái)元器件失效數(shù)據(jù)，如表2所示，初步統(tǒng)計(jì)可知，失效數(shù)量較多的故障現(xiàn)象是低溫不工作，進(jìn)一步核實(shí)發(fā)現(xiàn)失效元器件多為進(jìn)口復(fù)雜集成電路等產(chǎn)品，這主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)設(shè)備研制單位對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品缺乏有效的質(zhì)量控制措施和檢測(cè)手段，且選用的進(jìn)口元器件多為工業(yè)級(jí)和商業(yè)級(jí)產(chǎn)品，其額定工作溫度范圍較窄，高低溫環(huán)境下容易失效發(fā)生過(guò)故障。以進(jìn)口商業(yè)級(jí)產(chǎn)品為例，其工作溫度范圍僅為0～70℃，而我國(guó)東北地區(qū)、高原地區(qū)冬季室外溫度往往會(huì)達(dá)到-30℃～-40℃，其工作溫度不能滿(mǎn)足要求，選用進(jìn)口商業(yè)級(jí)器件極大的增加了設(shè)備低溫不工作的概率。

 

表2. 某型地面電子設(shè)備近年來(lái)元器件失效數(shù)據(jù)

 

元器件選用管控措施

 

針對(duì)地面電子設(shè)備元器件選用過(guò)程中存在的問(wèn)題，需要建立元器件選用管控工作機(jī)制，加強(qiáng)元器件選用審查力度，實(shí)現(xiàn)全面支撐地面電子設(shè)備元器件自主保障的工作目標(biāo)。

 

01.強(qiáng)化選型管理和優(yōu)選指導(dǎo)

 

1）應(yīng)制定設(shè)備電子元器件選用管理要求等頂層管理文件，督促設(shè)計(jì)師基于國(guó)產(chǎn)元器件開(kāi)展選型設(shè)計(jì)，明確元器件選用基本原則，至少包含電子元器件的功能性能參數(shù)、環(huán)境適應(yīng)性、質(zhì)量等級(jí)、供貨保障能力等要求。

 

2）應(yīng)制定電子元器件優(yōu)選原則，在功能性能滿(mǎn)足使用要求的情況下，優(yōu)先選用元器件廠家企業(yè)規(guī)模較大、實(shí)力雄厚的廠家的產(chǎn)品，以確保元器件產(chǎn)品的持續(xù)供貨能力和售后服務(wù)質(zhì)量得到保障；在考慮環(huán)境適應(yīng)性要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用固有指標(biāo)滿(mǎn)足使用要求的元器件產(chǎn)品，不能依賴(lài)于高應(yīng)力篩選從低檔次產(chǎn)品中獲取可用產(chǎn)品；此外應(yīng)根據(jù)地面電子設(shè)備整機(jī)性能水平要求，合理控制元器件的質(zhì)量等級(jí)，限制低質(zhì)量等級(jí)的元器件選用。

 

3）應(yīng)建立單位內(nèi)部的元器件選用審核組織架構(gòu)，明確選用、審核、批準(zhǔn)的各層級(jí)人員及其職責(zé)。

 

4）應(yīng)建立電子元器件選型數(shù)據(jù)庫(kù)，將以往應(yīng)用成熟的器件不斷納入到數(shù)據(jù)庫(kù)中；有條件的應(yīng)建立元器件信息管理系統(tǒng)，將設(shè)備設(shè)計(jì)階段元器件選型的審核過(guò)程流程化、標(biāo)準(zhǔn)化，提升選用其質(zhì)量和可靠性。

 

02.加強(qiáng)采購(gòu)環(huán)節(jié)質(zhì)量控制

 

針對(duì)設(shè)計(jì)師提出的電子元器件使用需求，采購(gòu)人員應(yīng)通過(guò)正規(guī)渠道購(gòu)買(mǎi)滿(mǎn)足使用要求的元器件，同時(shí)應(yīng)建立電子元器件合格供應(yīng)商名錄，全面評(píng)估供應(yīng)商的供貨能力、供貨質(zhì)量、供貨周期等，不滿(mǎn)足要求的及時(shí)剔除合格供應(yīng)商名錄，以約束和保證采購(gòu)渠道的暢通；其次，應(yīng)定期統(tǒng)計(jì)各供應(yīng)商元器件的質(zhì)量表現(xiàn)數(shù)據(jù)，標(biāo)識(shí)優(yōu)先采購(gòu)級(jí)別，因?yàn)榧词故峭灰?guī)格的器件，若由不同生產(chǎn)商生產(chǎn)制造，其質(zhì)量與可靠性都會(huì)有一定的差異；再次應(yīng)盡可能集中采購(gòu)，降低采購(gòu)成本和質(zhì)量問(wèn)題溯源難度。

 

03.嚴(yán)格執(zhí)行元器件入廠檢測(cè)

 

采購(gòu)的電子元器件，到貨時(shí)應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)入廠檢測(cè)工作，通過(guò)審查文件（試驗(yàn)報(bào)告、合格證書(shū)等）和實(shí)物檢查，以驗(yàn)證元器件類(lèi)型和數(shù)量是否符合采購(gòu)要求；元器件入廠檢測(cè)時(shí)應(yīng)實(shí)施清潔、靜電放電、濕度、搬運(yùn)、包裝和裝運(yùn)的保護(hù)措施。

 

04.開(kāi)展二次篩選試驗(yàn)

 

電子元器件完成生產(chǎn)制造后的出廠檢測(cè)篩選為第一次篩選，本次篩選只是對(duì)缺陷元器件的剔除，這些缺陷可能來(lái)源于元器件制造的原材料質(zhì)量問(wèn)題，制造工藝的波動(dòng)引入的缺陷，制造設(shè)備不穩(wěn)定造成的缺陷以及人為的一些原因造成元器件的損傷等。一次篩選通常無(wú)法完全滿(mǎn)足裝備的使用要求。因此應(yīng)按照有關(guān)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、地面電子設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求等相關(guān)文件制定適用于地面電子設(shè)備的補(bǔ)充篩選試驗(yàn)，即為二次篩選試驗(yàn)，裝備選用的元器件應(yīng)經(jīng)過(guò)二次篩選后再投入到電子設(shè)備的生產(chǎn)制造中。

 

05.開(kāi)展選用審核，嚴(yán)格過(guò)程把關(guān)

 

依托專(zhuān)業(yè)第三方技術(shù)支撐機(jī)構(gòu)，在電子設(shè)備各研制階段對(duì)元器件選用清單開(kāi)展審核，綜合考慮優(yōu)選要求、供貨狀態(tài)、質(zhì)量等級(jí)、國(guó)內(nèi)相應(yīng)產(chǎn)品能力等情況，從是否滿(mǎn)足優(yōu)選要求、是否有高質(zhì)量等級(jí)產(chǎn)品、是否有國(guó)內(nèi)產(chǎn)品推薦等方面，逐一給出清單選型改進(jìn)建議，促進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備研制全過(guò)程質(zhì)量把關(guān)。并督促各分承制單位依據(jù)選型改進(jìn)建議，結(jié)合自身產(chǎn)品實(shí)際情況，開(kāi)展優(yōu)化設(shè)計(jì)、替代落實(shí)等工作。

 

結(jié)束語(yǔ)

 

電子元器件的功能性能穩(wěn)定性、質(zhì)量可靠性和長(zhǎng)期可獲得性等直接影響到電子設(shè)備的自主保障能力，尤其進(jìn)口元器件的停產(chǎn)禁運(yùn)、安全隱患等風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重制約了電子設(shè)備更新?lián)Q代。本文通過(guò)梳理分析地面電子設(shè)備元器件選用現(xiàn)狀、質(zhì)量水平、風(fēng)險(xiǎn)隱患等弊端，針對(duì)性提出了元器件選用管控措施，包括優(yōu)先基于國(guó)產(chǎn)元器件開(kāi)展設(shè)計(jì)，加強(qiáng)元器件質(zhì)量篩查，建立元器件選用審查機(jī)制，助力地面電子設(shè)備擺脫研制生產(chǎn)和維修保障困境，逐步實(shí)現(xiàn)地面電子設(shè)備元器件選用全面自主保障工作目標(biāo)。