用戶參與航天電子元器件認(rèn)證的模式研究

◎中國運載火箭技術(shù)研究院物流中心 張偉 林雄輝 劉泓 熊盛陽 加春雷

宇航級和高可靠電子元器件作為重要戰(zhàn)略資源，在航天工程發(fā)展建設(shè)中起到舉足輕重的作用。然而，目前國內(nèi)高性能電子元器件相當(dāng)一部分依賴進(jìn)口，用量大、使用面廣的中低性能電子元器件又普遍達(dá)不到宇航級的可靠性要求，同時，我國還面臨著國外電子元器件禁運等一系列問題。這些都成為我國航天事業(yè)發(fā)展的重大隱患。

針對電子元器件可靠性等級低及其保障體系與應(yīng)用不完全匹配的問題，我國提出了實施電子元器件系統(tǒng)發(fā)展的思路。其中，認(rèn)證作為保障體系中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)被重點關(guān)注。

總結(jié)我國航天電子元器件研制生產(chǎn)的發(fā)展歷程，出發(fā)點均是從提高航天重點型號配套急需的元器件入手，進(jìn)而推動元器件可靠性總體水平的提高。這種重點突破、引領(lǐng)全局的發(fā)展模式同樣被應(yīng)用于宇航級和高可靠元器件領(lǐng)域。這就意味著，用戶將在推動元器件可靠性發(fā)展過程中起到必不可少的作用。

一、現(xiàn)有認(rèn)證流程

電子元器件認(rèn)證的主要特點是認(rèn)證范圍覆蓋全面、基礎(chǔ)配套要求嚴(yán)格、行為規(guī)范參考明確。根據(jù)在認(rèn)證過程中的作用及實施時機的區(qū)別，可將認(rèn)證的內(nèi)容分為三類：一是認(rèn)證主流程，包含標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)、生產(chǎn)線認(rèn)證和產(chǎn)品或工藝/材料鑒定；二是認(rèn)證后續(xù)維持流程，包含合格資格的保持、生產(chǎn)線認(rèn)證合格資格延續(xù)以及合格證書和認(rèn)證標(biāo)志使用與管理；三是基礎(chǔ)配套程序，包含測量設(shè)備管理及校準(zhǔn)/檢定規(guī)程確定、鑒定實驗室認(rèn)可以及審查員認(rèn)可。

從用戶的角度出發(fā)，以實現(xiàn)產(chǎn)品預(yù)期的性能和可靠性為出發(fā)點及歸宿，用戶著重關(guān)注認(rèn)證主流程和認(rèn)證后續(xù)維持流程。

1．認(rèn)證主流程

標(biāo)準(zhǔn)是認(rèn)證過程的依據(jù)，其要求和規(guī)定貫徹于整個流程。產(chǎn)品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)包含產(chǎn)品通用和詳細(xì)規(guī)范。電子元器件標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)環(huán)節(jié)規(guī)定了認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)控制要求、標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)及標(biāo)注更改確認(rèn)的程序與要求。

標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)以后，承制方按照標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行研制、生產(chǎn)，并按照流程申請生產(chǎn)線認(rèn)證以及產(chǎn)品/工藝/材料的鑒定。產(chǎn)品生產(chǎn)線認(rèn)證體現(xiàn)對宇航級和高可靠產(chǎn)品生產(chǎn)過程中硬件與軟件的要求，包括申請前承制方內(nèi)部質(zhì)量審核、申請資料提交、資料審查、現(xiàn)場審查、糾正措施跟蹤、認(rèn)證證書發(fā)放等內(nèi)容。

2．認(rèn)證后續(xù)維護(hù)流程

承制方在生產(chǎn)線認(rèn)證合格證書有效期滿前提出生產(chǎn)線認(rèn)證合格資格延續(xù)申請。合格證書和認(rèn)證標(biāo)志的使用與管理有明確的要求，包括對認(rèn)證合格標(biāo)識位置的要求以及認(rèn)證標(biāo)志工藝的要求等。在生產(chǎn)線和產(chǎn)品認(rèn)證合格期間，承制方每年都要向?qū)彶闄C構(gòu)提交合格資格保持情況的報告，審查機構(gòu)每年至少對承制方進(jìn)行1 次現(xiàn)場例行監(jiān)督檢查。對審查出的問題，承制方要進(jìn)行糾正并接受糾正監(jiān)督。

二、用戶參與產(chǎn)品認(rèn)證

宇航級和高可靠電子元器件研制可以劃分為項目立項、產(chǎn)品研制和項目驗收三個階段。根據(jù)對用戶需求的分析，要在各階段中對現(xiàn)有認(rèn)證進(jìn)行補充、擴(kuò)展，從而使用戶的需求得以滿足。

1．用戶需求

用戶要在認(rèn)證過程中正確發(fā)揮自己的作用，首先要明確需求，從自身的需求出發(fā)才能在認(rèn)證流程中正確把握自身需要參與的內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，確定參與的時機并逐步分析參與的方式。用戶需求雖然種類繁多，但都是圍繞著對產(chǎn)品固有可靠性的期望，主要反映在以下幾個方面：

對性能指標(biāo)的要求，包含產(chǎn)品的電性能、封裝和尺寸等；對設(shè)計的要求，包含產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工藝、材料等；對質(zhì)量一致性的要求，包括同批次和不同批次產(chǎn)品性能參數(shù)一致性、壽命試驗前后性能參數(shù)一致性等要求；對質(zhì)量保證的要求，包括產(chǎn)品成品率、關(guān)鍵工序能力指數(shù)等；對產(chǎn)品應(yīng)用的要求，包括應(yīng)用驗證、應(yīng)用指南等；對承制方供貨能力的要求，包括研發(fā)能力、產(chǎn)能、質(zhì)量控制、生產(chǎn)線現(xiàn)場管理能力、售后服務(wù)等。

以上六個方面基本覆蓋了用戶對產(chǎn)品的要求，可將這些要求分為現(xiàn)有認(rèn)證過程可以滿足、不能完全滿足以及需要額外增加認(rèn)證環(huán)節(jié)才能滿足三種類型。

2．項目立項

現(xiàn)階段用戶的需求是宇航級和高可靠科研立項的出發(fā)點。申報項目應(yīng)當(dāng)依據(jù)型號對產(chǎn)品的技術(shù)要求，充分考慮預(yù)研成果、現(xiàn)有技術(shù)和工業(yè)水平以及繼承性等因素，分析技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和周期上方面可行性。同時，應(yīng)當(dāng)明確產(chǎn)品應(yīng)用的型號任務(wù)、產(chǎn)品立項要解決的主要問題、用戶的特殊要求、攻關(guān)后要求達(dá)到的性能和可靠性指標(biāo)以及對產(chǎn)品研制周期的要求。

用戶在對產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)制/驗收、復(fù)驗/篩選、產(chǎn)品使用以及產(chǎn)品管理/技術(shù)歸零的過程中，對制造商科研生產(chǎn)能力及信譽都比較了解，在確定承制方之前，由用戶對各制造商的科研生產(chǎn)能力進(jìn)行評價，能夠?qū)χ鞴懿块T的決策起到一定的參考作用。

3．產(chǎn)品研制階段

產(chǎn)品研制階段可以劃分為詳細(xì)規(guī)范確認(rèn)、產(chǎn)品研制方案確認(rèn)、產(chǎn)品初樣、產(chǎn)品正樣和產(chǎn)品定型五個階段。為保障定型產(chǎn)品的固有可靠性能夠滿足用戶的需求，在上述流程的基礎(chǔ)上增加結(jié)構(gòu)分析和應(yīng)用驗證兩個環(huán)節(jié)。

結(jié)構(gòu)分析包含元器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝控制和材料選用等方面內(nèi)容。結(jié)構(gòu)分析的主要目標(biāo)是對元器件滿足評價要求和相關(guān)項目運行要求的能力作出早期判斷。分析過程主要關(guān)注設(shè)計和結(jié)構(gòu)工藝、所用材料、固有可靠性狀況、工藝質(zhì)量和潛在危險。

元器件的可靠性可分為應(yīng)用和固有可靠性。固有可靠性是由于設(shè)計、結(jié)構(gòu)、原材料等因素導(dǎo)致的產(chǎn)品本身的可靠性問題。通過結(jié)構(gòu)分析可以發(fā)現(xiàn)元器件結(jié)構(gòu)中包含的可靠性信息，如果這些可靠性問題在使用階段才被暴露，會造成時間和成本的巨大浪費。用戶可以根據(jù)其工作經(jīng)驗以及對元器件工作環(huán)境的了解，提前發(fā)現(xiàn)這些可靠性隱患，因此很有必要在元器件研制階段對產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

應(yīng)用驗證是一個提供證據(jù)的過程。為確保產(chǎn)品能夠滿足一定的應(yīng)用環(huán)境，通過試驗、評估等手段開展一系列的理論分析和試驗，并將結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)或用戶要求對比，最終得出產(chǎn)品是否可用的結(jié)論。

宇航級和高可靠電子元器件應(yīng)用驗證是對元器件在航天工程應(yīng)用前開展的一系列試驗、評估和綜合評價等工作，以確定元器件研制的成熟度和在航天工程中應(yīng)用的適用度，并通過綜合分析、評價得出可用度。應(yīng)用驗證的目的是獲取元器件的可靠性數(shù)據(jù)，說明是否滿足航天產(chǎn)品的要求。

4．項目驗收階段

通過生產(chǎn)線認(rèn)證可以掌握產(chǎn)品研制生產(chǎn)的相關(guān)信息，包括產(chǎn)品質(zhì)量保證要求的落實、承制方供貨能力要求等。用戶有必要參加生產(chǎn)線認(rèn)證審查，核查產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)策劃、用戶特殊要求的實現(xiàn)、材料的控制以及其它生產(chǎn)線質(zhì)量控制管理情況。對發(fā)現(xiàn)的問題作出判斷，并跟蹤問題的整改措施落實。

承制方申請鑒定的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)是已經(jīng)設(shè)計定型的產(chǎn)品。用戶應(yīng)當(dāng)對產(chǎn)品一致性性能指標(biāo)、關(guān)鍵工序控制等信息進(jìn)行調(diào)查，并將立項時用戶提出的關(guān)鍵參數(shù)在鑒定試驗中得以反映，最終審核鑒定試驗結(jié)果。

在產(chǎn)品合格資格保持及生產(chǎn)線認(rèn)證延續(xù)階段，應(yīng)當(dāng)總結(jié)用戶的反饋意見，并審查故障處理過程中反映的問題以及其整改措施的落實情況。這些信息都將作為資格保持的重要依據(jù)。

基于我國宇航級和高可靠電子元器件的發(fā)展現(xiàn)狀，筆者提出的用戶參與產(chǎn)品認(rèn)證的模式，既能體現(xiàn)現(xiàn)有體系對元器件的共性要求，又能充分實現(xiàn)用戶對宇航級和高可靠電子元器件的個性要求，為認(rèn)證機構(gòu)完善相關(guān)流程提供了參考。▲