空空導(dǎo)彈新研元器件可靠性保證方法研究

史玉琴　周婕　徐居明　付桂翠

摘要：新研元器件可靠性是型號產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性較為薄弱的環(huán)節(jié)。通過總結(jié)型號新研元器件管理與技術(shù)要求的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了空空導(dǎo)彈新研元器件可靠性保證的途徑和方法，即建立“三合一”指標(biāo)體系，包含新研元器件技術(shù)要求、驗(yàn)收要求和使用要求，以及開展元器件應(yīng)用驗(yàn)證。最后提出建設(shè)空空導(dǎo)彈元器件應(yīng)用驗(yàn)證中心的構(gòu)想，闡述了它對保證空空導(dǎo)彈新研元器件可靠性的重要意義。

關(guān)鍵詞：空空導(dǎo)彈；新研元器件；可靠性；應(yīng)用驗(yàn)證

中圖分類號：TJ760.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-5048（2014）02-0061-04

0、引言

空空導(dǎo)彈新研元器件，是指國內(nèi)電子元器件生產(chǎn)廠未生產(chǎn)過的元器件，由于型號使用部門的需要，經(jīng)主管設(shè)計(jì)人員提出并論證，按一定程序?qū)徟?，指定一個(gè)或幾個(gè)元器件生產(chǎn)廠研制、生產(chǎn)的元器件，有時(shí)也稱其為新品或?qū)Ｓ迷骷?。新研元器件研制同系統(tǒng)研制一樣，存在著在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中逐步成熟的過程，其可靠性往往低于成熟器件的可靠性。

新研元器件在為重點(diǎn)型號研制做出顯著貢獻(xiàn)的同時(shí)，也給型號的批生產(chǎn)帶來了風(fēng)險(xiǎn)。主要表現(xiàn)在：

（1）產(chǎn)品研制時(shí)可基本滿足要求，批生產(chǎn)發(fā)生質(zhì)量和進(jìn)度問題，無法滿足使用要求，個(gè)別器件甚至成為批生產(chǎn)的瓶頸；

（2）在器件使用過程中仍出現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)體系不完整、試驗(yàn)條件不符合實(shí)際使用環(huán)境要求等問題。

表1是某型號產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型后，在裝配、調(diào)試、試驗(yàn)及使用過程中，出現(xiàn)裝機(jī)元器件失效情況統(tǒng)計(jì)。

進(jìn)一步分析元器件失效情況，可以得出以下結(jié)論：

a.新研元器件失效數(shù)超過全部元器件失效數(shù)的60%：

b.大部分新研元器件失效，出現(xiàn)在驗(yàn)收合格后裝機(jī)使用環(huán)節(jié)：

c.新研元器件失效主要原因是器件不適應(yīng)使用環(huán)境和工作條件。

由于空空導(dǎo)彈貯存或使用面臨長期交變溫度環(huán)境、長期振動環(huán)境、復(fù)雜電磁環(huán)境和電子戰(zhàn)環(huán)境，對其使用的元器件環(huán)境適應(yīng)性提出更高要求。同時(shí)，由于空空導(dǎo)彈小型化特點(diǎn)，要求使用的元器件體積小、重量輕、高可靠、大功率、綜合化、集成化，導(dǎo)致新研元器件比例相對較高，上機(jī)使用率高。因此，為滿足使用要求，應(yīng)從管理和技術(shù)上加強(qiáng)新研元器件可靠性控制，明確管理程序要求，確定技術(shù)流程和方法，增強(qiáng)應(yīng)用驗(yàn)證環(huán)節(jié)，以保證空空導(dǎo)彈新研元器件可靠性。

1、國內(nèi)型號元器件應(yīng)用存在的問題

1.1 元器件研制基礎(chǔ)薄弱，元器件應(yīng)用問題突出

國內(nèi)電子元器件，尤其是微電子器件在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝和材料、測試及質(zhì)量控制等，與國外先進(jìn)水平相比存在差距。很多鑒定合格的元器件其質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性仍存在隱患。產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性、批次一致性的問題解決緩慢，元器件應(yīng)用問題尤顯突出。

1.2 元器件研制與工程應(yīng)用脫節(jié)

元器件生產(chǎn)廠與元器件使用方之間缺乏有效溝通，元器件生產(chǎn)廠不了解元器件應(yīng)用環(huán)境和要求，造成很多研制的元器件不能得到廣泛應(yīng)用。而使用方有關(guān)元器件的需求，如長壽命、高可靠性要求等，未完全貫徹于元器件的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)過程中，造成元器件的質(zhì)量特性不能完全滿足使用要求。

1.3 缺乏必要的應(yīng)用驗(yàn)證工作

研制后的元器件由使用方進(jìn)行簡單的裝機(jī)驗(yàn)證，但要求不明確、方法不規(guī)范，缺乏科學(xué)性、系統(tǒng)性、權(quán)威性。沒有專業(yè)的應(yīng)用驗(yàn)證機(jī)構(gòu)組織落實(shí)應(yīng)用驗(yàn)證工作，沒有建成系統(tǒng)的應(yīng)用驗(yàn)證手段，沒有形成科學(xué)、合理、得到認(rèn)可的應(yīng)用驗(yàn)證規(guī)范，元器件使用問題不能提前暴露、提前解決。

2、新研元器件管理程序要求

2.1 新研元器件管理程序和規(guī)定

新研元器件管理程序和規(guī)定應(yīng)對新研元器件的需求分析、申報(bào)立項(xiàng)、研制單位確定、合同簽訂、研制過程監(jiān)控、詳細(xì)規(guī)范審查、技術(shù)鑒定、檢驗(yàn)驗(yàn)收、技術(shù)狀態(tài)控制、研制單位審核、信息管理等過程，提出控制要求。新研元器件管理流程如圖1所示。

使用單位應(yīng)明確新研元器件的管理歸口部門和技術(shù)歸口部門及其職責(zé)。根據(jù)需要，可成立元器件專業(yè)委員會和型號線元器件技術(shù)組，以指導(dǎo)和參與新品的研制和使用工作。

使用單位的主管設(shè)計(jì)師提出新品技術(shù)要求及其驗(yàn)證要求，技術(shù)歸口部門應(yīng)編制新品通用技術(shù)要求。新研元器件的試驗(yàn)項(xiàng)目、方法和條件應(yīng)以滿足型號要求為前提，以國家軍用標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)來確定。

在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或關(guān)鍵項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行評審，以下情況或項(xiàng)目應(yīng)組織評審，形成評審報(bào)告，并履行簽字手續(xù)：

（1）新品立項(xiàng)論證；

（2）新品研制合同和技術(shù)協(xié)議；

（3）研制單位提交的新品研制方案；

（4）新研元器件試驗(yàn)基本要求和新研元器件RMSE要求：

（5）新品二次配套元器件、原材料；

（6）新品初樣研制、初樣轉(zhuǎn)正樣研制；

（7）正樣產(chǎn)品使用情況；

（8）詳細(xì)規(guī)范和復(fù)驗(yàn)規(guī)范；

（9）新品技術(shù)鑒定。

2.2 建立“三合一”指標(biāo)體系和應(yīng)用驗(yàn)證要求

元器件研制之初，應(yīng)明確新研元器件“三合一”指標(biāo)體系的要求，即

（1）技術(shù)要求：功能、性能參數(shù)等技術(shù)指標(biāo)要求及其驗(yàn)證要求：

（2）驗(yàn)收要求：篩選試驗(yàn)、鑒定檢驗(yàn)和質(zhì)量一致性檢驗(yàn)要求：

（3）使用要求：RMSE（可靠性、維修性、保障性、環(huán)境適應(yīng)性）要求。

“三合一”指標(biāo)體系應(yīng)最終落實(shí)到新研元器件的詳細(xì)規(guī)范中。與此同時(shí)，應(yīng)提出和實(shí)施新研元器件的應(yīng)用驗(yàn)證要求。

“三合一”指標(biāo)體系的建立以及元器件的應(yīng)用驗(yàn)證，應(yīng)充分考慮新研元器件在壽命周期內(nèi)所承擔(dān)的功能、所處的工作環(huán)境及其他特殊要求。

3、新研元器件“三合一”指標(biāo)體系

3.1 技術(shù)要求endprint

技術(shù)要求包含性能與測試要求，它規(guī)定和決定了新研元器件的結(jié)構(gòu)、外形尺寸、材料、封裝形式、管腳定義、接口，以及基本功能、性能參數(shù)。

性能參數(shù)應(yīng)全面、完整，形成閉環(huán)，并且可測量、可驗(yàn)證。主要包括技術(shù)參數(shù)，測試項(xiàng)目、方法和要求及判據(jù)，工作溫度范圍和振動要求以及振動過程中需通電檢測/監(jiān)測的項(xiàng)目和要求等。

3.2 驗(yàn)收要求

驗(yàn)收要求應(yīng)包括制造過程控制，篩選項(xiàng)目和條件，質(zhì)量保證規(guī)定，驗(yàn)收項(xiàng)目、方法、判據(jù)和要求等。

按照規(guī)范要求進(jìn)行檢驗(yàn)（試驗(yàn)）、文件與數(shù)據(jù)審查等工作，并決定是否接收產(chǎn)品。驗(yàn)收時(shí)研制方提供的文件包括篩選報(bào)告、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)報(bào)告、DPA報(bào)告、失效分析元器件清單及分析報(bào)告、相關(guān)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝文件等。器件的質(zhì)量一致性檢驗(yàn)與器件質(zhì)量水平密切相關(guān)，質(zhì)量一致性檢驗(yàn)中的A組和B組試驗(yàn)作為各檢驗(yàn)批交貨驗(yàn)收的條件，C組和D組試驗(yàn)作為交貨驗(yàn)收的周期檢驗(yàn)條件。

3.3 使用要求

（1）壽命要求

主要包括通電總次數(shù)、通電壽命、起落次數(shù)、貯存壽命。

（2）環(huán)境應(yīng)力篩選要求

在交付前應(yīng)100%進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選（ESS），篩選應(yīng)力包括溫度循環(huán)和隨機(jī)振動。溫度循環(huán)過程中在高低溫達(dá)到溫度保持時(shí)間后應(yīng)通電并進(jìn)行性能檢測；振動過程中應(yīng)通電并進(jìn)行性能檢測。

（3）環(huán)境適應(yīng)性要求

主要包括高溫貯存、高溫工作、低溫貯存、低溫工作、溫度沖擊試驗(yàn)、加速度試驗(yàn)、機(jī)械沖擊試驗(yàn)、掛飛功能振動試驗(yàn)、自主飛行振動試驗(yàn)、低溫低氣壓試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、淋雨試驗(yàn)和鹽霧試驗(yàn)的要求和方法。

4、新研元器件應(yīng)用驗(yàn)證要求

4.1 新研元器件應(yīng)用驗(yàn)證的作用

空空導(dǎo)彈元器件應(yīng)用驗(yàn)證是指元器件在空空導(dǎo)彈中應(yīng)用前，開展的一系列管理、試驗(yàn)、評價(jià)等驗(yàn)證工作，以確定新研元器件的技術(shù)、應(yīng)用狀態(tài)和可靠性滿足空空導(dǎo)彈的可用性以及應(yīng)用的成熟度。新研元器件應(yīng)用驗(yàn)證是由使用方主導(dǎo)，為滿足空空導(dǎo)彈應(yīng)用的一項(xiàng)元器件應(yīng)用可靠性保證工作。凡屬首次在空空導(dǎo)彈應(yīng)用的新研元器件，應(yīng)經(jīng)過使用單位組織實(shí)施的應(yīng)用驗(yàn)證。需要進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證的還包括元器件技術(shù)狀態(tài)發(fā)生變更從而影響接口關(guān)系及潛在的可靠性，以及出現(xiàn)重大質(zhì)量問題，需要對元器件進(jìn)行重新評價(jià)等情況。

空空導(dǎo)彈新研元器件應(yīng)用驗(yàn)證可以起到以下作用：

（1）提供新研元器件在空空導(dǎo)彈中使用的數(shù)據(jù)支撐，以及權(quán)威的驗(yàn)證結(jié)果，降低應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)，并提供決策依據(jù)：

（2）對空空導(dǎo)彈新研元器件選用和控制提供科學(xué)規(guī)范的指導(dǎo)，提高新研元器件應(yīng)用合理性和使用可靠性：

（3）全面掌握新研元器件的特性，在充分了解新研元器件現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上用好元器件，提高應(yīng)用成熟度：

（4）將應(yīng)用驗(yàn)證信息反饋到生產(chǎn)廠進(jìn)行改進(jìn)，提高新研元器件固有可靠性和在空空導(dǎo)彈中的可用性。

4.2 空空導(dǎo)彈元器件應(yīng)用驗(yàn)證中心的構(gòu)想

元器件應(yīng)用驗(yàn)證是解決新研元器件“不敢用、不好用、用不好”的關(guān)鍵所在，建立空空導(dǎo)彈元器件應(yīng)用驗(yàn)證中心，系統(tǒng)開展空空導(dǎo)彈用元器件應(yīng)用驗(yàn)證的研究、實(shí)施和管理，可以顯著提升空空導(dǎo)彈元器件應(yīng)用水平和能力，為型號研制和元器件選用提供體系化的支持。驗(yàn)證中心主要承擔(dān)共性技術(shù)研究、元器件應(yīng)用驗(yàn)證和信息管理等三項(xiàng)任務(wù)和職能。

空空導(dǎo)彈元器件應(yīng)用驗(yàn)證中心以應(yīng)用驗(yàn)證能力建設(shè)為重點(diǎn)，成體系、系統(tǒng)性地開展元器件檢測與應(yīng)用驗(yàn)證。建成結(jié)構(gòu)分析、失效分析、系統(tǒng)適應(yīng)性評估、極限評估、力和熱環(huán)境適應(yīng)性評估、應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性評估等六大能力；模擬真實(shí)使用環(huán)境，建成元器件級、板（部件）級、整機(jī)（艙段）級、系統(tǒng)級四級空空導(dǎo)彈元器件應(yīng)用驗(yàn)證平臺，形成空空導(dǎo)彈各類元器件應(yīng)用驗(yàn)證的系列標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、方法和流程，加速促進(jìn)國產(chǎn)元器件在空空導(dǎo)彈系統(tǒng)中的集成應(yīng)用，提高空空導(dǎo)彈元器件應(yīng)用水平，降低裝機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，保證空空導(dǎo)彈的質(zhì)量與可靠性。

5、結(jié)論

新研元器件可靠性是空空導(dǎo)彈質(zhì)量與可靠性的重要前提。根據(jù)空空導(dǎo)彈應(yīng)用元器件的特點(diǎn)，優(yōu)化新研元器件管理流程，制定新研元器件通用技術(shù)要求，提出和實(shí)施“三合一”指標(biāo)體系，增強(qiáng)元器件研制到使用過程中的應(yīng)用驗(yàn)證要求，對保證空空導(dǎo)彈新研元器件可靠性大有裨益。endprint