對(duì)軍用直升機(jī)電子元器件管理及選用控制的思考

劉明川

（航空工業(yè)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，天津 300000）

軍用直升機(jī)是國(guó)家中低空國(guó)防建設(shè)中最為重要的武器裝備之一，隨著作戰(zhàn)模式的演變和信息技術(shù)的發(fā)展，直升機(jī)不再簡(jiǎn)單地被應(yīng)用于空中運(yùn)輸任務(wù)，也肩負(fù)起了對(duì)地打擊、監(jiān)視偵查、電子對(duì)抗等一系列信息化使命任務(wù)，由一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的航空機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)化成了一個(gè)復(fù)雜的航空電子產(chǎn)品。電子元器件作為電子產(chǎn)品的基本組成，是電子產(chǎn)品系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的物理載體，也是產(chǎn)品高性能和高可靠性的重要保障。直升機(jī)作為一個(gè)極為復(fù)雜的電子產(chǎn)品，包括航電武器系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、機(jī)電管理系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)以及電氣管理系統(tǒng)等多個(gè)電子系統(tǒng)，電子元器件故障風(fēng)險(xiǎn)增加，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，直升機(jī)外場(chǎng)保障中有近30%的故障是由電子元器件故障引起的，其中40%是由電子元器件選用不合理造成的，電子元器件故障給直升機(jī)使用造成了嚴(yán)重影響，如何加強(qiáng)電子元器件選用控制成為當(dāng)務(wù)之急。此外，直升機(jī)裝備中應(yīng)用著大量進(jìn)口芯片類電子元器件，例如CPU、FPGA、AD/DA轉(zhuǎn)換器、DSP等，隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷提升，我國(guó)外部形勢(shì)日趨緊張，許多西方國(guó)家把限制此類核心高端電子元器件出口作為遏制我國(guó)武器裝備發(fā)展的基本國(guó)策，核心高端電子元器件進(jìn)口存在禁運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)，給我國(guó)直升機(jī)裝備生產(chǎn)帶來(lái)了巨大隱患，如何推進(jìn)核心高端電子元器件國(guó)產(chǎn)化也是當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題。

直升機(jī)電子元器件管理及選用控制就是在對(duì)直升機(jī)所用電子元器件的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，優(yōu)化電子元器件選型，控制電子元器件質(zhì)量，推進(jìn)進(jìn)口電子元器件國(guó)產(chǎn)化，保障我國(guó)直升機(jī)裝備的使用可靠性和生產(chǎn)安全性，使得我國(guó)直升機(jī)裝備健康穩(wěn)定發(fā)展。

1 直升機(jī)元器件工作的特點(diǎn)

1.1 統(tǒng)計(jì)規(guī)模大

我國(guó)直升機(jī)裝備研制面向陸、海、空、武警部隊(duì)等多個(gè)軍兵種，型號(hào)眾多，且伴隨著作戰(zhàn)任務(wù)的多樣化，直升機(jī)系統(tǒng)愈加復(fù)雜，加裝設(shè)備增多，僅一型直升機(jī)所使用的電子元器件數(shù)量就多達(dá)近十萬(wàn)個(gè)，如此巨大的規(guī)模給整機(jī)電子元器件管理及選用控制帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

1.2 迭代性

直升機(jī)電子元器件管理及選用控制伴隨直升機(jī)型號(hào)研制的方案、設(shè)計(jì)、鑒定定型全過(guò)程，強(qiáng)調(diào)過(guò)程控制，每個(gè)階段需根據(jù)元器件使用情況審查結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)故障情況及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)，更新電子元器件使用情況，具有迭代性。

1.3 注重選用可靠性

不同于一般武器裝備，直升機(jī)應(yīng)用于鹽霧、濕熱、高原、高寒、電子干擾強(qiáng)烈等多種復(fù)雜的環(huán)境中，并且自身帶有強(qiáng)烈振動(dòng)，對(duì)電子元器件可靠性及環(huán)境適應(yīng)性提出了較高的要求，直升機(jī)用電子元器件的研制、生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、篩選等全過(guò)程必須滿足要求。

1.4 注重選用自主性

電子元器件國(guó)產(chǎn)化是直升機(jī)裝備國(guó)產(chǎn)化的重要保障，是國(guó)家戰(zhàn)略安全的重要基石。目前，直升機(jī)裝備中許多核心高端電子元器件依然依賴進(jìn)口，嚴(yán)重威脅著我國(guó)直升機(jī)裝備的發(fā)展，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)電子元器件使用成為電子元器件管理及選用控制工作的重中之重。

2 直升機(jī)元器件工作面臨的問(wèn)題

2.1 重視程度不足

長(zhǎng)期以來(lái)，電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)只注重功能的實(shí)現(xiàn)和性能的優(yōu)劣，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能、達(dá)到參數(shù)指標(biāo)要求即認(rèn)為完成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，同時(shí)，產(chǎn)品驗(yàn)收考核中，也主要關(guān)注產(chǎn)品功能是否滿足裝備的要求，而電子元器件的選用情況并未作為產(chǎn)品驗(yàn)收考核的項(xiàng)目，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員把電子元器件選用管理工作當(dāng)成了附加工作、分外工作，沒(méi)有引起足夠的重視；此外，電子元器件頂層法規(guī)文件作為電子元器件管理及選用控制工作開展的指導(dǎo)性文件，其要求下宣止步于整機(jī)院所，并未在成品單位以及元器件生產(chǎn)單位得到充分宣貫，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員對(duì)于頂層法規(guī)文件的要求了解有限，法規(guī)文件形同虛設(shè)。

2.2 元器件信息填報(bào)不規(guī)范

為保障直升機(jī)所使用的電子元器件的可靠性、自主性以及供貨穩(wěn)定性，電子元器件管理及選用控制工作需要掌握各個(gè)配套成品所使用的每款電子元器件的基本信息、質(zhì)量保證信息、應(yīng)用信息以及國(guó)產(chǎn)化信息等多方面的信息，每款元器件需填報(bào)信息多達(dá)40余項(xiàng)，且填報(bào)項(xiàng)目涉及專業(yè)術(shù)語(yǔ)較多，例如：分類代碼、質(zhì)量等級(jí)、國(guó)產(chǎn)化程度等級(jí)、安全等級(jí)顏色、必要性等，設(shè)計(jì)人員對(duì)專業(yè)術(shù)語(yǔ)理解不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致信息填報(bào)不夠規(guī)范。此外，電子元器件涵蓋范圍較廣，涉及集成電路、電能源、光電子器件、電真空器件、分立器件、微波器件等多種類別，不同類別器件研制生產(chǎn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同，填報(bào)內(nèi)容有異，例如：半導(dǎo)體分立器件依據(jù)GJB 33A-97，將元器件質(zhì)量等級(jí)劃分為JP（普軍級(jí)）、JT（特軍級(jí)）、JCT（超特軍級(jí)）和JY（宇航級(jí)），半導(dǎo)體集成電路，依據(jù)GJB 597A-96，將質(zhì)量等級(jí)分為B1級(jí)、B級(jí)和S級(jí)，混合集成電路，依據(jù)GJB 2438A-2002將質(zhì)量等級(jí)劃分為D級(jí)、G級(jí)、H級(jí)和K級(jí)。每款元器件均需逐項(xiàng)查詢核實(shí)，導(dǎo)致填報(bào)信息不規(guī)范，錯(cuò)填、漏填現(xiàn)象嚴(yán)重，大大增加了元器件管理及選用控制難度。

2.3 元器件選用存在局限性

直升機(jī)應(yīng)用于溫度交變、振動(dòng)強(qiáng)烈、電磁信號(hào)復(fù)雜的環(huán)境中，對(duì)電子元器件的質(zhì)量、可靠性以及環(huán)境適應(yīng)性有較高的要求。但在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員往往基于自身設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)習(xí)慣以及本廠的元器件庫(kù)進(jìn)行電子元器件選型，導(dǎo)致元器件選型存在局限性，同時(shí)，由于信息的堵塞，元器件生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品不能及時(shí)進(jìn)入設(shè)計(jì)人員的視野，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員不能及時(shí)掌握行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，發(fā)揮行業(yè)優(yōu)勢(shì)，部分元器件會(huì)選擇非行業(yè)主流產(chǎn)品，其質(zhì)量、可靠性以及供貨能力均存在較大風(fēng)險(xiǎn)，不能滿足直升機(jī)電子元器件選用的要求。

2.4 元器件國(guó)產(chǎn)化替代存在兼容性風(fēng)險(xiǎn)

隨著我國(guó)科技工業(yè)水平的不斷發(fā)展，我國(guó)武器裝備的國(guó)產(chǎn)化水平不斷提高，許多電子元器件實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，但主要集中于電阻、電容等簡(jiǎn)單電子元器件，對(duì)于處理器、存儲(chǔ)器、轉(zhuǎn)換器、可編程邏輯器件等高端電子元器件的使用依然大量依賴于進(jìn)口。為了擺脫受制于人的被動(dòng)局面，新品高端國(guó)產(chǎn)電子元器件應(yīng)用驗(yàn)證成為實(shí)現(xiàn)進(jìn)口電子元器件國(guó)產(chǎn)化替代，提高武器裝備國(guó)產(chǎn)化水平的重要途徑。

然而，目前的應(yīng)用驗(yàn)證模式多是基于進(jìn)口陪試器件開展板卡設(shè)計(jì)和驗(yàn)證試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證的國(guó)產(chǎn)元器件雖表面可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)口元器件功能、性能的替代，但因?qū)嶋H裝機(jī)環(huán)境中需與其他國(guó)產(chǎn)器件裝聯(lián)形成全國(guó)產(chǎn)化的板卡使用，存在著兼容性差，甚至不兼容的風(fēng)險(xiǎn)，且新品國(guó)產(chǎn)元器件缺少應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，成熟度低，裝機(jī)使用故障率高，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)進(jìn)口元器件的替代。

3 措施建議

3.1 建立考核制度

“千里之堤，毀于蟻穴”。電子元器件作為直升機(jī)裝備的基礎(chǔ)組成部分，影響著作戰(zhàn)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，甚至影響飛行的安全，必須引起足夠的重視。加強(qiáng)元器件選用控制，必須建立考核制度，在裝備關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，需對(duì)各產(chǎn)品的電子元器件選用情況進(jìn)行嚴(yán)格審查，并以予獎(jiǎng)懲。

3.2 加強(qiáng)元器件法規(guī)宣貫，設(shè)置專職人員，定期組織培訓(xùn)

電子元器件法規(guī)是元器件管理及選用控制工作開展的基本依據(jù)，為使得法規(guī)在成品研制單位和元器件生產(chǎn)單位得到充分宣貫、引起足夠的重視，裝備研制相關(guān)單位應(yīng)設(shè)置專職元器件管理及選用控制人員，裝備總體單位定期對(duì)其組織培訓(xùn)，對(duì)法規(guī)的要求和涉及的專業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行闡釋，保證法規(guī)要求在成品研制單位和元器件生產(chǎn)單位得以全面落實(shí)，專業(yè)術(shù)語(yǔ)得以準(zhǔn)確、充分理解。

3.3 建立元器件數(shù)據(jù)庫(kù)

元器件選用信息填報(bào)是一項(xiàng)十分繁瑣的工作，在成品設(shè)計(jì)過(guò)程中，隨著成品狀態(tài)的變更，元器件選用情況也需對(duì)應(yīng)更新，具有迭代性和反復(fù)性，極大地增加了設(shè)計(jì)人員的工作量。

然而，對(duì)于元器件生產(chǎn)廠家的某一型號(hào)的元器件而言，其所屬類別、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量等級(jí)、封裝形式等基本信息均為確定內(nèi)容，據(jù)此建立元器件數(shù)據(jù)庫(kù)，定期更新元器件數(shù)據(jù)，填報(bào)時(shí)通過(guò)“型號(hào)”和“廠家”同步檢索、自動(dòng)生成其他數(shù)據(jù)的方式自動(dòng)可以極大地提高填報(bào)效率，減少重復(fù)工作，減輕工作負(fù)擔(dān)，解決錯(cuò)填、漏填問(wèn)題，提高數(shù)據(jù)規(guī)范性。

3.4 制定優(yōu)選目錄，維護(hù)優(yōu)選目錄權(quán)威性

鑒于設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電子元器件選型時(shí)存在較大局限性，整機(jī)單位應(yīng)發(fā)揮平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，制定優(yōu)選目錄為設(shè)計(jì)人員提供指導(dǎo)與選擇。制定優(yōu)選目錄，將行業(yè)主流產(chǎn)品推送到設(shè)計(jì)人員的視野內(nèi)既使得裝備可靠性得以保障，也為元器件研用雙方搭起了信息互通的橋梁，元器件研制與裝備發(fā)展相互促進(jìn)、相互牽引，使得武器裝備朝著高可靠性的方向發(fā)展。同時(shí)，制定優(yōu)選目錄有利于規(guī)范元器件選型，壓縮元器件品種、規(guī)格和供應(yīng)單位，提高直升機(jī)電子元器件可靠性與保障性。

3.5 基于國(guó)產(chǎn)元器件開展應(yīng)用驗(yàn)證

應(yīng)用驗(yàn)證的根本目的是實(shí)現(xiàn)進(jìn)口器件的國(guó)產(chǎn)化，基于進(jìn)口陪試器件對(duì)國(guó)產(chǎn)器件進(jìn)行驗(yàn)證，雖可以減少試驗(yàn)過(guò)程故障的發(fā)生率，降低時(shí)間成本和費(fèi)用成本，但經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的許多國(guó)產(chǎn)器件，因驗(yàn)證環(huán)境與實(shí)際工作環(huán)境的不同，替代后存在著不兼容的風(fēng)險(xiǎn)，并不能快速實(shí)現(xiàn)進(jìn)口器件的國(guó)產(chǎn)化替代的目的。且從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，武器裝備立足國(guó)產(chǎn)電子元器件進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)完全自主化是我國(guó)武器裝備發(fā)展的必然選擇，因此，為了真正解決兼容性的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)直升機(jī)裝備的完全國(guó)產(chǎn)化、自主化，電子元器件的應(yīng)用驗(yàn)證必須基于國(guó)產(chǎn)陪試器件開展板卡設(shè)計(jì)和驗(yàn)證試驗(yàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

直升機(jī)電子元器件管理及選用控制工作是支撐我國(guó)直升機(jī)裝備發(fā)展的重要保障，加強(qiáng)電子元器件管理對(duì)于提升直升機(jī)裝備的國(guó)產(chǎn)化、自主化水平有著重要意義。目前，直升機(jī)電子元器件管理及選用控制工作中尚存在著諸多問(wèn)題，涉及法規(guī)的宣貫、信息的填報(bào)、元器件的選用以及國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用驗(yàn)證，必須通過(guò)加強(qiáng)法規(guī)的宣貫，建立信息化的元器件管理平臺(tái)等措施，逐步提高電子元器件選用控制水平，保障直升機(jī)裝備朝著高自主化、高可靠性方向穩(wěn)步發(fā)展。