空空導彈新研元器件可靠性保證方法研究

摘要：新研元器件可靠性是型號產品質量與可靠性較為薄弱的環節。通過總結型號新研元器件管理與技術要求的實踐經驗，提出了空空導彈新研元器件可靠性保證的途徑和方法，即建立“三合一”指標體系，包含新研元器件技術要求、驗收要求和使用要求，以及開展元器件應用驗證。最后提出建設空空導彈元器件應用驗證中心的構想，闡述了它對保證空空導彈新研元器件可靠性的重要意義。

關鍵詞：空空導彈；新研元器件；可靠性；應用驗證

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

0、引言

空空導彈新研元器件，是指國內電子元器件生產廠未生產過的元器件，由于型號使用部門的需要，經主管設計人員提出并論證，按一定程序審批，指定一個或幾個元器件生產廠研制、生產的元器件，有時也稱其為新品或專用元器件。新研元器件研制同系統研制一樣，存在著在設計、生產中逐步成熟的過程，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型號研制做出顯著貢獻的同時，也給型號的批生產帶來了風險。主要表現在：

（1）產品研制時可基本滿足要求，批生產發生質量和進度問題，無法滿足使用要求，個別器件甚至成為批生產的瓶頸；

（2）在器件使用過程中仍出現技術指標體系不完整、試驗條件不符合實際使用環境要求等問題。

表1是某型號產品設計定型后，在裝配、調試、試驗及使用過程中，出現裝機元器件失效情況統計。

進一步分析元器件失效情況，可以得出以下結論：

a.新研元器件失效數超過全部元器件失效數的60%：

b.大部分新研元器件失效，出現在驗收合格后裝機使用環節：

c.新研元器件失效主要原因是器件不適應使用環境和工作條件。

由于空空導彈貯存或使用面臨長期交變溫度環境、長期振動環境、復雜電磁環境和電子戰環境，對其使用的元器件環境適應性提出更高要求。同時，由于空空導彈小型化特點，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，導致新研元器件比例相對較高，上機使用率高。因此，為滿足使用要求，應從管理和技術上加強新研元器件可靠性控制，明確管理程序要求，確定技術流程和方法，增強應用驗證環節，以保證空空導彈新研元器件可靠性。

1、國內型號元器件應用存在的問題

1.1 元器件研制基礎薄弱，元器件應用問題突出

國內電子元器件，尤其是微電子器件在設計、生產工藝和材料、測試及質量控制等，與國外先進水平相比存在差距。很多鑒定合格的元器件其質量穩定性、可靠性仍存在隱患。產品穩定性、可靠性、批次一致性的問題解決緩慢，元器件應用問題尤顯突出。

1.2 元器件研制與工程應用脫節

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

1.3 缺乏必要的應用驗證工作

研制后的元器件由使用方進行簡單的裝機驗證，但要求不明確、方法不規范，缺乏科學性、系統性、權威性。沒有專業的應用驗證機構組織落實應用驗證工作，沒有建成系統的應用驗證手段，沒有形成科學、合理、得到認可的應用驗證規范，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定

新研元器件管理程序和規定應對新研元器件的需求分析、申報立項、研制單位確定、合同簽訂、研制過程監控、詳細規范審查、技術鑒定、檢驗驗收、技術狀態控制、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。

使用單位應明確新研元器件的管理歸口部門和技術歸口部門及其職責。根據需要，可成立元器件專業委員會和型號線元器件技術組，以指導和參與新品的研制和使用工作。

使用單位的主管設計師提出新品技術要求及其驗證要求，技術歸口部門應編制新品通用技術要求。新研元器件的試驗項目、方法和條件應以滿足型號要求為前提，以國家軍用標準為依據來確定。

在關鍵節點或關鍵項目應進行評審，以下情況或項目應組織評審，形成評審報告，并履行簽字手續：

（1）新品立項論證；

（2）新品研制合同和技術協議；

（3）研制單位提交的新品研制方案；

（4）新研元器件試驗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、初樣轉正樣研制；

（7）正樣產品使用情況；

（8）詳細規范和復驗規范；

（9）新品技術鑒定。

2.2 建立“三合一”指標體系和應用驗證要求

元器件研制之初，應明確新研元器件“三合一”指標體系的要求，即

（1）技術要求：功能、性能參數等技術指標要求及其驗證要求：

（2）驗收要求：篩選試驗、鑒定檢驗和質量一致性檢驗要求：

（3）使用要求：RMSE（可靠性、維修性、保障性、環境適應性）要求。

“三合一”指標體系應最終落實到新研元器件的詳細規范中。與此同時，應提出和實施新研元器件的應用驗證要求。

“三合一”指標體系的建立以及元器件的應用驗證，應充分考慮新研元器件在壽命周期內所承擔的功能、所處的工作環境及其他特殊要求。

3、新研元器件“三合一”指標體系

3.1 技術要求

技術要求包含性能與測試要求，它規定和決定了新研元器件的結構、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。

性能參數應全面、完整，形成閉環，并且可測量、可驗證。主要包括技術參數，測試項目、方法和要求及判據，工作溫度范圍和振動要求以及振動過程中需通電檢測/監測的項目和要求等。

3.2 驗收要求

驗收要求應包括制造過程控制，篩選項目和條件，質量保證規定，驗收項目、方法、判據和要求等。

按照規范要求進行檢驗（試驗）、文件與數據審查等工作，并決定是否接收產品。驗收時研制方提供的文件包括篩選報告、質量一致性檢驗報告、DPA報告、失效分析元器件清單及分析報告、相關數據、產品設計及工藝文件等。器件的質量一致性檢驗與器件質量水平密切相關，質量一致性檢驗中的A組和B組試驗作為各檢驗批交貨驗收的條件，C組和D組試驗作為交貨驗收的周期檢驗條件。

3.3 使用要求

（1）壽命要求

主要包括通電總次數、通電壽命、起落次數、貯存壽命。

（2）環境應力篩選要求

在交付前應100%進行環境應力篩選（ESS），篩選應力包括溫度循環和隨機振動。溫度循環過程中在高低溫達到溫度保持時間后應通電并進行性能檢測；振動過程中應通電并進行性能檢測。

（3）環境適應性要求

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、加速度試驗、機械沖擊試驗、掛飛功能振動試驗、自主飛行振動試驗、低溫低氣壓試驗、濕熱試驗、淋雨試驗和鹽霧試驗的要求和方法。

4、新研元器件應用驗證要求

4.1 新研元器件應用驗證的作用

空空導彈元器件應用驗證是指元器件在空空導彈中應用前，開展的一系列管理、試驗、評價等驗證工作，以確定新研元器件的技術、應用狀態和可靠性滿足空空導彈的可用性以及應用的成熟度。新研元器件應用驗證是由使用方主導，為滿足空空導彈應用的一項元器件應用可靠性保證工作。凡屬首次在空空導彈應用的新研元器件，應經過使用單位組織實施的應用驗證。需要進行應用驗證的還包括元器件技術狀態發生變更從而影響接口關系及潛在的可靠性，以及出現重大質量問題，需要對元器件進行重新評價等情況。

空空導彈新研元器件應用驗證可以起到以下作用：

（1）提供新研元器件在空空導彈中使用的數據支撐，以及權威的驗證結果，降低應用風險，并提供決策依據：

（2）對空空導彈新研元器件選用和控制提供科學規范的指導，提高新研元器件應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狀的基礎上用好元器件，提高應用成熟度：

（4）將應用驗證信息反饋到生產廠進行改進，提高新研元器件固有可靠性和在空空導彈中的可用性。

4.2 空空導彈元器件應用驗證中心的構想

元器件應用驗證是解決新研元器件“不敢用、不好用、用不好”的關鍵所在，建立空空導彈元器件應用驗證中心，系統開展空空導彈用元器件應用驗證的研究、實施和管理，可以顯著提升空空導彈元器件應用水平和能力，為型號研制和元器件選用提供體系化的支持。驗證中心主要承擔共性技術研究、元器件應用驗證和信息管理等三項任務和職能。

空空導彈元器件應用驗證中心以應用驗證能力建設為重點，成體系、系統性地開展元器件檢測與應用驗證。建成結構分析、失效分析、系統適應性評估、極限評估、力和熱環境適應性評估、應用環境適應性評估等六大能力；模擬真實使用環境，建成元器件級、板（部件）級、整機（艙段）級、系統級四級空空導彈元器件應用驗證平臺，形成空空導彈各類元器件應用驗證的系列標準、規范、方法和流程，加速促進國產元器件在空空導彈系統中的集成應用，提高空空導彈元器件應用水平，降低裝機風險，保證空空導彈的質量與可靠性。

5、結論

新研元器件可靠性是空空導彈質量與可靠性的重要前提。根據空空導彈應用元器件的特點，優化新研元器件管理流程，制定新研元器件通用技術要求，提出和實施“三合一”指標體系，增強元器件研制到使用過程中的應用驗證要求，對保證空空導彈新研元器件可靠性大有裨益。