电子装备设计开发阶段质量问题分析与管控对策研究

马松涛，董振旗，江良州 ，王 炜

（1.驻骊山微电子公司军事代表室 陕西 西安 710119；2.第二炮兵工程大学 陕西 西安 710025）

电子装备设计开发阶段质量问题分析与管控对策研究

马松涛1，董振旗2，江良州2，王 炜2

（1.驻骊山微电子公司军事代表室 陕西 西安 710119；2.第二炮兵工程大学 陕西 西安 710025）

本文说明了设计开发阶段在电子装备质量特性形成过程的重要性，阐述了设计开发质量对其整套装备质量与可靠性的影响，主要分析了有关设计开发阶段的设计质量问题，探讨了产生装备设计研发质量问题的根源及其环境因素，结合装备质量监督检验工作实践，提出了电子装备设计开发阶段有关质量问题的管控方法与对策，从而有利于提高电子装备的设计开发质量与质量监督的能力。

电子装备；设计开发；质量；管控对策

1.1 设计选用元器件问题

元器件选用是电子装备研制过程中十分重要的内容之一，涉及元器件的型号规格、参数性能、质量等级、生产厂家、货源保障、环境适应性等方面。如果设计选用不当，装备一旦定型将后患无穷，甚至为此付出巨大代价。如某型计算机电源选用的一种型号电路，其手册给出的工作温度范围为-40～+85℃，而整机试验温度在-40～+125℃，这样的器件设计选用不满足装备环境适应性要求而发生质量问题。而类似在保障性、结构适应性、特殊指标、降额等方面发生的元器件设计选用问题也多有出现，一旦在元器件设计选用方面带着隐患定型，装备批产质量将无从保证。

1.2 “六性”设计不足

“六性”设计是对电子装备研制提出了更高要求，包括可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性[2]。这6个要素构成了装备产品完整的质量特性，缺一不可。如果设计阶段对“六性”考虑不足，尤其是维修性和保障性，必将给装备使用和维修带来隐患。在某装备监管过程中发现，设计师缺乏对用户使用的深入了解，开展设计工作时不清楚维修保障需求，设计方案缺乏全寿命周期考虑，尤其是元器件因

电子装备的形成过程，一般可分为设计开发阶段、装备定型阶段、装备生产阶段。其中设计开发阶段，是形成装备质量特性的最初始阶段；功能指标设计的合理性、技术原理设计的科学性，决定着装备的固有质量、固有成本、技术性能和可靠性等。由于设计缺陷导致的质量问题，往往都带有先天性、颠覆性，而且造成的后果往往比后续发生的质量问题更为严重，解决起来难度更大且费用更高，可见设计开发阶段是形成装备质量首要的关键环节。据有关统计结果表明，设计阶段决定了产品70%的质量[1]。因此，研究电子装备设计开发质量，分析设计阶段易发生的质量问题，利于查找根源，提出管控方法与措施，促进电子装备设计质量水平的提高。

1 电子装备设计阶段质量问题分析

在电子装备的设计阶段，涉及到装备的“六性”设计、元器件设计选用、技术设计复用、工装设备配套、工艺设计等方面的质量问题。因此，探讨设计阶段质量隐患问题，分析产生问题的根源，有利于实施有效的管控措施。停产/禁运等给用户带来维修保障方面的困难；另外一方面，在装备的设计开发阶段承研方对使用文件的重视程度往往不够，其编制的产品使用说明书简单粗放，使用指导性差、要素不齐全，这将不能满足使用用户的使用需求，给装备保障带来安全质量隐患。

1.3 设计复用问题

电子装备研制是一个复杂技术设计过程，设计复用成为提高设计效率的必然途径。设计复用本身是非常有意义的设计活动，它可以将产品设计（概念设计、详细设计、工艺设计等）及围绕该产品各种工作的重复而简化，避免对标准件和外购件、通用件和相似件的重复开发，减少开发工作中的重复劳动、节约相关资源[3]。但在设计开发阶段如果盲目的、无条件的、不加验证的设计复用又会给电子装备研制带来质量隐患。如在某装备电源研制过程中，沿用其他装备的某款散热器设计，却发生了抗电强度报警、漏电流超过设计指标的情况，经检查是由于散热器上安装的一块集成电路管腿距离散热器壳体较近引起的。该问题再次证明了“成熟不一定可靠”的道理。

1.4 工装设备问题

工装是用于电子装备研制必备的测试、试验、加工的仪器设备，其性能质量和可靠性的高低，直接关系到对电子装备测试数据的真实性与可信性。如果在电子装备设计开发阶段不充分重视工装质量，必将会给单元试验、部组件加工、综合性能测试等工作带来质量隐患。据统计，电子产品研制过程中发生的质量问题有两成以上是由于测试工装引起的，其原因主要是承研方对工装质量的重视程度不够，工装设备不作测试验收使用，降低工装制造和购买标准，削减经费，造成工装设备质量差，结果严重影响了装备质量。

1.5 工艺设计问题

在电子装备的设计开发阶段，往往存在重设计，轻工艺的现象。工艺设计是产品生产质量形成的重要环节，其设计优劣，直接影响装备制造质量。某型电子装备上发生的某种器件焊点开裂问题是一个典型的工艺设计问题[4-5]，由于器件安装前工艺成形设计不足，造成焊接后应力释放不够，从而引发局部焊点开裂。这种有工艺设计不当带来的质量问题，将会造成很大人力与物力的消耗，应当引起高度重视。

2 设计开发阶段质量管控方法与措施

针对以上电子装备设计开发阶段发生的质量问题，通过总结、分析影响因素及其根源，提出以下几个方面的质量管控方法与措施。

2.1 加强元器件选用控制 确保设计选用质量

在元器件选用设计上，应监督承研方考虑如下因素：1）应根据产品要实现的功能要求及环境条件，选用相应种类、型号规格、质量等级、封装形式的元器件；2）优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高的元器件；3）尽量采用符合国家军用标准、部军用标准、企业军用标准的通用、技术成熟的元器件；4）对非标准的元器件要进行严格的验证，使用时要经过批准手续；5）根据国产化要求，应优先选用国产元器件，打破进口“瓶颈”。未经设计定型的元器件，未经批准不能在装备研制中使用[6]。

2.2 加强设计质量监督 提高产品设计可靠性

现代质量观认为，质量是一组特定性能满足要求的程度。因此并不能仅仅把符合性作为质量标准，而应该促进承研方提高产品的设计裕度，产品的设计裕度越高，生产出的产品可靠性就越高[7]。在质量管控过程中，一是促使承研方尽可能的提高产品设计裕度和增加冗余容错能力，确保在设计源头上保证产品质量；二是重视产品设计中的维修性和保障性。良好的维修和保障是装备保持完好率的关键，因此把好维修性和保障性设计关，是保证装备质量与可靠性的必然要求。此外，在装备研制监管过程中，一方面要督促承研方对用户实际使用需求进行调研，制定合理的维修保障技术指标，坚决杜绝以分析代替设计的思想和方法，按照装备研制要求中的维修性大纲和保障性大纲开展设计工作；另一方面要重视使用说明书和技术说明书的审签工作，切实促使承研方提高使用说明书和技术说明书的质量。

2.3 重视试验数据 杜绝经验办事

鼓励研制方优先采用成熟技术，但对此要有一个正确全面的认识，即成功不等于成熟，成熟不等于可靠，这个装备研制成功不能代表另一种装备研制就一定能成功。因此，对成熟技术的借鉴和使用，要加强监督审查，督促设计师要结合电子装备实际使用环境，从可靠性方面入手进行分析和改进，增强适用性，并要进行严格的试验验证，绝不能生搬硬套，充分发挥“一帮二促三监督”的作用，让设计师走出成功就是成熟、成熟就是可靠的误区。

2.4 重视工装质量 确保设计产品检测质量

工装设备是电子产品研制和生产过程中必备的测试工具，也是产品检验验收的必备工具和手段。工装设备质量的优劣将直接影响装备的研制质量和进度，因此可以说，控制住工装设备质量，也就控制住了产品测试质量。采取的对策，一是要求承研方工装设备与装备产品同等对待，元器件选用质量等级不得低于同类装备产品；二是组织参与专用工装的设计评审和鉴定试验，全程跟踪工装的生产制造过程。还要对通用工装进行采购质量和校验质量进行确认，确保使用前状态良好，满足装备设计研制要求。

2.5 重视工艺设计监督 提高工艺设计质量

控制装备设计开发阶段的质量，就要抓住工艺设计这个关键环节。在产品研制之初，就必须重视工艺设计。在质量监督过程中，要参加承研方组织的各种工艺方案评审、工艺更改论证，审签工艺文件，加强承研方对定型产品进行特性分析的监督，疏理出关键特性、重要特性或薄弱环节，并据此加强工艺方法研究，编制工艺文件和质量控制文件，使工艺实现方法进一步符合装备设计性能，从而确保工艺方法适用、可靠，确保工艺方法符合电气设计要求，已规避工艺设计质量问题。

3 结束语

电子装备在设计开发阶段的质量，事关整套装备的质量与使用可靠性。虽然，在设计开发过程中，会出现这样、那样的质量问题，是装备研发所具有的风险导致的。正确认识设计开发阶段出现的质量问题，科学分析产生质量问题的根源，提出相应的解决问题方法、措施，有利于积累经验、防微杜渐，提高设计开发质量与质量监督的能力，使电子装备研发质量才能得到进一步提高。

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Quality problem and controlling strategy in design and development stage of electronic equipment

MA Song-tao1,DONG Zhen-qi2,JIANG Liang-zhou2,WANG Wei2
（1.Military Representative Office in Li-shan Microelectronics Corporation,Xi’an 710119,China;2.The Second Artillery Engineering University,Xi’an 710025,China）

This paper describes essentiality of the design and development stage in electronic equipment quality characteristics formation process,expounds influence of design and development quality to quality and reliability of equipment package,analyses quality problem in design and development stage,and discusses the roots and environmental factors of R&D quality problem.Combining with the practice of quality supervision and inspection,the paper proposes quality problem controlling method and strategy in design and development stage,which will help improve development quality and quality supervision capacity of electronic equipment.

electronic equipment;design and development;quality;controlling strategy

[TN98]

A

1674-6236（2014）17-073-03

2013-11-01 稿件编号：201311012

马松涛（1980—），男，河南长葛人，硕士，工程师。研究方向：装备质量管理、计算机测控。