空空导弹新研元器件可靠性保证方法研究

史玉琴　周婕　徐居明　付桂翠

摘要：新研元器件可靠性是型号产品质量与可靠性较为薄弱的环节。通过总结型号新研元器件管理与技术要求的实践经验，提出了空空导弹新研元器件可靠性保证的途径和方法，即建立“三合一”指标体系，包含新研元器件技术要求、验收要求和使用要求，以及开展元器件应用验证。最后提出建设空空导弹元器件应用验证中心的构想，阐述了它对保证空空导弹新研元器件可靠性的重要意义。

关键词：空空导弹；新研元器件；可靠性；应用验证

中图分类号：TJ760.1 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）02-0061-04

0、引言

空空导弹新研元器件，是指国内电子元器件生产厂未生产过的元器件，由于型号使用部门的需要，经主管设计人员提出并论证，按一定程序审批，指定一个或几个元器件生产厂研制、生产的元器件，有时也称其为新品或专用元器件。新研元器件研制同系统研制一样，存在着在设计、生产中逐步成熟的过程，其可靠性往往低于成熟器件的可靠性。

新研元器件在为重点型号研制做出显著贡献的同时，也给型号的批生产带来了风险。主要表现在：

（1）产品研制时可基本满足要求，批生产发生质量和进度问题，无法满足使用要求，个别器件甚至成为批生产的瓶颈；

（2）在器件使用过程中仍出现技术指标体系不完整、试验条件不符合实际使用环境要求等问题。

表1是某型号产品设计定型后，在装配、调试、试验及使用过程中，出现装机元器件失效情况统计。

进一步分析元器件失效情况，可以得出以下结论：

a.新研元器件失效数超过全部元器件失效数的60%：

b.大部分新研元器件失效，出现在验收合格后装机使用环节：

c.新研元器件失效主要原因是器件不适应使用环境和工作条件。

由于空空导弹贮存或使用面临长期交变温度环境、长期振动环境、复杂电磁环境和电子战环境，对其使用的元器件环境适应性提出更高要求。同时，由于空空导弹小型化特点，要求使用的元器件体积小、重量轻、高可靠、大功率、综合化、集成化，导致新研元器件比例相对较高，上机使用率高。因此，为满足使用要求，应从管理和技术上加强新研元器件可靠性控制，明确管理程序要求，确定技术流程和方法，增强应用验证环节，以保证空空导弹新研元器件可靠性。

1、国内型号元器件应用存在的问题

1.1 元器件研制基础薄弱，元器件应用问题突出

国内电子元器件，尤其是微电子器件在设计、生产工艺和材料、测试及质量控制等，与国外先进水平相比存在差距。很多鉴定合格的元器件其质量稳定性、可靠性仍存在隐患。产品稳定性、可靠性、批次一致性的问题解决缓慢，元器件应用问题尤显突出。

1.2 元器件研制与工程应用脱节

元器件生产厂与元器件使用方之间缺乏有效沟通，元器件生产厂不了解元器件应用环境和要求，造成很多研制的元器件不能得到广泛应用。而使用方有关元器件的需求，如长寿命、高可靠性要求等，未完全贯彻于元器件的设计、制造和试验过程中，造成元器件的质量特性不能完全满足使用要求。

1.3 缺乏必要的应用验证工作

研制后的元器件由使用方进行简单的装机验证，但要求不明确、方法不规范，缺乏科学性、系统性、权威性。没有专业的应用验证机构组织落实应用验证工作，没有建成系统的应用验证手段，没有形成科学、合理、得到认可的应用验证规范，元器件使用问题不能提前暴露、提前解决。

2、新研元器件管理程序要求

2.1 新研元器件管理程序和规定

新研元器件管理程序和规定应对新研元器件的需求分析、申报立项、研制单位确定、合同签订、研制过程监控、详细规范审查、技术鉴定、检验验收、技术状态控制、研制单位审核、信息管理等过程，提出控制要求。新研元器件管理流程如图1所示。

使用单位应明确新研元器件的管理归口部门和技术归口部门及其职责。根据需要，可成立元器件专业委员会和型号线元器件技术组，以指导和参与新品的研制和使用工作。

使用单位的主管设计师提出新品技术要求及其验证要求，技术归口部门应编制新品通用技术要求。新研元器件的试验项目、方法和条件应以满足型号要求为前提，以国家军用标准为依据来确定。

在关键节点或关键项目应进行评审，以下情况或项目应组织评审，形成评审报告，并履行签字手续：

（1）新品立项论证；

（2）新品研制合同和技术协议；

（3）研制单位提交的新品研制方案；

（4）新研元器件试验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）新品初样研制、初样转正样研制；

（7）正样产品使用情况；

（8）详细规范和复验规范；

（9）新品技术鉴定。

2.2 建立“三合一”指标体系和应用验证要求

元器件研制之初，应明确新研元器件“三合一”指标体系的要求，即

（1）技术要求：功能、性能参数等技术指标要求及其验证要求：

（2）验收要求：筛选试验、鉴定检验和质量一致性检验要求：

（3）使用要求：RMSE（可靠性、维修性、保障性、环境适应性）要求。

“三合一”指标体系应最终落实到新研元器件的详细规范中。与此同时，应提出和实施新研元器件的应用验证要求。

“三合一”指标体系的建立以及元器件的应用验证，应充分考虑新研元器件在寿命周期内所承担的功能、所处的工作环境及其他特殊要求。

3、新研元器件“三合一”指标体系

3.1 技术要求endprint

技术要求包含性能与测试要求，它规定和决定了新研元器件的结构、外形尺寸、材料、封装形式、管脚定义、接口，以及基本功能、性能参数。

性能参数应全面、完整，形成闭环，并且可测量、可验证。主要包括技术参数，测试项目、方法和要求及判据，工作温度范围和振动要求以及振动过程中需通电检测/监测的项目和要求等。

3.2 验收要求

验收要求应包括制造过程控制，筛选项目和条件，质量保证规定，验收项目、方法、判据和要求等。

按照规范要求进行检验（试验）、文件与数据审查等工作，并决定是否接收产品。验收时研制方提供的文件包括筛选报告、质量一致性检验报告、DPA报告、失效分析元器件清单及分析报告、相关数据、产品设计及工艺文件等。器件的质量一致性检验与器件质量水平密切相关，质量一致性检验中的A组和B组试验作为各检验批交货验收的条件，C组和D组试验作为交货验收的周期检验条件。

3.3 使用要求

（1）寿命要求

主要包括通电总次数、通电寿命、起落次数、贮存寿命。

（2）环境应力筛选要求

在交付前应100%进行环境应力筛选（ESS），筛选应力包括温度循环和随机振动。温度循环过程中在高低温达到温度保持时间后应通电并进行性能检测；振动过程中应通电并进行性能检测。

（3）环境适应性要求

主要包括高温贮存、高温工作、低温贮存、低温工作、温度冲击试验、加速度试验、机械冲击试验、挂飞功能振动试验、自主飞行振动试验、低温低气压试验、湿热试验、淋雨试验和盐雾试验的要求和方法。

4、新研元器件应用验证要求

4.1 新研元器件应用验证的作用

空空导弹元器件应用验证是指元器件在空空导弹中应用前，开展的一系列管理、试验、评价等验证工作，以确定新研元器件的技术、应用状态和可靠性满足空空导弹的可用性以及应用的成熟度。新研元器件应用验证是由使用方主导，为满足空空导弹应用的一项元器件应用可靠性保证工作。凡属首次在空空导弹应用的新研元器件，应经过使用单位组织实施的应用验证。需要进行应用验证的还包括元器件技术状态发生变更从而影响接口关系及潜在的可靠性，以及出现重大质量问题，需要对元器件进行重新评价等情况。

空空导弹新研元器件应用验证可以起到以下作用：

（1）提供新研元器件在空空导弹中使用的数据支撑，以及权威的验证结果，降低应用风险，并提供决策依据：

（2）对空空导弹新研元器件选用和控制提供科学规范的指导，提高新研元器件应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现状的基础上用好元器件，提高应用成熟度：

（4）将应用验证信息反馈到生产厂进行改进，提高新研元器件固有可靠性和在空空导弹中的可用性。

4.2 空空导弹元器件应用验证中心的构想

元器件应用验证是解决新研元器件“不敢用、不好用、用不好”的关键所在，建立空空导弹元器件应用验证中心，系统开展空空导弹用元器件应用验证的研究、实施和管理，可以显著提升空空导弹元器件应用水平和能力，为型号研制和元器件选用提供体系化的支持。验证中心主要承担共性技术研究、元器件应用验证和信息管理等三项任务和职能。

空空导弹元器件应用验证中心以应用验证能力建设为重点，成体系、系统性地开展元器件检测与应用验证。建成结构分析、失效分析、系统适应性评估、极限评估、力和热环境适应性评估、应用环境适应性评估等六大能力；模拟真实使用环境，建成元器件级、板（部件）级、整机（舱段）级、系统级四级空空导弹元器件应用验证平台，形成空空导弹各类元器件应用验证的系列标准、规范、方法和流程，加速促进国产元器件在空空导弹系统中的集成应用，提高空空导弹元器件应用水平，降低装机风险，保证空空导弹的质量与可靠性。

5、结论

新研元器件可靠性是空空导弹质量与可靠性的重要前提。根据空空导弹应用元器件的特点，优化新研元器件管理流程，制定新研元器件通用技术要求，提出和实施“三合一”指标体系，增强元器件研制到使用过程中的应用验证要求，对保证空空导弹新研元器件可靠性大有裨益。endprint