电连接器行业基础共性技术展望

杨奋为

(原上海航天技术研究院电子元器件可靠性检验中心)

1 问题的提出

今年是我国载人航天工程启动三十周年,将建成中国空间站。三十年来,航天电器、中航光电富士达、四川华丰、杭州航天电子、郑州航天电子和773所等电连接器研发单位努力拼搏,为工程配套提供大量急需的各类电连接器。为胜利实现“扬国威、震民心”的载人航天工程“三步走”计划作出了非凡贡献!我作为-位曾参与过工程配套电连接器质量检验的老专家深感自豪。回眸过去、展望未来,我对电连接器行业未来创新发展充满信心和希望。

十多年前出于对实现航天等国家重点工程关键部位电连接器替代进口目标的关注,我曾撰写过“电连接器共性技术研究”一文。发表于机电元件杂志2011年第三期。该文在阐述共性技术概念和内容基础上,通过分析当时行业共性技术现状和阐述电连接器创新发展的八大关键共性技术内容,提出了改善行业共性技术研究的意见和建议。

弹指一挥间,十多年飞逝而过。我国电连接器行业生产规模、质量水平、国际地位和影响力得到迅速发展和提升。航天电连接器产品从原先“百里挑一”的事后检验,发展到如今“智能制造”过程控制。行业的标准体系、产品设计、关键基础材料及制造工艺技术水平都有所改善和提高。但由于受历史原因和市场经济体制束缚影响,绝大部分产品和试验方法都引用国外标准,许多“卡脖子”关键材料、制造工艺装备和检测仪器依赖进口,构建行业互联网+数据共享、横向合作交流平台难度还很大。行业基础共性技术总体水平滞后,已成为制约我国由电连接器“制造”大国迈向“创造”大国的瓶颈。

2 行业共性技术现状分析

共性技术是指在很多领域内已经或未来可能被广泛采用,其研发成果可共享并对一个产业或多个产业及企业产生深刻影响的一类技术;共性技术是对整个行业或产业技术水平、产品质量和生产效率都会发挥迅速的带动作用,具有巨大的经济和社会效益且处于竞争前沿的一类技术[1]。

电连接器共性技术按内容可划分为基础性共性技术、先导性共性技术和行业性共性技术三类(见表1)。基础性共性技术主要是指电连接器产品标准化、系列化、数字化设计和制造工艺、质量检验方法、工艺参数监控和绿色环保等技术,为电连接器产业发展提供必需的基础性技术手段;先导性共性技术是指在其基础上的后续研发将开发出全新的电连接器产品,往往与新兴战略性产业发展整机配套选用直接相关;行业性共性技术是能够解决电连接器产业发展中关键性和瓶颈性技术问题,如数字化、智能化设计及制造、关键原材料和关键工艺制造技术等。

表1 电连接器共性技术主要内容

2021年全球连接器市场销售强劲反弹,大增24.3%,达创纪录的779.906亿美元,其中中国249.783亿美元,同比増长23.8%,说明我国电连接器行业生产能力很强,继续保持世界第一制造大国地位[2]。但由于行业在产品标准与试验方法、设计可靠性软件、关键原材料和关键制造工艺等基础共性技术研究落后, 导致高端应用领域电连接器产品的质量一致性和可靠性,与国外著名品牌相比仍存在差距。

影响我国电连接器产品自主创新发展重要原因是未形成行业共性技术研究的合作机制,缺乏对合作研究的鼓励政策及相关管理规定,对联合研究成果的产权归属、技术转移、收入分配等方面管理不力。合作研究得不到很好发展,影响了共性技术成果的转移和扩散。更重要的是不能有效地促进企业在合作研究中学习,以实现知识技术的累积和人才的培训,从而影响了企业自主创新能力的提高。

2021年全球汽车连接器市场规模大幅增长,约1122亿元,同比增长20.7%。全球汽车连接器市场制造商主要集中在欧美(占57%)和日本(32%),而中国大陆本土企业仅占7%[3]。说明我国汽车连接器市场还有很大发展空间。目前电连接器行业存在过于强调应用研究,忽视基础共性技术研究倾向。许多企业热衷于参与各种以新能源汽车、轨道交通和5G通讯等用途为冠名的应用技术论坛或研讨会。而事实上尽管这些连接器的应用领域各不相同,但从技术层面梳理分析都可归纳为“电能连接器”和“信号连接器”两大类,其技术难点和研究重点差异很大。现在行业内很少有企业或个人能靜下心来,分析和发达国家同类产品存在差距的根源,合作研究为整机配套的这两大类国产电连接器普遍存在的基础共性技术问题。

3 行业基础共性技术研究重点内容

根据[2021年“十四五”智能制造发展规划(征求意见稿)]:到2025年规模以上制造业企业基本普及数字化,重点行业骨干企业初步实现智能转型。到2035年,规模以上制造业企业全面普及数字化,骨干企业基本实现智能化。2025年是初步实现智能制造的关键节点。为实现上述目标,必须尽快改变行业基础共性技术薄弱现状,加强如图1所示重点内容的行业基础共性技术研究。

图1 行业基础共性技术研究重点内容

3.1 产品标准化、系列化技术

设计人员要在成千上万品种规格的各类电连接器产品中,为整机配套准确选用是件非常不容易的事。本世纪初在国防科工委组织领导下,曽编制过“军用电连接器选择和使用指南”。系统介绍圆形、矩形、印制板、高频、分离脱落和光纤光缆等各类电连接器典型结构特点、适用标准、选择原则要求、使用注意事项、验收项目要求和典型系列产品示例等,是一份非常实用的指导性文件。

而相比之下在工业、民用电连接器领域,行业至今尚缺少这种指导性文件。地处珠江三角洲的深圳市和广东省是我国改革开放的前沿阵地,也是我国工业、民用电连接器生产企业最集聚、最发达、应用创新最活跃的地区。我作为深圳连接器行业协会顾问,每月都收到作为协会会刋的“国际线缆与连接”。该杂志每期刋登电连接器企业广告占相当大的篇幅。浏览这些企业广告不难看出,为满足不同行业系统、不同型号产品配套需要,往往相同型谱、设计结构、功能和用途电连接器,各企业有不同的型号命名方法。并按各自企业标准接受订货和组织生产。没有先进的管理理念和科学管理,将制约行业创新发展。随着行业高科技发展,我国不仅需针对5G、新能源汽车、智能制造、大数据应用等新基建项目制定相应产品标准,还需根据行业管理需要制定一批包括材料在内的基础管理标准。

为此,中电元协接插件元件分会非常重视行业团体标准编制。2018年至今,在中国电子技术标准化研究所协调下巳组织会员单位参与制定和在编的团体标准达21项,涵盖军用、轨道交通、电动汽车、数据通信等多个领域。广东省电连接器行业协会在制定行业团体标准方面,也积极努力、有所作为。今年为实现智能手机等设备快充兼容及快充协议标准的统一,正在组织开展“终端设备用Type-C型连接器”团体标准制定工作。

共性技术与技术标准有密切关系,广泛使用的共性技术往往是技术标准的基础。事实上的标准往往与个别公司专利或软件版权有关,垄断企业通过事实标准控制共性技术。共性技术若被纳入国际工业标准,将对产业发展产生巨大影响。为提升我国在制定国际标准中的地位,在工信部电子四院、中电40所、中航富士达和航天电器等单位共同努力下,主导制定过多项射频连接器国际标准。中航富士达已经累计制定 13 项 IEC 国际标准。国际标准的发布标志着公司在射频连接器领域的技术领先地位,公司将在此基础上进一步加大研发力度,不断开拓更加高端、精密的射频连接器及电缆组件,为投资者创造更高的价值[3]。

3.2 关键材料制造应用技术

接触件和绝缘体是电连接器两个最关键零件。目前国产高弹性接触件材料和耐环境绝缘体材料不能满足高可靠电连接器产品实际需求。因尺寸精度、表面质量和机械性能等质量一致性与国外同类产品存在差距,生产弹性接触件所需的铍青铜丝材和带材仍部分依赖进口。近年来专业代理销售全球各著名品牌高导电高性能铜材的苏州昆山联扬电子材料公司,提供了许多国内无法生产的低厚度偏差、高细表面、细晶结构的“卡脖子”关键铜材。在引进发达国家高品质铜材同时,有助于铜加工企业深刻理解同类材料与发达国家差距原因,为实现替代进口目标指点迷津。令人欣慰的是博威合金、兴业盛泰、陕西斯瑞、苏州金江等铜加工企业,以航空、航天等高端应用领域连接器配套接触件铜材需求为导向,和中航光电、航天电器等连接器龙头企业、中南大学、江西理工大学等高校合作开展以实现替代进口同类接触件铜材为目标的“产、学、研”结合的应用基础研究已取得成效,部分高强度、高电导接触件铜板带和棒线材料已能替代进口。

和接触件铜材相比,实现绝缘体材料替代进口目标难度更大。绝缘体作用是使接触件保持正确的位置排列,并使接触件之间以及接触件与壳体之间相互绝缘。绝缘体材料必须具有优良的电气性能和作为结构件所需的机械性能和工艺成型性能。新能源汽车、轨道交通用大电流连接器长时间工作温升不应超过120℃。高电压连接器(750V、300A)必须选用耐高温、阻燃等良好安全性能绝缘材料。近年来电动汽车发展迅猛,因长时间充电温升引起自燃事故频发,其中部分与绝缘材料质量有关。高密度小型化信号连接器接触件间距仅0.2mm,甚至更小。对绝缘体材料电气和机械性能提出更苛严要求。目前国内销售国外著名品牌工程塑料粉料代理商非常多,但具有自主知识产权研究改性塑料的企业却很少。单体、填料和填料添加量等改性配方和改性后处理对绝缘体工艺成型、机械和电气性能影响研究;塑料(增添碳纤维、石墨烯增强、低密度轻量、薄壁零件高流动性等) 改性机理研究;高分子聚合物(粒、粉) 颗粒度标准(颗粒度大小、一致性、均匀性) 对注塑绝缘体质量影响研究;塑料回收料添加及占比对注塑绝缘体质量影响研究;这些基础共性技术课题都有待研究。

3.3 数字化、智能化设计技术

由于过去都是仿制国外连接器产品,照搬照抄国外连接器产品标准要求,却始终不理解产品设计的科学依据。国外创新型企业正向设计,必须在设计过程中考虑用户使用可靠性,通过定性可靠设计或定量可靠性设计保证设计的高可靠性。制造过程的工艺设计、物料检测、供应链管理都是基于可靠设计或可靠性设计转换而来,形成由一个源点(用户需求)到终点(用户使用)的完整链条。而我国跟踪型企业逆向设计,模仿对标产品实现功能性能就进入制造过程。没有从用户需求到可靠设计这一过程,不清楚设计可靠性要求高度。尤其是与跟踪对标产品相比,原材料、元器件供应链变化了,企业不知模仿产品设计可靠度是否能达到原设计水平。企业仅靠抓产品制造过程质量检验,难以弥补可靠性设计先天不足。

计算机辅助设计(CAE)、计算机辅助制造(CAM)技术和设计优化等软件。现已广泛应用于电连接器企业设计生产过程。早在2017年行业协会在北京邮电大学许良军教授率领研究团队的积极支持下,举办过“连接器可靠性技术及应用专题论坛”。指导设计人员釆用有限元仿真分析软件对产品设计可靠性进行预计评估。利用有限元仿真软件输入几何(厚度、长度)、载荷(压力、集中力)和材料特性等自变量参数,计算获得包括应力、应变、温度、热流等因变量响应输出参数。分析获取确保产品设计可靠性的最重要参数。2018年中航光电釆用仿真分析软件开展“液冷技术在新能源汽车充电接口的集成创新和应用研究”获得成功。近年来深圳有限元公司的CAE仿真软件,亦成功应用于行业内许多企业连接器产品插拔力、正压力、温升和模流等仿真设计和可靠性分析。

今年6月行业协会线上举办“产品设计可靠性基础知识培训讲座”。哈尔滨工业大学徐乐教授主讲“产品质量一致性评价及稳健性设计软件应用”。通过对批次产品质量一致性稳健设计,将参数中心值确定在非线性区间内,提高参数波动时输出特性的稳定性。通过设计容差分析,定量评估各设计参数容差对输出参数一致性影响的显著性。我聆听后受益匪浅,加深了对电连接器产品质量一致性设计优化软件应用的理解。

3.4 数字化、智能化零件制造技术

关键零件制造工艺装备和检测仪器技术和基础材料一样,也是国家科技综合实力的象征。改革开放后为满足国家军用、通讯、航空、航天等重点工程配套电连接器需求,许多骨干企业相继引进大量发达国家先进的工艺装备和检测仪器,应用于产品批生产。国家在快速取得应用成果同时,忽视取得成果的基础和过程。严重冲击影响我国下面这些关键零件制造工艺装备和检测仪器技术的自主研发;

1)微细加工和制造技术

微细加工和制造技术水平可以制造超微小型电连接器必需的双曲线簧孔接触件、绞线式弹性插针接触件等关键零件为表征;瑞士沛思迪簧爪插孔最小孔径仅0.26mm、中航光电线簧孔最小孔径仅0.4mm,航天电器绞线插针最小直径仅0.20mm(图2)。早在2016年贵州航天电器坚持创新驱动和绿色发展理念,瞄准航天、通讯等领域对髙可靠超微矩型电连接器的市场需求,组织自动化装备事业部精英团队坚持长期攻关,率先建成绞线插针自动生产线,可自动完成绞线插针校直、自测、校正和监测等工序,效率提升十倍以上。2021年列入工信部“精密电子元器件智能制造示范工厂”。

图2 直径仅0.2mm的绞线插针

随着机器人、无人机等军民融合项目对超微矩形连接器电缆组件需求剧增,行业内研制微细绞线插针和线簧插孔生产线企业越来越多。中兵航联加大智能化改造力度,2020年绞线插针生产车间被认定为“省示范智能车间”。愿加强产业链横向合作,湧现更多微细加工和制造的专精特新“小巨人”企业。

2)数控机械加工技术

数控机械加工技术水平可以制造微小精细的簧爪插孔接触件、弹簧探针和结构相对复杂的卡口式圆形连接器壳体为表征。几年前我应邀赴苏州史密斯、深圳拓普联科和东莞中国探针等生产弹簧探针著名企业现场参观,目睹加工这类超细直径弹簧探针和簧爪插孔等细微零件的高精度数控机床,似乎全是日本和欧美等进口机床的一统天下。欣慰的是为改变我国在数控机械加工设备应用研究落后局面,扬州精艺机电有限公司经多年努力,引进德囯西门子关键组件集成创新不断改进,研发的数控铣弧槽、数控曲线槽刮削专用机床和五轴加工中心等数控机械加工设备,现已广泛用于航空、航天等电连接器龙头企业复杂结构壳体零件加工。

3)冲压工艺技术

冲压工艺水平可用数字化高速冲压(600～1000次/分)片簧、冠簧、端子、卡爪等关键弹性零件为表征。以有限元分析为基础的计算机仿真技术(CAE),给冲压模具设计、冲压过程设计与工艺参数优化提供了科学依据,是冲压工艺的核心技术。用铍铜带高速连续冲压片簧、冠簧、端子、卡爪等弹性接触件,可实现效率高、成本低的智能化生产。东莞睿宏用铜带冲制替代棒材车制生产38999系列插孔接触件,己成功应用于民用领域(图3)。瑞士沛士迪生产的最小孔径仅0.26mm冠簧插孔(图4),现场参观冲压成型过程如变魔术,对其中奥秘至今仍百思不得其解。

图3 冲制成型的38999系列插孔

图4 孔径仅0.26mm的冠簧插孔

4)塑压工艺技术

塑压工艺技术水平可以数字化制造高密度、小型化或细长矩形连接器的绝缘体为表征。绝缘体质量除设计因素外,很大程度上取决于以塑压工艺技术。前几年我应邀参观泰科苏州工厂,中央库房管道集中供料的智能化塑压车间生产印制板连接器绝缘体印象颇深(图5)。

图5 智能化塑压车间生产的绝缘体

大量失效案例表明;连接器接触不良、绝缘不良、插合不良和密封不良等失效模式往往都与绝缘体质量有关。随着电子产品中连接器及其组件高密度和小型化,接触件间距越来越小,对塑压工艺的精准度提出了更高要求。

5)压铸工艺技术

压铸工艺技术水平可以数字化制造螺纹连接圆形连接器铝合金壳体、薄壁矩形连接器壳体为表征。早在上世纪九十年代泰兴航宇连接器厂引进德国大吨位压铸机, 提高了压铸铝壳体的金属致密性, 可使原Y2等产品壳体由喷漆改为化学镀镍, 极大改善了产品外观质量和耐环境性能。HDMI高清视频接口连接器壳体原用钣金成形,现部分企业改用压铸成形。轨道交通用电力传输连接器壳体亦广泛釆用锌铝合金压铸工艺成形。

3.5 模具设计与制造技术

数字化模具设计与制造是行业智能制造核心技术。它是模具二维可视化设计以及虚拟装配、仿真、虚拟制造、虚拟检测、虚拟成形,同时釆用数字化机床加工成模具的过程。基本思想是采用数字化对模具开发中相关信息实现定量表达、储存、处理和控制,实现对模具性能预测和可制造性分析。

模具设计与制造技术是电连接器生产核心关键技术。冲压、塑压、压铸、装配、检测和近年来发展起来的金属注射成型技术都离不开模具。1992年我首次到四川华丰下厂验收神舟飞船配套电连接器产品。实地考察车间生产现状,唯一禁止外来人员参观的是模具车间,保密程度可见一斑。

我国与发达国家电连接器产品质量一致性差距,也集中反映在模具结构设计和制造水平上。图6为苏州史密斯工厂生产的测试芯片治具。

图6 测试芯片治具

3.6 表面处理技术

表面处理技术是确保电连接器耐环境性能的关键技术。也是行业智能制造核心技术。在众多表面处理工艺技术中,尤以接触件镀金或镀银质量最为关注。通常耐环境高可靠和数据通信连接器接触件都选用镀金,而用于电力传输的高压、大电流连接器接触件都选用镀银(图7)。

图7 高压连接器电缆组件镀银冠簧插孔

耐环境髙可靠连接器国军标中都规定,接触件镀金层厚度应不小于1.27μm。但实践表明镀金质量并非仅与厚度有关, 还与基体金属的结合力和镀层孔隙率有关。接触件电接触部位局部镀金,现已成为一种有效的镀层技术。以前MIL39029规范要求接触件整个外表面镀金1.27μm,局部电镀可节约50%金。随着我国环境条件改善,在保证镀层致密均匀、极低微孔及良好耐磨耐蝕性前提下,能否修改接触件规范规定的镀金层厚度或按使用环境分若干等级,是行业面临的共性技术课题。

另一共性技术课题是无磁性连接器研究。镀金层用镍打底,虽有利于减少镀层孔隙率,提高耐蚀性。但因镍是铁磁性元素,镍底层厚度将影响连接器透磁率。医学成像应用中磁场必须尽可能均匀,才能获取最佳图像分辨率,雷迪埃公司是最早为核磁共振设备配套提供无磁性射频连接器的制造商。

电动汽车的普及,需高电压、大电流连接器充电缩短充电时间。为防止电气触点损耗,充电桩等连接器接触件普遍使用低电阻镀银。但银鍍膜柔软,反复插拔引起镀银磨损、电气和插拔特性恶化。开发镀银硬化技术对耐磨性贡献有限,内含润滑颗粒的复合镀银工艺复杂。为此美国泰科、日本航空电子研发一种新镀银工艺,使银镀膜磨损为零摩擦。通过在接触件银镀膜相互接触滑动摩擦部位形成特殊界面结构,控制银镀膜磨损的银粘附。在不影响导电性前提下镀银面相互接触,又反复脱离不进行磨损。使其同时具有良好导电性和耐磨性。一般汽车充电口镀层技术额定承受 10000 次插合循环。而采用这种新工艺镀层能承受50000 次插合,几乎没有接触区磨损[4]。四川华丰著名表面处理专家张勇强教授率领的团队,对这种具有普遍推广意义的新工艺镀层也有所研究。

3.7 智能制造技术

本世纪初部分军用电连接器生产企业,根据国家重点工程配套急需陆续引进自动冲压、注塑、电镀和装配等智能化生产线。四川华丰为满足当时迅猛发展的通讯工程对背板电连接器的需求,率先引进依靠数字化技术支撑,含复合电镀、连续压塑、自动装配等新工艺的日产数十万套背板电连接器生产线。

近年来随着企业数字化转型和智能化改造加速,航天电器、中航光电等电连接器龙头企业成绩卓著。2021年贵州航天电器完成中德合作智能制造样板车间的建设,实现了多品种、小批量电子元器件产品混线生产,从客户下订单到最终交付,从技术研发到客户服务实现了全流程的信息化集成。绞线插针矩形连接器智能制造生产车间建设,实现微米级器件月产量过千万只。中航光电以防务战略业务为切入点建成军用圆形电连接器智能化车间,两年来投入数字化生产线 16 条,自动化设备 150 余台,生产效率和传统车间相比提升60%,经营效益明显改善。 杭州航天电子从零件单工序自动化到组件自动化单元,再到产品全过程自动化生产线,逐步掌握了智能制造装备自主研发设计能力,实现工艺与装备的最佳契合。已实现关键零件100%自动化加工和检测,形成了以接触件组装、绝缘体组装等为代表的8个自动化装配单元,实现一系列产品自动化装配。收口效率提高4 倍以上,定位爪安装效率提高15 倍以上,绝缘组件组装效率提高20 倍以上。

3.8 可靠性系统工程技术

我国著名科学家、系统工程倡导者钱学森认为:“系统是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机体,而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分”[5]。电连接器作为机电产品广泛应用的基础元件,就是一个由接触件、绝缘体、壳体等零件相互作用、相互依赖组成的具有特定功能的系统。追溯其上游,组成电连接器的每个零件,都是由设计、材料、制作工艺、检测和标准等因素相互作用、相互依赖、具有特定功能的系统。追溯其下游,更大的整机系统,电连接器是从属于它的组成部分。行业可靠性系统工程应用模式有失效分析、试验考核、定量设计和失效预防四种(表2)。行业可靠性系统工程技术管理,将经历生产过程可靠性管理、研制过程可靠性管理和全系统全寿命可靠性管理等三个不同阶段[6]。随着行业技术集成创新模式和质量观念的进步,许多企业已逐步由被动的失效分析模式向主动的失效预防模式发展。我作为三十年前参与航天电连接器检验老专家,对此感受颇深。

表2 电连接器行业可靠性系统工程应用模式

回眸上世纪九十年代初,我负责下厂验收神舟飞船、风云卫星等航天系统工程配套所需电连接器,尽管当时引进了苏里奥的MIL26482、MIL38999生产线,但生产依然靠手工加工、装配和检验,产品质量一致性主要取决于操作者的工作水平和责任性。当时根据全面质量管理的思路,对一些从事军用电连接器生产企业,实行了“专人、专批、专线、专机、专料、专筛、专检”的高可靠七专管理。鉴于生产工艺手段相对落后,产品质量一致性较差。尽管用户在使用前进行了“百里挑一”的严格筛选,在实际使用中仍经常出现各种质量问题,产品使用可靠性得不到保证。“921”载人航天工程启动后,我分析处理过多起航天电连接器失效案例,都生动说明“产品可靠性是设计出来的,制造出来的,而不是检验出来的”。

随着改革开放深化,行业通过引进多条生产线和外资企业,在生产规模和产品结构方面发展迅猛,许多产品从无到有、由弱到强,满足了重点工程用电连接器的配套急需。但由于行业设计、材料、工艺、检测和标准等基础共性技术研究薄弱和落后,产品可靠性总体水平与发达国家相比存在差距。实践出真知,我多次赴国内外电连接器企业现场调研质量一致性。以常用的直径1mm簧爪插孔分离力实测值为例:瑞士沛士迪公司0.6～0.7N;国内优秀企业0.5～0.7N;一般企业0.2～0.8N。加深了我对“企业基础共性技术是产品创新发展的驱动力”的认知。

中国制造2025提出:“要加強产品可靠性设计、试验、验证技术的应用研究,推广先进的在线故障预测与诊断技术及后勤系统,使国产关键产品可靠性指标达到国际先进水平。”目前行业内部分优秀企业技术集成创新已进入定量设计和研制过程可靠性管理阶段,正在继续向故障预防和全系统全寿命可靠性管理阶段迈进。部分关键产品可靠性指标已经接近或达到国际先进水平。

“以史为鉴、展望未来”,只有行业上下游产业链形成系统合力,构建一个横向跨界的可靠性系统工程体系,才能夯实设计、材料、工艺、检测、标准、使用和维护等基础共性技术,全面提升产品可靠性水平。行业开展可靠性系统工程建设,围绕电连接器产品保障规律,研究改革行业产品质量特性的组织管理方法。对实现关键产品可靠性指标达到国际先进水平的战略发展目标意义深远。

4 希望和建议

“工业互联网发展发展行动计划(2021-2023)”指出:要推动形成各方积极参与的团体赛模式。工业互联网是涉及设施建设、融合应用、技术创新、产业生态和安全保障的融合性、系统性工程,企业不能单打独斗。要充分调动工业企业、基础电信企业、工业软件企业、工业控制企业、设备制造企业、解决方案提供商等各方积极性,推动形成主体多元、协同创新的产业生态和“团体赛”模式。进一步发挥工业互联网专项工作组协调机制作用,形成跨部门、跨领域、跨行业合力,完善政策体系和推进措施。鼓励各地工业和信息化主管部门、通信管理局加强协同,形成推动合力。

今年7月我国成立了首个“电动汽车产业极速充电生态联盟”。联盟由五十多家具有行业影响力的整车企业、动力电池企业、充电设施建设运营及上下游企业、高校科研机构、行业协会等共同组建。主攻新能源汽车电连接器的四川永贵电器是理事单位。联盟旨在共同促进新能源汽车极速充电技术的普及和产业化应用。这是建立产业基础共性技术合作研究体制的良好开端。

4.1 创建电连接器产业联盟

面对电连接器龙头企业为构筑新的产业格局而进行的频繁兼并收购,以及由此在产业链各环节逐步形成的整体优势,必须尽快建立“电连接器产业联盟”,完善电连接器生态环境,形成我国贯通纵横向完整的“全产业链”。创建联盟是一个渐进认识过程,应遵循“先易后难、逐步推进”原则。特提出以下四点建议:

建议一是编篡“中国新基建项目配套电连接器产业链地图”;建议行协组织编篡“中国新基建项目配套电连接器产业链地图”,直观标注产业链“材料-工艺装备(检测仪器)-电连接器-整机”企业地理位置。以便使每个企业全面了解其在产业链的作用、地位和周边同行及合作伙伴,为构建产业链上下游企业纵横向合作交流平台创造条件。此建议是基于我每年都收到上海有色网编篡的“中国铜加工产业链地图”,直观了解铜加工产业链“采矿-冶炼-加工”企业地理位置得到的启迪。

建议二是编篡“新兴产业配套电连接器选用指南”;建议行协组织编篡“新兴产业配套电连接器选用指南”,系统介绍新能源汽车、5G通讯、大数据、人工智能、绿色能源(风能、光伏)、轨道交通、海洋工程、医疗器械等新兴产业,整机配套所需的各类电连接器典型结构特点、适用标准、选用原则要求、使用注意事项、验收项目要求、典型系列产品和生产企业等。指导新兴产业设计人员以满足配套应用需求为导向,准确选用电连接器。

建议三是举办电连接器“产品质量一致性”团体赛;行协联合工信部电子四院、五所等标准和质检第三方单位,组织举办材料、零部件和电连接器“产品质量一致性”团体赛;产业链上下游生产同类材料、零部件和电连接器企业都可报名参加。优胜者获“最佳产品质量一致性奖”殊荣。产品设计、材料、工艺等多种因素都会影响质量一致性,企业深刻认识与发达国家同类产品质量一致性差距根源,是实现替代进口目标的第一步。

建议四是筹建“电连接器关键零件和关键工艺研究和供给中心”;电连接器行业实现工业3.0、工业4.0智能制造,需化巨资引进许多关键的制造工艺装备和监测仪器。要“以史为镜”,吸取过去同质化重复引进,利用率不高,浪费资源的历史教训。建议在国家有关部委组织领导下,合理调整我国电连接器生产布局,充分发挥本企业的特长和优势,整合资源组建产业联盟。强强联合、优势互补,适当兼併某些企业,淘汰本企业某些弱项产品。选择具有良好基础和优势条件企业;筹建我国“电连接器关键零件(接触件、绝缘体)研究和供给中心”(兼工业3.0、工业4.0生产基地),筹建我国“电连接器关键工艺(模具、机加工、冲压、塑压、压铸、表面处理、智能装配、在线监测等)研究和供给中心”。

4.2 培育新型人才

“科技以人为本”,人才是夯实行业基础共性技术,确保电连接器创新发展的第一要素。同行之间竞争,某种意义上讲就是人才博奕。电连接器行业急需培育以下三类人才:一是培育熟练掌握电连接器产品设计、材料、制造工艺等基础共性技术人才;二是以新能源汽车、5G通讯、大数据、人工智能等新基建项目配套需求为导向,在培育第一类人才同时,培育既熟悉电连接器制造,又熟悉各领域整机配套电连接器产品使用要求的跨界复合型人才;三是培育能致力于产业链可靠性系统工程技术研究及管理、产品智能化制造正向并行设计的跨界复合型人才。随着企业数字化转型和智能制造逐步推进,目前行业特别紧缺第二类能胜任电连接器产品应用基础研究和第三类能承担产业链可靠性系统工程技术研究与管理以及产品智能制造正向并行设计的复合型人才。

笔者出于对培育人才的关注,最近浏览了承担国家985、211工程各高校培养各类专业人才的优秀学科名单,发现“电连接器制造与应用”作为一门交叉学科,短期内还很难列入这些高校的学科名单。企业培育和拥有技术人才是件头等大事,但也决非是件一蹉而蹴的事。人才必须通过企业实际工作磨练才能成长、发现和脱颕而出。现在不少企业想走捷径,通过种种渠道从别的成功企业中挖取人才。却很少考虑如何因地制宜培育本企业能全身心投入上述三方面工作的人才。企业每年都会招聘许多高校本科生、研究生等,为加速培育这些初入行业的年轻后辈早日肩负起未来电连接器创新发展重任,特提出以下四点建议:

建议一是组织举办“培育复合型人才专题研讨会”;建议行业协会征求产业链上下游企事业单位和北邮、哈工大等有关高校意见后,组织举办“培育复合型人才专题研讨会”。邀请曽对产品应用基础研究作出过贡献的退休老专家作报告,现身说法谈自已的心得体会和经验教训。以期望年轻后辈聆听后有所启迪。并建议行业协会听取专家学者意见的基础上,集思广益考虑拟定“电连接器行业培育复合型人才行动计划纲要”。

建议二是企业每年组织举办学术交流会或论文发布会;建议企业组织年轻后辈积极参与涉及电连接器应用基础研究的产品失效分析、试验考核、定量设计和失效预防等实践活动或课题研究,鼓励年轻后辈及时总结经验,撰写论文和技术总结。企业可通过每年组织举办学术交流会论文评审,可及时发现好苗子,今后有意识引导定向培养。

建议三是高校和企业合作定向培养各类专业人才;建议北邮、哈工大等高校和企业合作组织专家学者编写理论结合实际的“电连接器制造及应用技术”教材。并向国家申请设立“电连接工程制造及应用技术”专业定向培养人才。今年八月深圳科技大学中德智能制造学院和深圳连接器行业协会合作己开设“电接触理论与应用技术”选修课。

建议四是筹建电连接器博物馆兼培训实习基地;建议行业协会原理事长单位(四川华丰)和现理事长单位(中航光电)联合组织筹建“电连接器产品展示室”,并向国家民政管理部门申报筹建“中国电连接器博物馆”兼培训实习基地。全面展示建国以来电连接器行业的发展里程、各龙头企业产品技术集成创新和在国家重点工程上应用成果。征集展示许多前辈珍藏的资料和实物样品,使其能薪火相传,得到传承、保护和利用。

5 结束语

以上希望和建议,谨此表达我对电连接器行业未来发展的关注和愿景。其观点和可行性尚待商榷和批评指正。未来几年行业整合集成创新和智能制造,将成为行业发展的主题。在市场经济背景下改革现行体制,创建电连接器产业链跨界合作的经济实体和数据共享研究平台,夯实行业基础共性技术研究,是一个长期艰巨而繁重的任务。抚今追昔、继往开来,我对实现这个目标充满期盼给予厚望!

我深信:通过数年、乃至数十年各位志同道合后辈们的与时俱进、奋发有为,夯实我国电连接器行业基础共性技术研究和供给,实现电连接器“制造大囯”过渡到“创造大国”的目标一定会达到!也一定能达到!