對軍用直升機電子元器件管理及選用控制的思考

劉明川

（航空工業(yè)直升機設(shè)計研究所，天津 300000）

軍用直升機是國家中低空國防建設(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，直升機不再簡單地被應(yīng)用于空中運輸任務(wù)，也肩負(fù)起了對地打擊、監(jiān)視偵查、電子對抗等一系列信息化使命任務(wù)，由一個相對簡單的航空機械產(chǎn)品進化成了一個復(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。直升機作為一個極為復(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)等多個電子系統(tǒng)，電子元器件故障風(fēng)險增加，據(jù)不完全統(tǒng)計，直升機外場保障中有近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使用造成了嚴(yán)重影響，如何加強電子元器件選用控制成為當(dāng)務(wù)之急。此外，直升機裝備中應(yīng)用著大量進口芯片類電子元器件，例如CPU、FPGA、AD/DA轉(zhuǎn)換器、DSP等，隨著我國綜合國力的不斷提升，我國外部形勢日趨緊張，許多西方國家把限制此類核心高端電子元器件出口作為遏制我國武器裝備發(fā)展的基本國策，核心高端電子元器件進口存在禁運風(fēng)險，給我國直升機裝備生產(chǎn)帶來了巨大隱患，如何推進核心高端電子元器件國產(chǎn)化也是當(dāng)前亟需解決的問題。

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

1 直升機元器件工作的特點

1.1 統(tǒng)計規(guī)模大

我國直升機裝備研制面向陸、海、空、武警部隊等多個軍兵種，型號眾多，且伴隨著作戰(zhàn)任務(wù)的多樣化，直升機系統(tǒng)愈加復(fù)雜，加裝設(shè)備增多，僅一型直升機所使用的電子元器件數(shù)量就多達(dá)近十萬個，如此巨大的規(guī)模給整機電子元器件管理及選用控制帶來了巨大挑戰(zhàn)。

1.2 迭代性

直升機電子元器件管理及選用控制伴隨直升機型號研制的方案、設(shè)計、鑒定定型全過程，強調(diào)過程控制，每個階段需根據(jù)元器件使用情況審查結(jié)果及現(xiàn)場故障情況及時優(yōu)化設(shè)計，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，直升機應(yīng)用于鹽霧、濕熱、高原、高寒、電子干擾強烈等多種復(fù)雜的環(huán)境中，并且自身帶有強烈振動，對電子元器件可靠性及環(huán)境適應(yīng)性提出了較高的要求，直升機用電子元器件的研制、生產(chǎn)、運輸、儲存、篩選等全過程必須滿足要求。

1.4 注重選用自主性

電子元器件國產(chǎn)化是直升機裝備國產(chǎn)化的重要保障，是國家戰(zhàn)略安全的重要基石。目前，直升機裝備中許多核心高端電子元器件依然依賴進口，嚴(yán)重威脅著我國直升機裝備的發(fā)展，推進國產(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 直升機元器件工作面臨的問題

2.1 重視程度不足

長期以來，電子產(chǎn)品的設(shè)計只注重功能的實現(xiàn)和性能的優(yōu)劣，實現(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)計工作，同時，產(chǎn)品驗收考核中，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)品驗收考核的項目，導(dǎo)致設(shè)計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)計人員對于頂層法規(guī)文件的要求了解有限，法規(guī)文件形同虛設(shè)。

2.2 元器件信息填報不規(guī)范

為保障直升機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)用信息以及國產(chǎn)化信息等多方面的信息，每款元器件需填報信息多達(dá)40余項，且填報項目涉及專業(yè)術(shù)語較多，例如：分類代碼、質(zhì)量等級、國產(chǎn)化程度等級、安全等級顏色、必要性等，設(shè)計人員對專業(yè)術(shù)語理解不夠準(zhǔn)確，導(dǎo)致信息填報不夠規(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)量等級劃分為JP（普軍級）、JT（特軍級）、JCT（超特軍級）和JY（宇航級），半導(dǎo)體集成電路，依據(jù)GJB 597A-96，將質(zhì)量等級分為B1級、B級和S級，混合集成電路，依據(jù)GJB 2438A-2002將質(zhì)量等級劃分為D級、G級、H級和K級。每款元器件均需逐項查詢核實，導(dǎo)致填報信息不規(guī)范，錯填、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

直升機應(yīng)用于溫度交變、振動強烈、電磁信號復(fù)雜的環(huán)境中，對電子元器件的質(zhì)量、可靠性以及環(huán)境適應(yīng)性有較高的要求。但在實際設(shè)計工作中，設(shè)計人員往往基于自身設(shè)計經(jīng)驗、設(shè)計習(xí)慣以及本廠的元器件庫進行電子元器件選型，導(dǎo)致元器件選型存在局限性，同時，由于信息的堵塞，元器件生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品不能及時進入設(shè)計人員的視野，導(dǎo)致設(shè)計人員不能及時掌握行業(yè)發(fā)展動態(tài)，發(fā)揮行業(yè)優(yōu)勢，部分元器件會選擇非行業(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，不能滿足直升機電子元器件選用的要求。

2.4 元器件國產(chǎn)化替代存在兼容性風(fēng)險

隨著我國科技工業(yè)水平的不斷發(fā)展，我國武器裝備的國產(chǎn)化水平不斷提高，許多電子元器件實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但主要集中于電阻、電容等簡單電子元器件，對于處理器、存儲器、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口。為了擺脫受制于人的被動局面，新品高端國產(chǎn)電子元器件應(yīng)用驗證成為實現(xiàn)進口電子元器件國產(chǎn)化替代，提高武器裝備國產(chǎn)化水平的重要途徑。

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

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裝備的基礎(chǔ)組成部分，影響著作戰(zhàn)任務(wù)的實現(xiàn)，甚至影響飛行的安全，必須引起足夠的重視。加強元器件選用控制，必須建立考核制度，在裝備關(guān)鍵節(jié)點，需對各產(chǎn)品的電子元器件選用情況進行嚴(yán)格審查，并以予獎懲。

3.2 加強元器件法規(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其組織培訓(xùn)，對法規(guī)的要求和涉及的專業(yè)術(shù)語進行闡釋，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，專業(yè)術(shù)語得以準(zhǔn)確、充分理解。

3.3 建立元器件數(shù)據(jù)庫

元器件選用信息填報是一項十分繁瑣的工作，在成品設(shè)計過程中，隨著成品狀態(tài)的變更，元器件選用情況也需對應(yīng)更新，具有迭代性和反復(fù)性，極大地增加了設(shè)計人員的工作量。

然而，對于元器件生產(chǎn)廠家的某一型號的元器件而言，其所屬類別、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量等級、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，定期更新元器件數(shù)據(jù)，填報時通過“型號”和“廠家”同步檢索、自動生成其他數(shù)據(jù)的方式自動可以極大地提高填報效率，減少重復(fù)工作，減輕工作負(fù)擔(dān)，解決錯填、漏填問題，提高數(shù)據(jù)規(guī)范性。

3.4 制定優(yōu)選目錄，維護優(yōu)選目錄權(quán)威性

鑒于設(shè)計人員在進行電子元器件選型時存在較大局限性，整機單位應(yīng)發(fā)揮平臺優(yōu)勢，制定優(yōu)選目錄為設(shè)計人員提供指導(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、相互牽引，使得武器裝備朝著高可靠性的方向發(fā)展。同時，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，提高直升機電子元器件可靠性與保障性。

3.5 基于國產(chǎn)元器件開展應(yīng)用驗證

應(yīng)用驗證的根本目的是實現(xiàn)進口器件的國產(chǎn)化，基于進口陪試器件對國產(chǎn)器件進行驗證，雖可以減少試驗過程故障的發(fā)生率，降低時間成本和費用成本，但經(jīng)過驗證的許多國產(chǎn)器件，因驗證環(huán)境與實際工作環(huán)境的不同，替代后存在著不兼容的風(fēng)險，并不能快速實現(xiàn)進口器件的國產(chǎn)化替代的目的。且從長遠(yuǎn)來看，武器裝備立足國產(chǎn)電子元器件進行設(shè)計、實現(xiàn)完全自主化是我國武器裝備發(fā)展的必然選擇，因此，為了真正解決兼容性的問題，實現(xiàn)直升機裝備的完全國產(chǎn)化、自主化，電子元器件的應(yīng)用驗證必須基于國產(chǎn)陪試器件開展板卡設(shè)計和驗證試驗。

4 結(jié)語

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