航天元器件作为航天大系统的基本组成部分，对航天工程的功能、性能、寿命、研制周期、成本以及任务成功与否都有着极其重要的作用和影响，其质量与可靠性直接影响航天工程的成败。随着载人航天工程、北斗卫星导航系统、高分辨率对地观测系统、新一代运载火箭等国家重大科技专项的陆续实施，我国航天科技工业已进入一个新的发展时期，对航天元器件的质量与可靠性提出了更高的要求。

对于航天元器件而言，特殊的应用场合对其提出了很多特殊要求：①航天工程涉及的技术和专业领域广，决定了其使用的各类元器件品种多；②宇航产品的小批量，决定了配套的元器件产品小批量和需求不连续；③作为通用基础产品，决定了同一种元器件需满足不同型号、不同使用部位的要求；④航天型号发射后的不可维修性，决定了对元器件可靠性要求高；⑤航天型号工作环境复杂，决定了元器件要在辐照、真空、高低温交变等恶劣环境下保持其性能的稳定性等[1]。为了提高航天元器件的质量以适应现阶段航天型号的要求，除了要进一步加强元器件生产厂商的质量控制能力外，更需要从顶层策划、选用标准控制和应用验证等方面进行探索，用研双方共同努力以提升我国航天元器件的技术水平和应用水平。

1 、统一标准选用，提高航天元器件设计可靠性

1.1 航天元器件选用标准现状

我国目前的元器件管理体系，存在同一种元器件由于研制立项途径不同，对应多份详细规范的情况：有通过新品立项的详细规范，有通过型谱的详细规范，有通过贯标的详细规范，有通过可靠性增长的详细规范，还有直接面向具体用户使用的详细规范。

随着我国航天行业对元器件的质量控制理念和质量保证手段的不断提升，借鉴ESA和NASA等国外先进成熟的元器件保证经验，目前总体院所的元器件保证主管机关已经基本形成了航天元器件保证的系统体系。这其中很重要的一个方面就是采购规范的制定，例如，航天一院有LRMS采购规范，航天五院有CAST采购规范，航天八院有SAST采购规范等。但是由于认识水平的不同、具体用户使用要求的不同，再加上国家军用标准通用规范的不够完善，导致不同的详细规范和采购规范之间对于同一种元器件的要求存在明显差异。这些差异有具体技术指标的差异、过程质量控制要求的差异、试验检验项目的差异、监制验收要求的差异等，这些差异给设计师系统的设计验证、研制单位的质量控制、用户的选用使用等都造成极大的不便，影响了航天元器件固有质量与可靠性的提升。

1.2 统一的标准是提升设计可靠性的基本保证

航天元器件一般要经过模样阶段的关键技术攻关、初样阶段的攻关以及摸底试验、试样阶段的工艺稳定性验证、鉴定试验以及不同管理要求下的认证等，才能正式应用于航天型号。其中，设计定型之前的设计过程是保证元器件固有质量与可靠性的关键过程。

航天元器件作为通用基础产品，应保证满足不同航天型号的使用要求，用户在选用时也应选择标准货架产品，而不应随意增加定制类要求。这就需要在元器件设计之初，应充分识别应用需求，包括：应用系统的性能要求、应用环境、可测性、可靠性、抗辐照特性、电／机械性能以及极限参数等。

设计过程是一个复杂、反复迭代的过程，只有实施统一的标准要求才能做到有的放矢，前期的设计验证才能做得充分。同时，航天元器件本身就是一个复杂的系统，一项指标的改变、一处结构的更改往往会直接或间接影响其他性能以及可靠性。这种影响有时不能直接显现，必须通过系统的设计、分析、验证才能做到。如果设计之初的标准不统一，而在产品设计定型后再提出不同要求，就很难通过正向的设计过程进行充分验证。

因此，为保证在设计过程中充分进行产品质量与可靠性的提升工作，应保证航天元器件标准的统一性和协调性。

1.3 尽快实现元器件标准/规范的统一

只有标准/规范的统一才能带来产品的标准化和货架化。要实现标准/规范的统一，应由统一的管理机构对航天元器件实施统一的管理。在美国，其军用元器件由国防供应中心 （DSCC）统一管理，宇航元器件由NASA统一领导、组织和策划；在欧洲，ESA作为欧洲各成员国航天产品研制、生产、发射活动的统一管理机构，为保证宇航元器件质量与可靠性及有效管理，专门成立了空间元器件协调组织（ESCC），统一负责欧洲空间元器件的质量保证工作，并负责ESA空间元器件文件和规范的协调与制定任务[2]。

借鉴和参考国外的先进经验，我国航天工业目前由航天标准化与产品保证研究院牵头进行元器件标准体系的建设工作，以 “建立统一完整、先进实用的中国宇航元器件标准体系，规范宇航元器件研发、生产、验证、使用全过程，全面满足航天型号需求”为目的[3]，制定了一批宇航用元器件的通用规范。这些工作能够规范航天元器件产品体系，加强元器件的选用控制，引导使用标准产品，提高产品设计的针对性和可获得性；降低生产和采购成本，促进航天元器件产业的发展。同时，应进一步加强这些标准/规范的强制执行力度，使其在各航天院/所、航天型号中得到落实和应用。

另外，针对相当一部分元器件没有总规范，不能系统地对该类型元器件提出质量控制要求，亟需对这类元器件的总规范进行研究，及早地形成相关的标准。

2 、建立元器件型谱，做好面向未来应用的前期验证

由于航天元器件的自身特点及其使用场合的广泛性，必然要求航天元器件需满足型谱化和系列化的要求，以满足不同使用场合的要求。如同一种连接器产品的接触件数量、接触件种类往往有多种组合方式，同一种电缆组件产品的电缆和连接器也有多种组合方式，但是这些差异并不能改变元器件本身的公共属性特征，不能将其作为多种元器件进行管理。

航天元器件在研制之初，往往只针对特定用户的单一需求。用户一般从自身的使用要求出发，但不同用户之间对于同一类似产品的要求往往也会存在差异。如果在产品研制之初未充分考虑产品的型谱规划，在产品使用后为了验证这种差异带来的影响同时满足质量管理要求，就需要做大量的试验验证和鉴定定型工作，这并不利于产品质量的控制。因此，需要在产品开发过程中，重点关注产品的导向作用，从技术角度规划预判产品的应用方向和发展方向，站在技术前沿，考虑后续增长的需求，以产品为中心及早建立型谱规划，提前做好技术状态固化和产品化的工作，将市场导向与产品导向相结合。

实施型谱化计划，能以很强的针对性反映整机对元器件的需求牵引，又以其技术性能的先进性和产品系列的完整性满足整机用户对元器件的要求。同时，在制定元器件标准/规范时，考虑整合一个系列的元器件编制成标准/规范，即将一个系列里不同型号的元器件整合在一个详细规范中描述，有利于前期进行充分的设计试验验证，提高产品固有质量与可靠性。在元器件型谱化建设中，也可以进一步规范航天元器件系列，统一元器件识别号，有利于航天元器件的规范管理，同时为面向未来的应用做好前期验证工作。

3 、加强试用验证，暴露航天元器件早期缺陷

3.1 用户试用的必要性和有效性

实践证明，用户的实际使用是暴露航天元器件缺陷、改进提高其质量水平的有效手段。用户试用验证一般有两种方式：一是应用验证，二是实际试用。

航天元器件应用验证是指对元器件在航天工程应用前开展的一系列的试验、分析、评估和综合评价等工作，以确定元器件的研制成熟度及其在航天工程中的适用性，并综合分析评价得出元器件的可用性。这种验证充分模拟元器件的实际使用环境，搭建了元器件研制和应用之间的桥梁。应用验证工作能充分验证元器件固有特性、板级适应性和系统适应性，暴露产品的固有缺陷和性能边界，是提高航天元器件质量与可靠性的有效手段。但由于用户的实际使用工况比较复杂，应用验证并不能完整地再现用户的真实过程，部分产品应用缺陷不能充分暴露。

用户的试用是结合真实的应用环境，在实际使用过程中验证元器件的质量与可靠性。试用的过程中，用户更加关注的是系统和整机的性能，不会刻意地验证元器件的固有特性。但恰恰是这种“忽视”能更好地验证元器件的兼容性和可靠性，在真实的环境中暴露其使用缺陷。对用户使用操作要求高的元器件产品，在此过程中也会暴露出用户的使用问题，通过改进，避免实际使用过程中质量问题的发生。在型号的预研和方案阶段，应尽可能地鼓励使用初样或试样元器件产品，以便早期暴露其缺陷，为型号的初样和正样阶段打好基础。

3.2 元器件信息共享

信息系统的建设与利用应成为提高元器件质量的重要手段。通过信息系统可以实现资源共享、快速问题通报、相似质量问题的“举一反三”等功能，避免重复劳动，并且在元器件用户、供应商和元器件保证机构间搭建一个信息交流平台，及时反映并了解各方需求。

通过建立航天元器件数据库，共享元器件产品信息、实验数据和使用信息等，使得元器件供应商能够了解航天用户的需求，及时掌握使用中的问题，积极改进相关技术工艺；而航天用户也能够通过信息系统了解更多的产品信息，制定相应的评估和测试方案，并将问题及时进行反馈，促进航天元器件供应状况的持续改进。

4 、完善过程控制，提高航天元器件的产品保证能力

a）研制厂商的生产过程控制能力，是航天元器件质量的根本保证。随着我国航天工业的发展，元器件生产的质量保证能力发生了很大变化，除了按传统的质量管理模式进行过程控制外，更应将产品保证的思想和方法引入元器件的研制过程中。以风险识别与控制的核心思想完善元器件的全过程控制，推动元器件过程质量控制工作向主动预防控制、过程质量确认、零缺陷系统工程管理的转变。

b）航天元器件过程确认文件 （PID）的建设和固化管理，是提高元器件过程控制能力的有效手段。PID为航天器用元器件建立了一个精确基准，由元器件的结构设计、原材料、制造工艺和控制要求组成，用于元器件的生产控制，对生产中和生产后必须进行的检验、试验进行全面规定。元器件生产厂商应建立PID，对元器件的生产过程控制提出具体的要求，利用PID固化元器件生产工艺和产品状态，保持其生产基线的稳定性。

PID主要控制要素包括：①生产线认证和资格维持；②产品关键原材料控制；③产品设计要求；④产品工艺要求；⑤产品生产制造；⑥承制方外协控制；⑦产品检验试验要求；⑧产品包装运输要求；⑨产品交付要求。

5、 鼓励新技术应用，严控技术状态更改

在电子技术高速发展的今天，元器件的生命周期越来越短。大多数半导体器件的设计使用寿命是3年～10年，先进的集成电路生产工艺每12至18个月就会发生变化。航天型号研制和使用的周期长决定了航天元器件产品更新慢，产品更新换代速度慢必然造成的技术落后和市场占有率的下降。这就造成一些新技术在航天元器件上的应用变的越来越难，新技术带来的产品质量的提升在航天元器件上也得不到体现。

因此，应根据先进技术的发展方向，推动一些老产品的更新换代，鼓励新技术、新工艺在成熟产品上的应用，以技术改进促进质量提升，从而形成良性循环，重塑航天元器件的技术引领作用。同时，针对新技术的应用，也应进行充分的论证和试验验证，严格按技术状态更改五项原则进行管控，避免由于验证不充分导致的新质量问题产生。

我国航天工业已进入一个快速发展时期，多型号并举，研制与批产并重，型号研制周期短，航天事业面临着实现跨越发展的新阶段。作为航天大系统重要技术资源的航天元器件，其稳定的质量对保证航天事业的成功与发展起着至关重要的作用。在新形势下，应创新机制与体制，通过用研双方以及统一高效的元器件专业管理机构的共同努力，以统一的标准为核心，以型谱化建设为发展方向，借助信息共享和新技术的助力，加强研制厂家的过程管控能力，持续提高航天元器件的质量水平，保证航天型号任务的顺利完成。

参考文献

［1］晋文亮.国外航天元器件发展现状与思考［J］. 航天标准化， 2009 （3）.

［2］蔡娜，王敬贤.国外航天元器件发展经验简析［J］. 航天标准化，2010 （4）.

［3］朱恒静，夏泓.宇航用元器件通用规范的设计思路［J］.电子产品可靠性与环境试验,2012， 30 （2）.

［4］张红旗，李海燕.谈宇航元器件详细规范的编制［J］.质量与可靠性，2011 （5）.

［5］唐章东，张凯，等.航天用元器件应用验证方法及其应用实例［J］.航天器环境工程，2013， 30 （3）.