论军用电连接器产业“四基”创新

杨奋为

(上海航天技术研究院808研究所)

综述与简介

论军用电连接器产业“四基”创新

杨奋为

(上海航天技术研究院808研究所)

“四基”能力薄弱是制约我国军用电连接器产业创新发展的瓶颈。本文通过分析军用电连接器产业现状，论述了强化军用电连接器产业“四基”创新的内容、措施和关键要点。并提出构建军用电连接器中小企业技术创新服务体系的建议。

军用；电连接器；产业；创新

1 引言

电连接器是构成军用装备整机系统必不可少的基础元件，必须保证在复杂的军事环境和军用场合中万无一失可靠工作，其品质优劣直接关系到整机系统的性能、质量和可靠性。由于它的特殊地位、特殊用途和各种特定的耐环境使用条件，决定了军用电连接器具有种类繁多、功能各异、技术性能要求普遍较高的特点。

我国军用电连接器产业自建国初期仿苏至今已走过六十余年的发展历程，产品从无到有，技术水平和生产规模不断提高。在通用电连接器方面，参照美军标MIL-C-26482、MIL-C-38999、MIL-C-29600、MIL-C-83513、MIL-C-24308、MIL-C-55302、MIL-C-39012等系列仿制生产电连接器已广泛成功应用于军工、航空、航天等重点系统工程。

但由于某些材料和关键工艺等基础技术落后，在研制生产规模和技术水平(包括外观质量和可靠性指标等)方面，与国外发达国家相比还存在明显差距。

为满足国家重点型号研制需要，目前某些关键部位的军用电连接器仍依靠进口。部分关键部位的军用电连接器虽实现国产等效替代，但生产所用的关键原材料、制造工艺装备及检测仪器仍依靠进口。要大批量供应完全符合MIL标准的军用电连接器有一定困难。

2015年5月19日国务院正式发布工业4.0中国版[中国制造2025年]指出：核心基础零部件(元器件)、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础(统称四基)等工业基础能力薄弱，是制约我国制造业创新发展和提升质量的瓶颈。为此，决定继续实施“工业强基专项行动”，要求各地持续提升“四基”能力，加快促进工业转型升级。要坚持问题导向、产需结合、协同创新、重点突破，推动“四基”创新发展。鼓励整机、系统和基础企业合作研发和协同攻关，推动整机和系统采用自主产品和技术，创建和认证一批基础公共服务平台，推动建立产业技术创新服务体系。

笔者出于对我国军用电连接器产业“四基”创新的关注，试图通过军用电连接器产业现状分析，对军用电连接器产业的强化“四基”创新内容、措施及实现“四基”创新的关键要点进行研讨。

2 军用电连接器产业现状分析

2014年我国电接插元件出口1657474.8万件、同比增长5.99%，金额1125079万美元、同比增长17.01%；进口2471088.34万件、同比负增长-13.31%，金额1316352万美元、同比增长8.22%。(表1)。

表1 2014年我国电接插元件进出口数量和金额

由表1可见，我国中低档电接插元件向国外发展中国家出口量正在明显增长，出口增幅已为进口增幅的两倍。从数量和金额看，进口数量和金额仍明显高于出口，说明我国在高端科技领域选用的军用等高可靠电连接器，短期内仍摆脱不了对发达国家进口依赖[1]。

军用电连接器市场规模大，2014年全球销售额达32亿美元。北美市场，主要是美国占军用电连接器总需求约50%。预计美国防务工业制造了全球75%的军事电子系统。尽管目前军用电连接器是各应用领域中增长率最低的，销售增长仅2.3%。但销售利润更高。历史上军用电连接器的毛利超过其它应用领域的连接器，市场特点是增长缓慢，但稳定且毛利高于平均值。

2015年6月18日公布的2014年我国电子元件百强企业名单中电连接器企业占13家，其中涉及军用电连接器生产企业有中航光电、贵州航天电器、陕西华达和四川华丰四家。表2列出了这四家企业在2014年全国电子元件百强中综合排名和主营收入，中航光电营收创新高达34.9亿元，其中军品占55%[2]。

我国中航光电2014年营收创新高达34.9亿元，已跻身世界军用电连接器十大厂商中第五，产量占世界总量4%。但这只能说明量“大”，并不说明“强”[3]。表3列出了2014年世界十大军用连接器制造商的前五位排名及其占世界军用连接器销售总量份额。

表2 军用电连接器生产企业在2014年全国电子元件百强中综合排名

表3 2014年世界十大军用连接器制造商前五位排名

上世纪八、九十年代是我国军用电连接器产业的快速发展期。当时为满足军用装备配套急需能等效替代进口电连接器的市场需求，萌生了许多中、小企业。在国家缺失监管、市场无序竞争剧烈、社会追求“急功近利”的大环境下，不少国企纷纷和乡镇企业联营扩充生产规模，“大而全”重复仿制生产套利风险和不确定性相对较低的成熟产品。其共同特点是生产技术集成度低、产品大量类同和质量水平普遍属中、低挡。致使至今中、低档军民通用的电连接器生产能力普遍过剩，企业只得通过价格战寻觅向发展中国家出口的市场。

同时多数企业由于受关键原材料、制造工艺等基础技术因素制约，真正自主研发创新的产品很少。国家重点系统工程配套所需的一些关键军用电连接器仍只得依赖进口。我国军用电连接器产业的产能结构不合理，产业总体生产和质量水平基本还处于仿制国外产品的初级阶段。

3 军用电连接器产业强化“四基”内 容和措施

3.1 军用电连接器产业“四基”薄弱具体表现

军用电连接器与国家最紧缺的芯片、集成块等电子元器件相比，往往因结构相对简单、技术含量较低和容易仿制，得不到国家层面主管部委领导的重视。但无数军用整机系统失效案例都证明；正由于其结构简单、可快速插合和分离电路，通常是所有电子元器件中失效率最髙的。据初略统计；电连接器失效概率要占所有电子元器件中的20-30%[4]。

笔者在从事数十年航天等军用电连接器质量检验、失效分析和可靠性检验实践中也深刻体会到；许多军用电连接器失效案例产生原因，以及造成我国与发达国家同类产品质量与可靠性存在明显差距的根源，都是由于我国军用电连接器产业的关键基础材料、核心基础零部件、先进基础工艺和产业技术基础(简称四基)能力的薄弱。“四基”能力薄弱已成为制约我国军用电连接器产业创新发展瓶颈。表4列出了我国军用电连接器产业“四基”能力薄弱具体表现。

表4 军用电连接器产业“四基”能力薄弱具体表现

3.2 军用电连接器产业强化“四基”措施

针对我囯军用电连接器产业“四基”能力薄弱现状，建议国家主管部委应采取以下措施强化“四基”研究。

1) 强化基础材料研究

必须坚持问题导向、产需结合、协同创新、重点突破原则，瞄准我国军用电连接器生产紧缺的关键原材料，由政府牵头建立“官、产、学、研、用” 结合的材料创新联盟或研发平台。通过政策和资金扶植，组织产业链上的生产、科研、应用等单位联合攻关，不断试制-应用-改进-再应用-再改进，直至实现完全替代进口材料目标。

2) 强化基础零部件研究

必须充分发挥互联网+现代服务业作用，使我国军用电连接器产业由粗放型转为集约型。企业要借助政府政策支持和通过外延并购，加强企业分工和专业化生产程度，逐步调整军用电连接器产业的整体布局结构。通过引进国外技术集成度高的关键零件智能化制造技术，逐步实现企业智能化制造技术改造。为实现我国军用电连接器产业技术集成度髙的大批量定制化生产，应充分利用产业互联网发展契机，创建适合用户个性化需求的接触件、绝缘体和壳体等基础零件专业化生产基地和配送中心等新型生产服务机构。图1为军用电连接器数字化大规模定制生产流程图[5]。

图1 军用电连接器数字化大规模定制生产流程图

3) 强化基础工艺研究

军用电连接器技术集成创新是寻求技术链上的材料、工艺、装备和检测等全部技术的优化组合。从产业看，由单台自动化到整线自动化，再到数字化工厂、乃至智慧工厂，这是我国军用电连接器整个产业发展的必然趋势。强化我国军用电连接器制造工艺基础研究，逐步实现我国军用电连接器产业智能制造，将是一场任重而道远、几代人前赴后继的攻坚战。

目前我国军用电连接器企业在产品生产过程中手工操作工序占很大比重，故必须充分调研各企业生产工艺实际现状，有的放矢地制定军用电连接器企业智能化改造计划。争取通过国家政策资金支持，鼓励更多企业和个人能潜下心化数年、乃至数十年，从事军用电连接器智能化制造设备、工艺技术创新和生产过程智能化改造等基础工艺研究。

4) 强化基础技术研究

在智能生产和物流过程中标准是基础，军用电连接器产业链必须联合制定标准。制定标准必须由国家层面科研机构统筹规划组织协调，有计划、分阶段实施。企业要设立标准化管理机构，一方面收集与自身领域相关的标准，及时掌握行业标准动态，使产品设计和制定标准同步。另一方面，要加强与标准组织、行业龙头企业、上下游企业的沟通联系，积极参予新标准制定，保证标准的实用性和先进性。

质量提升需不断产品创新，而产品创新关键是技术进步。具有髙科技含量的军用电连接器产品，其原材料、生产工艺和检测手段都应是髙新技术产物。针对我国军用电连接器中小企业“四基”能力薄弱的现状，为促进中小企业技术进步，在引进技术基础上消化吸收，并加以研究、改进和创新。建议由政府牵头分地区构建“官、产、学、研、用”结合的军用电连接器中小企业技术创新服务中心，成为能给中小企业技术创新提供“四基”能力支持和供给的平台。

4 实现军用电连接器产业“四基” 创新的关键要点

4.1 转变质量观念

最近，笔者阅读了工信部广州电子五所谢少锋所长接受中国电子报记者专访后发表的题为[“引领质量观”指导中国制造业发展]一文后颇受启迪。该文深刻分析对比了“保证”和“引领”两种质量观念的差异。

改革开放以来，我国军用电连接器产业一直是在传统的“保证”质量观念指引下，从符合性质量出发制定产品标准，并由此决定产品质量水平的。军用电连接器生产企业质量保证体系和军标线验收，考核要求都以国军标为标准设定最底分数线，达不到则不通过。产品检测评价体系，国家投资建设大量产品质量检测实验室，检测也都是面向产品生产末端，即按企业生产完成后产品的交付和市场流通环节进行“事后把关”。这种“事后把关”质量管理模式，只能将不合格产品识别出来，并不能提髙产品固有质量和可靠性。

由于是按国军标对产品作出评价，故标准本身制定中的缺陷将造成产品评价缺陷，这对企业追求军用电连接器产品髙质量有限止作用。保障产品质量不出问题只是底线要求，不能鼓励企业主动追求产品髙质量。由政府监管保证质量，没有抓住产品质量形成的关键设计制造过程，不能从源头上有效提升产品质量。

早在上世纪七十年代，美国质量管理大师克劳士比(P.B.Crosby)发表“零缺陷的质量管理”理论，提出了“预防为主”、“第一次就把事情办好”等现代质量管理新概念。为适应航空、航天髙科技系统工程对电子元器件髙可靠性要求，1987年摩托罗拉公司在原生产千个部件有6个缺陷基础上，制定了一个被称为6σ(sigma标准差)的目标，即每百万个部件中不超过3.4个缺陷目标。公司高层管理者始终为质量制定数字目标，1992年将缺陷降到每百万个部件中不超过3.5个缺陷，某些产品达到了6σ。6σ标准差管理就是为了达到产品质量接近零缺陷目标。表5为不同年代σ管理的合格率和每百万产品次品概率[6]。

表5 不同年代σ管理的合格率和每百万产品次品

流行年代6σ(sigma)合格率%每百万个产品的次品概率上世纪70年代269.15308500上世纪80年代393.3266800上世纪90年代499.386200上世纪90年代599.977230本世纪初699.999663.4

在这种主动追求卓越质量的新观念指引下，质量作为企业的核心竞争力，以适合用户需要的程度作为衡量依据，符合用户要求的产品就是质量达到要求的产品。用户需求有多高，决定了产品质量水平有多高。促使企业主动追求产品质量，能做多好就做多好。在做法上产品质量是从源头抓起，在产品设计、选材、定型和制造工艺的全过程中，按先进的质量管理标准和先进的技术要求去实施。要求质量“预防为主”、“第一次就把事情办好”，而不是靠“事后把关”。表6为传统和现代两种质量观念的对比差异。

表6 两种质量观念对比差异

强化“四基”是我国军用电连接器产业转型升级成败的关键。树立现代质量观，是确保军用电连接器产业“四基”创新成功的思想基础。企业必须转变质量观念，才能强化“四基”能力，促进技术进步，实现产业从数量型向质量型转变。

4.2 人才培育和体制改革

强化“四基”能否成功的关键在于人才，而人才又取决于教育。创新说到底就是要培育造就一批思想自由，要敢于去做前人没做过的事，敢于去冒可能失败的风险的人才。当你不敢为实现你的想法而去冒险时，创新是不可能的。一个国家培育思想自由的创新氛围，要依靠技术进步和劳动生产率提髙。而劳动生产率提髙取决于技术进步，技术进步要依靠分工和专业化，分工和专业化又要依靠市场，一个国家市场越大、分工越细、专业化程度就越深，技术进步就越快。创新越多，劳动生产率就越髙，经济就进一步增长。财富积累越多，创新氛围就变得越浓，这是一个良性循环过程(图2)。

图2 科技创新的良性循环过程

近年来发达国家为何有3D打印、机器人等众多智能制造技术创新成果，关键是体制保证。发达国家凭借坚厚的经济物质基础，资本家为获取更大利润，体制保证了企业精英在享有优厚物质生活条件前提下，能毫无后顾之忧地全身心从事数年，乃至数十年的创新研究。

我国军用电连接器产业还处于社会主义市场经济初级阶段，在国家缺失监管、市场竞争激烈、个人权益难以保证的大环境下，企业为谋求近期效益都追求“大而全”的生产经营经式，分工和专业化程度普遍较低。军用电连接器企业家下不了决心去真正组织耗资大、耗时长，且有风险的技术创新。个人也难以安心真正去研究这些基础技术。

现在我国再三提倡要用新的体制改革、法律保障来支持我们的国家战略。体制改革是军用电连接器产业“四基”创新的法治保障。唯有对现行经济、政治体制进行根本性的改革，在法治的情况下政府权利受到严格抑制，个人权益得到有效保证，每个人对未来有一个预期，企业家才会真心投入持续创新。才能激励更多人静心投入军用电连接器产业技术创新、组织创新和服务创新，使企业家从过去套利型转向创新型，企业生产从粗放化转为集约化。

4.3 调整产业结构

材料品质和工艺技术集成度是决定军用电连接器产品质量一致性的关键因素。发达国家凭借优质材料和高度自动化零部件加工和装配技术，配上先进的柔性加工和在线质量控制技术，有效控制全生产过程质量，在实现大规模、高效率、低成本批量同时，保证了产品的质量一致性。 而我国目前军用电连接器的中小型生产企业大都仍以小批量、多品种的手工加工零件和成品装配为主要方式。 质量管理重点还停留于产品完工后的传统“三检”。不能从产品质量的事后检验转移到对生产过程质量控制，不能从管“结果”转移到管“原因”。这也是目前我国军用电连接器与进口同类产品存在明显差距的重要原因[7]。

调整产业结构是军用电连接器强化“四基”创新的组织保证。为谋求国家、企业和个人的最大利益，企业之间应强强联合、优势互补，做大做强各自特色产品，淘汰落后低端产品。打破各自“大而全”的生产格局，借助国家的政策和资金扶植加强分工和专业化。统筹规划构建耐环境圆形、复合材料模块化、髙可靠微矩形、光电髙速传输、大电流等大类系列军用电连接器产品智能化生产线，实现大规模、数字化、集约化定制生产。企业应培育坚强的创新研发团队，加强产品自主创新的设计、材料、工艺和检测等共性基础技术研究，要有人潜下心来化数年乃至更长时间去研究优化生产流程和逐歩实现产品智能化生产。

4.4 构建互联网技术创新服务体系

网络信息时代的现代服务业已成为引领制造业产业升级和保持可持续发展的重要力量，是制造业走向高级化的重要标志之一。发改委要求到2018年重点行业大中型企业工业化、信息化融合度处于提升阶段，要求达到80%以上。目前制造业生产正在从提供传统产品制造向提供产品与服务整体解决方案转变，生产、制造与研发、设计、售后的边界已经越来越模糊。例如我国中航光电近年来从过去单纯为航空、航天、兵器、舰船等系统供应配套电连接器，转型升级为大飞机、新能源汽车整套连接器解决方案的供应商。提升了企业在军工领域的价值和地位。

过去企业内部管理是传统的工业化思维以层级结构管理企业内部运行，以串联结构与上下游企业共同形成产业链条，强调管理组织等级分明，强调企业业务“大而全”，难以适应市场和产品多样化需求。而当前互联网思维强调开放、协作与分享，要求减少企业管理的内部层级结构，在产业分工中注重专业化和精细化，企业的生产组织更富有柔性和创造性。

在企业资源配置方面，受信息技术发展的影响，制造业全球化的步伐加快，生产、流通和贸易等方式正在发生巨大变化，企业通过网络将价值链与生产过程分解到不同国家和地区，技术研发、生产及销售的多地区协作日趋加强。借助联接的力量缩短业务流程、降低成本、提升效率，释放出产业创新的巨大潜能。

我国军用电连接器产业驱动创新的动力是引入互联网和物联网，构建互联网技术创新服务体系。使所有企业都成为互联网企业，将国内外优秀资源、机器和人才实现实时产品和信息的互联，形成髙度灵活、个性化、网络化的产业链。在保持大规模、集约化生产同时，满足用户个性化需求。

曾为我国载人航天等扬国威、震民心的重点工程引进国外著名品牌军用电连接器的销售服务商，在军用电连接器产业“四基”创新中有不可替代的桥梁和纽带作用。预计在未来构建军用电连接器产业互联网技术创新服务体系进程中，将催生更多能为用户提供从选用全球优质产品(含材料、零部件和相关工具等)到确保最终可靠应用一整套解决方案的技术服务公司。

5 构建军用电连接器中小企业技术 创新服务体系的建议

德国虽有西门子、宝马等世界顶级企业，但占德国注册企业总和99.7%、雇员总数80%的中小企业，仍是技术创新主力军。这些企业专业化、自动化程度髙，往住拥有高新专利技术，不少大型企业配套设备都来自中小企业[8]。

借鉴德国关于中小企业作用的认识，我国近年来对中小企业发展给予了前所未有的重视和政策支持。为强化产业“四基”创新能力，适应全球产业结构调整、市场竞争环境急剧变化和产业转型升级。动员社会各方面力量支持军用电连接器产业中小企业技术创新必需的“四基”能力服务，为中小企业发展创造良好的外部环境。建议“十三五规划”期间，在军用电接器产业的国家主管部委的组织领导下，分地区构建军用电连接器中小企业技术创新服务中心，并在基础上逐步形成我国军用电连接器中小企业网络化技术创新服务体系。

军用电连接器中小企业技术创新服务中心是整个技术创新服务体系的核心和重要组成部分，是指导、联系和推动中小企业技术创新工作的纽带和桥梁，也是加快科技成果向现实生产力转化的服务站。通过与社会科技资源的优化配置和整合，向社会公益性机构过渡。为中小企业技术创新提供信息、技术开发和推广、新技术交易、科技成果转化、专业技术培训和筹集资金等各种服务。军用电连接器中小企业技术创新服务中心是能为中小企业提供“四基”创新服务的平台，促进企业由过去单独封闭式创新转向平台式的开放创新、联盟式的协同创新。

6 结朿语

这两年正式提出“工业4.0”的德国，现在离“工业4.0”还有多远？有人估计需20年的努力。创始人齐尔克认为：2016年才会有首个“智能工厂”的大型组件投入使用，真正构建一个完整理想工厂可能要到2023年以后。

今年国务院正式公布中国版4.0[中国制造2025]指出要加强“四基”创新能力建设。作为“四基”能力薄弱的我国军用电连接器产业现在是工业几点零？离“工业4.0”有多远？在迈向“工业4.0”目标的起步阶段，结合每个企业实际现状，认真进行些思考和规划是十分必要的。

[1] 连接器与开关动态 中国电子科技集团公司40研究所 2015年2月

[2] 连接器与开关动态 中国电子科技集团公司40研究所 2015年8月

[3] 连接器与开关动态 中国电子科技集团公司40研究所 2015年6月

[4] 杨奋为 军用电连接器的创新研讨 机电元件 2012年第四期

[5] 杨奋为 军用电连接器数字化定制生产可行性研讨 机电元件 2015年第一期

[6] 杨奋为 电连接器检验技术基础 国防科工委质量与可靠性研究中心 2007年 军用电连接器检验技术培训班教材

[7] 杨奋为军用电连接器数字化生产过程质量控制研讨机电元件 2015年第二期

[8] 徐子成 万众创新，打造中国版“工业4.0” 上海化工 2015年1月

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2015-09-11

10.3969/j.issn.1000-6133.2015.05.013

TN784

A

1000-6133(2015)05-0052-07