军用电连接器数字化定制生产的可行性研讨

杨奋为

(上海航天技术研究院808研究所,上海201109)

研究与设计

军用电连接器数字化定制生产的可行性研讨

杨奋为

(上海航天技术研究院808研究所,上海201109)

摘要：本文在阐述我国军用电连接器数字化生产技术应用概况和与发达国家存在明显差距原因的基础上，分析比较了军用电连接器传统批量生产和数字化定制生产方式的差异，并对实现我国军用电连接器数字化定制生产的可行性进行研讨。

关键词：军用; 电连接器; 数字化; 定制

1军用电连接器数字化生产技术应用概况

信息网络技术将对军用电连接器传统生产方式带来的革命性变化。信息网络技术与传统的军用电连接器制造业正在相互渗透和深度融合，深刻改变产业组织方式，催生形成新的企业生产方式和管理模式。回顾数字化技术在我国军用电连接器生产领域的应用和发展历程，与网络信息技术在日常生活中应用相比，不论是应用的深度和广度方面目前都还存在很大差距。

上世纪九十年代初期，螺纹连接锁紧的圆形电连接器插合、分离过程中经常产生金属多余物，曾一度严重危及航天等髙可靠电连接器的使用可靠性。随后，数控机床和加工中心的引进极大地提髙和改善了电连接器壳体等关键零件的加工精度和质量一致性，明显减少了电连接器插合、分离过程中产生金属多余物的概率。

本世纪初，随着改革开放的深入和国家重点工程配套急需，部分军用电连接器生产企业陆续引进自动冲压、注塑、电镀和装配等智能化生产线，应用数字化的柔性监控加工和在线检测技术，提高了产能和质量一致性，且减轻了工人劳动强度，节省了制作成本。例如，796厂为满足迅猛发展的通讯工程对背板电连接器的需求，在掌握复合电镀、连续压塑、自动装配等新工艺基础上，依靠数字化技术支撑，建成了日产数十万套的背板电连接器生产线，取得了很好的经济效益和社会效益。

过去军用电连接器电缆组件采用单回路、单参数的检测仪器，配上专用的测试工装进行常规电性能检测，检测过程十分复杂、费工费时。采用手工方式记录，工作量非常大，且质量跟踪难度大。现在，采用从美国、日本等发达国家引进的数字化自动检测仪器，一次插合即能十分便捷地进行多回路导通、绝缘和耐压等电性能参数检验，并可同步在被检产品上打上带有条码的合格标签，通过条码可实现产品所有信息跟踪。在进行产品出入库时，直接通过扫描合格证条码实现库存管理，在装配现场可直接扫描合格证条码来实现装配记录的跟踪，大大简化和方便了现场操作，提高了管理效率。

与此同时，数字化生产管理模式亦成功应用于航天系统等军用电连接器专业生产企业。采用PDM(产品数据管理)，管理产品整个生命周期内的全部数据。工程技术人员除管理根据市场需求设计的产品图纸和编写的工艺文档外，还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的动态管理。建立企业资源计划(ERP)系统，对企业的所有资源(物流、资金流、信息流、人力资源)进行整合集成管理，采用信息化手段实现企业生产控制(计划、制造)、物流(分销、采购、库存管理)和财务(会计核算、财务管理)供销链管理，达到对供应链上的每一环节实现科学管理。

近年来，扬州精艺机电设备有限公司研制的数控加工专用机床，昆山德来福工业自动化有限公司研制的自动装配设备等国产数字化工艺装备，相继成功应用于航空、航天和信息等系统许多电连接器生产企业，开创了用国产数字化工艺装备代替进口的先河，取得了可喜的进展和令国人振奋的业绩。

其实，在电连接器产业链上，从原材料、零部件加工、成品装配到最后交付用户使用，围绕产品整个生命周期都有很多创新内容，但目前，我国军用电连接器制造企业总体还停留在以仿制而不是创新为主。企业满足于仿制，能用就行。企业首先追求快速成长，然后做大，想多赚钱就多元化发展，想办法把公司做成“上市”公司，最后是“玩”资本。军用电连接器核心技术没人研究，因为基础研究投入大、见效微，做了也相当于把钱砸进水里，而搞别的东西赚钱“多而快”。

举世瞩目的商用飞机、空间站、髙铁和航母等重点工程项目都要靠最基础的技术来支撑，而这些都需有人潜下心花十年、二十年坚持不懈的努力研究，要让这些人看到回报，否则资本永远是逐利的。需要整个社会形成对包括军用电连接器在内的基础制造业的重视，甚至是尊重的氛围；要提倡和逐步积累这种企业文化。实现中华民族复兴大业，决定了不能摒弃制造业，资本必须回到制造业来，必须以实体经济为主。国家必须想办法给出政策导向，让投入军用电连接器核心技术基础研究的企业能赚钱。

2我国与发达国家军用电连接器生产模式的差距

我国军用电连接器生产的技术集成度低，这是造成我国军用电连接器质量和可靠性与国外先进水平存在差距的原因之一。例如，MIL26482、MIL38999等美军标规定是以大规模连续批生产为制定依据的，大批量、连续批生产，生产工艺及生产过程控制的稳定性使产品的周期检验(24个月或36个月)成为可能。而我国军用电连接器生产是以满足型号研制任务配套需求来选择确定品种、规格和数量。特点是多品种、小批量、非连续生产和孤立批验证，其质量考核都以交货检验和周期检验同时做，合格后用户提货结束合同关系，通常是先根据引进的样机测仿，然后按双方签订的技术协议研制生产仿制产品交付使用。

我国军用电连接器产品标准的编制往往都滞后于实际产品研发。特别在市场经济利益驱动下，各家电连接器生产企业要满足来自不同行业系统、各种不同型号产品的配套需要，只要用户提出需要什么，就生产什么。登陆各家企业网站“产品展示栏”或浏览各家企业“产品样本”，相同型谱、设计结构、功能和用途的电连接器往往在不同生产厂有不同的型号命名方法，并按各自制订的企业军用标准接受订货和组织生产。由此造成我国军用电连接器生产的技术集成度和产品系列化、标准化管理水平相对较低，参照MIL26482、MIL38999等美军标制定的GJB598、GJB599等国军标，在质量保证规定部分有多处不适合我国实际情况。

军用电连接器产品是若干技术组合的结果，按生产流程或中间产品的上下游关系往往形成一个技术链。军用电连接器技术集成创新的重要特征是寻求最大限度满足军用装备配套的市场需求和可供的最优技术资源的匹配性，实现技术链上的材料技术、工艺技术、装备技术和检测技术等全部技术的复杂组合。

图1为军用电连接器接生产流程形成的技术链示意图。由图1可知，我国军用电连接器企业必须通过和设计、材料和工艺设备等外部资源全面整合，形成开放的产品技术总成系统，掌握这些最基础的核心技术才能使国产军用电连接器质量和可靠性水平逐步接近和达到国外先进水平[1]。

图1　军用电连接器生产流程形成的技术链

目前，我国承担军用电连接器生产任务的各家企业对网络化制造利用数据流在制造过程中促进实现更高的沟通、协作与控制等好处都有共识，在数字化生产的硬件、软件应用方面也取得了不同程度的成效，但是，由于长期以来国家只重视研究成果，不重视取得成果的基础和过程，忽视标准、材料、工艺等基础技术研究，导致我国军用电连接器标准、材料、工艺等共性技术研究十分落后和薄弱。

图1所示军用电连接器生产流程形成的技术链上，许多涉及数字化技术应用的产品设计标准、关键材料、工艺装备和检测仪器至今都依靠引进。例如，日本NAC公司研制用于电连接器电缆组件导通、瞬断、绝缘和耐压等常规电性能自动检测仪器，现广泛应用于我国许多军用电连接器生产企业的产品在线监测和质量检验。在我国市场销售形势一直看好，开始是全进口，现改为在中国组装仍经常断货，供不应求，我国紧缺的就是这些核心技术。军用电连接器标准、材料、工艺和检测等基础共性技术研究的落后和薄弱，已成为我国今后实现军用电连接器数字化定制生产发展的瓶颈。

笔者在从事数十年航天电连接器质量检验的实践过程中，深刻体会到企业的技术集成度和数字化生产技术应用水平，直接决定和影响了产品的质量一致性。目前，进口德驰等世界名牌电连接器的外观、机械、电气和环境等总体质量水平要优于已拥有部分数字化加工设备和检测仪器的航空、航天、信息等系统龙头企业生产的国产电连接器；拥有部分数字化加工设备和检测仪器的航空、航天、信息等系统龙头企业的国产电连接器总体质量水平要优于虽承担军用电连接器生产任务但生产设备相对落后、数字化生产技术应用水平较低的企业。

最近，笔者观看瑞士Preci-Dip制作接触件及连接器的视频资料后，感触颇深。该公司依靠先进的设计、优质的材料、杰出的精细加工技术和富有创新精神的研发团队，集聚了由全球性物流网络支持的专业技术、资质、髙产、灵活性和面向客户的宗旨，不断将客户的理念和想象转换成现实。在定制设计方面，该公司的强大优势变得更为明显。材料的质量保证、工程技术人员的专业知识和自主研发的生产设备和设计能力等，在构筑面向客户完全受控的一站式生产制造过程中作用都发挥得淋漓尽致。现已成为髙度技术集成、每周接触件生产能力达1.5亿个、世界顶级品牌接触件工业化生产的领头羊。该企业是大规模批量生产向大规模定制生产转变的成功典范。

发达国家凭借网络技术不仅将接触件和连接器大规模定制生产销售市场推向全球赢得众多客户，还将承担电连接器产品质量认证、在国际上有影响力的权威实验室业务拓展到全球。例如，美国Experior实验室是一个髙度数字化、无纸化的实验室，具有国防部认可从事MIL38999系列电连接器和光电组合模块等产品质量认证资格，凭借网络技术，在和客户实时沟通信息提供检测服务同时，又与其它协作实验室信息共享结成联盟，目前已在全球拥有Molex、ITT、德驰、安费诺、罗森伯格、欧姆龙、住友电工等众多客户。

联想到目前我国军用电连接器生产现状，我们应学习借鉴发达国家技术集成创新的成功经验，将互联网理念扩展到军用电连接器生产和服务领域，促进军用电连接器生产企业和用户能实时互动，使企业生产出的产品不再大量类同而是更具个性化。网络企业为适应快速多变的市场机遇，通过整合企业流程和供需链，充分利用企业内外部的资源来满足客户多样化、个性化、及时化的需求，提髙军用电连接器，特别是接触件等关键核心零件的技术集成度。

3军用电连接器大批量库存生产和大规模定制生产的比较

先进的柔性、精益和灵捷的生产制造模式是利用企业内外的人员、技术、信息、资金等资源不断增强自身的竞争优势，同时将自身的劣势虚拟化，借用外部力量来改善和优化劣势部门的功能，使之适合企业其他优势功能的需要，避免由于某一部门功能的弱化导致企业总体发展滞后。在虚拟化思想指导下的企业管理目标是突破企业有形界限，弱化具体的组织结构形式，达到全方位借用外力的效果，使企业管理视野大大拓宽，资源运筹从企业内部延伸到外部的整个社会资源空间。实现企业间优势互补和有效集成，整合成更强大的协作集团。随着信息化时代的到来，制造业的市场背景和技术背景均发生很大变化，主要特征是用户需求的多样化和市场竞争的全球化。产品生命周期缩短，多品种、小批量生产比例增加，技术含量和可靠性要求较高。国际化市场和互联网向客户提供了时间、成本、质量和服务等方面更大的选择空间，人们不再满足于企业现有的产品种类和特征，而要求在产品设计和制造过程中融入客户个性化需求。这种大规模定制生产方式正在取代传统的大批量库存生产[2]。

表1为大批量库存生产与大规模定制生产的比较。信息网络技术促进军用电连接器企业与用户实时互动，使企业由过去的大规模批量生产向大规模定制生产转变。大规模定制生产既能满足用户对产品多样化、个性化需求，又能实现大批量生产的髙效率和低成本。其技术特征是柔性的自动化、信息化、网络化、集成化、智能化、敏捷化。组织特征是扁平化、分散化、网络化和小型化。关键是实现生产标准化、通用化和产品多样化之间的平衡。

表1　大批量库存生产与大规模定制生产的比较

信息网络技术促进军用电连接器企业由集中生产向产业链异地合作生产转变，使核心企业和不同环节合作企业实现信息共享，在行业内迅速发现和动态调整合作对象，整合企业间的优势资源，在研发、制造、物流等产业链环节实现分散化生产。按客户需求对企业生产过程的影响程度可分为以下四类：

1)按订单销售

以订单为依据组织库存大批量生产，完工后凭订单交货，这是传统的军用电连接器销售生产方式。

2)按订单装配

根据客户订单注明的型谱，用企业已有的零部件组装成客户所需定制产品，如标准产品为头针座孔，客户订单注明为头孔座针。

3)按订单制造

根据客户订单附加的技术要求，在企业现有的零部件基础上进行变型设计制造，如射频电连接器客户要求按合同订单附图尺寸加工尾罩。

4)按订单设计

根据客户订单中的特殊需求，重新设计能满足特殊需求的新零部件或产品，如客户要求按订单注明的电气参数研制生产滤波电连接器。

图2　从大批量库存生产向大规模定制生产转换示图

图2为从大批量库存生产向大规模定制生产转换示图。由图2可见，在大批量生产中，按订单销售，库存生产向定制生产转换点处于生产过程的最下游。按订单装配、按订单制造、按订单设计依次向生产过程上游移动。越靠近上游，客户订单中的技术要求对企业生产过程的影响越大，完成订单的难度也越大。

大批量定制的核心策略是增加库存生产比例，将库存生产向定制生产转换点尽可能向生产过程下游移动,减少为满足客户订单中的特殊需求而增加设计、制造和装配的费用。大批量定制的实施关键是产品的系列化、标准化和通用化，有效扩大相似零件、部件和产品的优化范围，并充分认识、整理和利用这些零件、部件和产品的相似性。显然，在军用电连接器行业内推广实施大规模定制生产比仅一个企业实施大规模定制生产具有更好的效果。

4建立军用电连接器通用零部件配送中心的建议

发达国家为加速产品流通，往往以配送中心为核心，上游与原材料、零配件供应商相连，下游与销售商、用户相连，组成一个产业供应链，使跨地区、跨行业的企业实现资源和信息共享，为完成向市场提供商品和服务形成合作联盟。不仅使本企业保持原有优势，扩大了其资源利用范围，还可使每个企业享用到联盟中的其他资源。

改革开放至今，我国已形成了航空、航天、信息三足鼎立的数十家军用电连接器企业。由于各自发展历史的差异，形成了各具特色的军用电连接器生产格局，每个企业都有其强项和弱项。例如，耐环境快速分离圆形电连接器目前生产企业多达数十家，其质量水平参差不一。联想到最近上海发生的福喜食品事件，虽连接上下游企业的配送中心“中央厨房”质量监管出了问题，但发达国家这种建立配送中心为核心的供应链联盟管理模式仍值得学习借鉴。

我国军用电连接器核心企业之间应建立产业联盟，在充分发挥各自特长优势前提下合理调整生产布局，分工负责建立耐环境圆形、模块式矩形、微矩形、射频和光电等各大类电连接器产品的总体设计和信息集成系统，将各类军用电连接器产品功能层层分解为一些独立功能的零件模块。在充分利用各核心企业原有技术优势和实力基础上，创建接触件、绝缘体、壳体等通用零部件配送中心，采用先进的数字化制造工艺设备进行零件髙度标准化大规模定制生产。图3为军用电连接器数字化大规模定制生产流程图。

图3　军用电连接器数字化大规模定制生产流程图

承担军用电连接器生产任务的各家企业可使用共享模块技术、部件交换模块技术、主件适应模块技术、添加模块技术、组合模块等技术，并根据市场需要将标准功能模块进行不同组合，快速获得不同产品，从而使大部分零部件可向通用零部件配送中心购买，使定制产品的专用零部件大量减少。根据零部件的相似性，充分利用和继承已有的成熟产品信息资源，缩短产品开发周期，节省制造成本。并可使新产品开发和定制产品开发同时并进，根据市场调查预测，进行新产品和相应标准零件模块设计，使产品适应未来一个时期需求。根据当前客户订货，对已有模块进行组合设计和变型设计，缩短产品生产周期。

对于定制产品的专用零部件，由于无法外购或没有备件，需小批量快速生产，必须要有一套由计算机控制、与自动物料处理系统相连的柔性制造系统，以保证专用零部件配套按时交货。要有良好的供销系统，保障原材料和零部件及时供应及对客户的良好服务，并与设计、制造部门有及时良好的信息沟通。

5实现我国军用电连接器数字化生产的关键要点

1) 建立军用电连接器产业联盟

建立军用电连接器产业联盟，是实现军用电连接器数字化定制生产的首要条件和基础。笔者前几年观看国际空间站视频后一直在深思；为何资本主义国家企业间能联合，而我们社会主义国家企业间反倒不能联合？这种东西方企业文化和价值理念的差异制约了我国军用电连接器创新发展。在市场经济大背景下，军用电连接器企业之间如何联合开展军用电连接器技术集成创新，是摆在我们面前迫切需要解决的课题。

传统的金字塔式多级阶梯企业组织形式强调纵向信息交流，不能适应大规模定制生产需市场、设计、制造、物资供应和销售等部门间充分的横向信息交流。而产业联盟是借助虚拟网络建立企业间横向信息交流的扁平式企业组织机构能使多个企业在一个整体设计管理下，上下游企业实现各尽所能、分工协作的快速运作，使上游企业产品准确及时到达下游企业，最大限度地减少库存和占用资金，减少企业管理层次，增强部门自主权。

例如，过去我国军用电连接器龙头企业都各自化巨资釆购国外著名品牌电连接器和自己生产的仿制产品作对比摸底试验，并委托电子元器件可靠性检测中心做数千小时长寿命、高可靠的定级试验，许多十分珍贵有参考价值的试验结果数据，由于委托时的保密约定，不能在行业里共享，造成国家资源的极大浪费。而建立产业联盟后，在合作双赢的原则下，新型网络企业的许多数据就有可能达成信息交换或有偿共享的契约。

2) 培养新型企业全能型人才

我国军用电连接器数字化定制化生产和服务需要经过几代人漫长而艰辛的努力才能实现。军用电连接器产业联盟要实施新型网络企业组织形式和生产方式的另一重要条件，是要培育造就适应新型网络企业运作的全能型人才。现代机械技术、电子技术、网络信息技术横向交叉、渗透和综合集成，已达到各自单独所不能达到的境界。产业联盟必须集合拥有机械电子学等专业知识的一流全能型设计人才，并将产业链上精通各行业专业知识和技能的人才组成合作团队，以求实现企业人才、信息、技术和资源的高度共享，使各协作企业有相互学习借鉴机会，并为研发新产品创造更有利的条件。

3) 加强军用电连接器总体设计和标准体系建设

军用电连接器产业链是一个环环相扣的供应链，实现数字化生产的基础是资源和信息的快速流通和共享，必须建立适应军用电连接器大规模定制生产的总体设计系统和信息共享系统，提髙产品设计的标准化、通用化、系列化和敏捷化。

产业联盟应承担我国军用电连接器总体设计和标准体系建设任务，分析我国军用电连接器标准体系现状，制定我国军用电连接器标准体系发展规划。可先易后难、以点带面、循序渐进，先清理整顿承担军用电连接器生产任务企业中量大、面广、相同系列和型谱的通用产品标准。例如，耐环境快速分离圆形电连接器、D系列印制板电连接器、微矩形电连接器、射频同轴电连接器和光纤连接器等。

必须在产业联盟组织领导下，在我国军用电连接器生产企业产品设计中，加强军用电连接器的整体设计和产品系列化、标准化和通用化工作，对相似或相同的零部件尽可能采用相似的加工工艺和设备，由同一工厂进行系列化生产和管理。即由核心企业通用零部件配送中心供应。零部件的标准化和通用化可减少企业零部件的品种，扩大零部件的生产批量，提高大规模定制生产的质量和效率，并降低制造成本，应用成组技术，可对已有零部件进行相似性频数统计，对相似性较髙的零部件进行整合形成标准零部件，对相似性较低的零部件进行局部结构特征的合并使之规范化。

4) 国家政策扶植基础共性技术研究

由于历史原因，在过去技术引进测仿过程中，许多产品标准、关键材料、工艺设备、质量检验和可靠性试验方法等都是照搬照抄国外的，只知道按规程这么做，却不知道为什么要这么做。久而久之，造成我国仿制能力特强，而自主创新能力特弱。过多地依赖引进，造成我国军用电连接器关键零件原材料、加工工艺、质量检验标准和可靠性筛选试验方法等共性技术基础研究十分薄弱, 导致相同型谱的国产军用电连接器与国外著名品牌相比，在质量和可靠性方面仍存在一定差距。

要解决我国军用电连接器创新发展的瓶颈, 领导必须转变观念，由抓产业链未端配套产品变为抓产业链前端共性技术。政府必须制定相应的支持和扶植发展军用电连接器共性技术的政策，由政府牵头建立产学研结合开展军用电连接器共性技术研究平台。必须下决心将已掌握的一批共性优势技术形成为技术标准，使每个军用电连接器生产企业都夯实和改善标准、设计、材料、工艺、检验等技术基础工作，从源头加强基础技术研究和供给[3]。

5) 提倡和培育良好的企业文化，支持多学科和多层次协作

转向网络化制造的先决条件包括多项政策驱动因素，但仅依靠政府的力量还不足以推动向网络化制造的转变，必须创造先进的企业文化，企业间要有良好的相互信任、合作共赢的氛围。

军用电连接器可定制生产企业是利用信息技术的新型组织，是为完成某一特定生产任务，在短时间内迅速建立合伙关系的协作网络。由于企业在一定阶段内要与竞争对手共享信息和利益，必须要有相互信任的企业文化氛围，要有能支持多学科、多层次、分散式协同工作的坚强团队和共同的价值观来提髙信息集成系统的可靠性和有效性。必须建立军用电连接器产业链公司信誉数据库，监测合伙公司产能、业绩、经营和信誉，随时跟踪协作企业业务动态，坚决抵制发生于产业联盟合作企业之间的各种欺诈和失信行为。

6结束语

军用电连接器数字化定制生产是一个优势显明、众人向往的目标。它为我国军用电连接器生产发展提供了至关重要的经济性和灵活性。目前，它在我国还处于十分被动的初级启蒙阶段，向网络化制造转变才刚刚起步。这将是一个几代人前赴后继、努力拼搏、漫长而艰辛的历程。

愿有更多的领导、同行和专家关注和研究我国军用电连接器数字化定制生产的可行性。笔者认为，我国军用电连接器数字化定制生产的实现之时，就是中国梦在电连接器行业实现之日。

参考文献：

[1]杨奋为. 军用电连接器接触件的技术集成创新.机电元件, 2014年第4期.

[2]覃征等. 网络企业管理.西安交通大学出版社,2001年9月.

[3]杨奋为. 电连接器的共性技术研究.质量与可靠性,2012年第3期.

收稿日期：2014-11-20

Doi:10.3969/j.issn.1000-6133.2015.01.012

中图分类号：TN784

文献标识码：A

文章编号：1000-6133(2015)01-0048-07