傅 林,王利軍* ,李 靜
(1.成都工業(yè)學(xué)院 電子與電氣工程系,成都 611730;2.解放軍總參通信部軍代局駐重慶軍代室,重慶 400030)
現(xiàn)代信息化戰(zhàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,制電磁權(quán)成為制信息權(quán)和制勝權(quán)的主要物理基礎(chǔ)之一。戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)于武器設(shè)備尤其是電子信息設(shè)備的電磁兼容性要求也越來(lái)越嚴(yán)格。電磁兼容理論和技術(shù)及其工程方法,已不局限于單純地解決射頻干擾,而是涉及到復(fù)雜電磁環(huán)境的多個(gè)方面,為此國(guó)外學(xué)者提出了電磁環(huán)境效應(yīng)的概念[1-3],傅林等[4]提出了軍事電磁兼容的概念,并在新的電磁兼容性含義下考察我國(guó)電子通信設(shè)備,發(fā)現(xiàn)形勢(shì)不容樂(lè)觀,存在諸多共性問(wèn)題,比如電磁兼容設(shè)計(jì)方法、電磁兼容過(guò)程控制、電磁兼容性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品電磁兼容性測(cè)試認(rèn)證等。其中比較集中的一點(diǎn)是控制不力,其本質(zhì)是電磁兼容意識(shí)不到位、重視程度不夠、在利益關(guān)系的認(rèn)知上存在誤區(qū),這個(gè)問(wèn)題值得深入探討。
我國(guó)項(xiàng)目管理體系至今沿襲蘇俄的型號(hào)研制體系,這種方法對(duì)于單臺(tái)設(shè)備、單個(gè)系統(tǒng)是合理的;但現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)已是復(fù)雜電磁環(huán)境下的信息戰(zhàn)、網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn),是系統(tǒng)與系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)、體系與體系的對(duì)抗,呈多維化、一體化態(tài)勢(shì),這就要求設(shè)備的研制必須要有大系統(tǒng)設(shè)計(jì)和管理體系作為支撐,首先要有頂層設(shè)計(jì)的觀念和方法。
電磁兼容性設(shè)計(jì)方法分幾個(gè)層次,從低級(jí)到高級(jí)依次為:測(cè)試整改法、遵照標(biāo)準(zhǔn)法、系統(tǒng)仿真方法、頂層設(shè)計(jì)法。我國(guó)普遍采用的測(cè)試整改法是最原始、最落后、最低效的方法。許多項(xiàng)目和設(shè)備在立項(xiàng)論證的過(guò)程和方案報(bào)告中,幾乎沒(méi)有提及電磁兼容性,直到產(chǎn)品定型認(rèn)證,需要電磁兼容認(rèn)證時(shí),才來(lái)進(jìn)行電磁兼容整改。這種為達(dá)標(biāo)而進(jìn)行整改的做法,不僅延長(zhǎng)了開(kāi)發(fā)周期、增加了額外成本,更增加了設(shè)備的隱患,使產(chǎn)品的可靠性和安全性降低。比如某軍用通信交換機(jī)是某型軍用通信車(chē)的裝車(chē)設(shè)備,直到批量裝車(chē)后因?yàn)橥?chē)電臺(tái)引起干擾,才發(fā)現(xiàn)電磁兼容設(shè)計(jì)沒(méi)有過(guò)關(guān)[5]。而整改需要增添器件或更換材料,必然犧牲產(chǎn)品的部分原有性能,造成其性能的下降。
據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)還沒(méi)有高校將電磁兼容設(shè)置為獨(dú)立專業(yè),僅有個(gè)別博士點(diǎn)設(shè)立了電磁兼容研究方向,這不符合當(dāng)今電磁兼容理論和技術(shù)發(fā)展。我國(guó)電磁兼容的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀是:學(xué)者翻譯和編著的書(shū)多,市場(chǎng)上各種官辦民辦機(jī)構(gòu)、企業(yè)舉辦的培訓(xùn)班多,但是各級(jí)相關(guān)管理部門(mén)沒(méi)有設(shè)置電磁兼容負(fù)責(zé)崗位,部分企業(yè)沒(méi)有專業(yè)的電磁兼容設(shè)計(jì)和管理團(tuán)隊(duì),項(xiàng)目組中也沒(méi)有專職人員負(fù)責(zé)電磁兼容工作。通常是到了測(cè)試認(rèn)證不過(guò)關(guān)時(shí),才召集相關(guān)人員分析原因、找出臨時(shí)對(duì)策。由于缺乏頂層設(shè)計(jì),這些有限的整改成功經(jīng)驗(yàn)也沒(méi)有反饋到設(shè)計(jì)過(guò)程中,不能夠給后來(lái)的新品設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考。
軍用通信產(chǎn)品研發(fā)缺乏電磁兼容仿真,一方面是沒(méi)有開(kāi)展這方面的工作,另一方面是缺乏相應(yīng)的仿真平臺(tái)、手段和專業(yè)的人才,使仿真工作無(wú)法開(kāi)展。電磁兼容設(shè)計(jì)的理論分析和預(yù)測(cè)仿真是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié),雖然購(gòu)置相應(yīng)的軟硬件平臺(tái)需要一次性投入一筆可觀的費(fèi)用,但因其通用性、共用性、繼承性,可以進(jìn)行多設(shè)備、多系統(tǒng)仿真,所以對(duì)于批量設(shè)備,反而可以節(jié)省整改成本、縮短開(kāi)發(fā)和測(cè)試認(rèn)證周期、提高產(chǎn)品的效能。有了仿真平臺(tái),不僅對(duì)于單臺(tái)、單種、單批設(shè)備,而且對(duì)于系統(tǒng)、平臺(tái)以及其間的電磁兼容性也可以進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析,提供有價(jià)值的設(shè)計(jì)參考依據(jù),盡可能降低設(shè)計(jì)和使用風(fēng)險(xiǎn),其意義非常重大。
電磁兼容測(cè)試驗(yàn)證工作的主觀性很強(qiáng),主要表現(xiàn)在:測(cè)試大綱的編寫(xiě)不規(guī)范;測(cè)試認(rèn)證人員對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的工作狀態(tài)不甚了解,這使得有些廠商有機(jī)會(huì)蒙混過(guò)關(guān)。如CS114 10 kHz~400 MHz電纜束注入傳導(dǎo)敏感度等項(xiàng)目測(cè)試,對(duì)于通信設(shè)備話音質(zhì)量的影響,沒(méi)有客觀的判據(jù),僅憑用戶的感覺(jué)判斷,這就給供貨商的各種作法提供了說(shuō)辭,顯然是不科學(xué)的。
在更高的層次上,電磁兼容性沒(méi)有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化管理;沒(méi)有建設(shè)相應(yīng)的電磁兼容設(shè)計(jì)、測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù);不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)化分析判別。這對(duì)于單個(gè)設(shè)備是如此,對(duì)于整個(gè)平臺(tái)和系統(tǒng)也是如此。因?yàn)樵O(shè)備、系統(tǒng)和平臺(tái)的電磁兼容性是一個(gè)動(dòng)態(tài)的時(shí)變過(guò)程,隨著時(shí)間、環(huán)境的變化,其電磁兼容性是變化的,這就需要進(jìn)行設(shè)備、系統(tǒng)的全壽命周期電磁兼容性動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)評(píng)估和控制管理,我國(guó)在這方面的硬件和軟件上都缺乏相應(yīng)的建設(shè)和應(yīng)用。
電磁兼容的概念涉及到多方面的因素,比如靜電防護(hù)、雷電防護(hù)、電磁脈沖防護(hù)、電磁環(huán)境效應(yīng)與作戰(zhàn)人員的相互影響、電磁信息泄露等內(nèi)容以及所處電磁環(huán)境的所有電磁效應(yīng)及其相互影響。而我國(guó)通信系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)、管理和測(cè)試認(rèn)證,依舊是以射頻干擾為主。在設(shè)計(jì)和整改方面,主要針對(duì)射頻干擾,采取的措施主要是增加濾波器、各種屏蔽材料等,而對(duì)于雷電、靜電放電、電磁脈沖則較少或者根本沒(méi)有考慮。而對(duì)紅信號(hào)泄露,僅限于GGB、GGBB、BMB系列保密標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定,保密標(biāo)準(zhǔn)適用范圍狹窄,不適合大規(guī)模通信設(shè)備的相關(guān)測(cè)試認(rèn)證需求。在分系統(tǒng)認(rèn)證方面,也只對(duì)射頻干擾提出相應(yīng)的項(xiàng)目測(cè)試認(rèn)證要求,如陸軍五項(xiàng),而對(duì)于CS105、CS106、CS116等關(guān)于雷電、電磁脈沖的模擬試驗(yàn)則較少或者沒(méi)有提出考核。
我國(guó)許多通信設(shè)備在設(shè)計(jì)定型時(shí)都按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求做了電磁兼容認(rèn)證,而對(duì)于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品只有在技術(shù)狀態(tài)發(fā)生重大變化后或者軍方、廠商雙方協(xié)商后才再次進(jìn)行試驗(yàn)。這是不合理的,因?yàn)樵O(shè)計(jì)定型過(guò)程中所采取的達(dá)標(biāo)措施是否真正落實(shí)到批量產(chǎn)品中是未知的。
承制單位對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行電磁兼容控制和測(cè)試認(rèn)證的主動(dòng)性不高,一般都是在軍代表的督促下完成電磁兼容試驗(yàn)。比如通信設(shè)備過(guò)程控制中的靜電防護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程,如果企業(yè)不主動(dòng)采取措施,光靠軍代表監(jiān)督檢查,是力所不能及的。大量的在產(chǎn)通信設(shè)備的電磁兼容測(cè)試認(rèn)證試驗(yàn)結(jié)果顯示,在產(chǎn)設(shè)備的電磁兼容試驗(yàn)很少有一次性通過(guò)的,這說(shuō)明必須要采取強(qiáng)有力的措施督促承制單位對(duì)在產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行檢查和整改。同時(shí),雖然有軍代表的督促,但是承制單位沒(méi)有實(shí)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和測(cè)試等過(guò)程控制,使電磁兼容性工作停留于表面。
承制單位大多被動(dòng)地為了達(dá)標(biāo)而整改,不是主動(dòng)分析研究和選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)。部分軍工電子企業(yè)的相關(guān)人員只熟悉GJB151A/152A—1997,而對(duì)GJB151B—2013還沒(méi)有消化,更不了解其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以及我國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)成及其相關(guān)要求。因此必須加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)和知識(shí)培訓(xùn),增強(qiáng)相關(guān)人員的電磁兼容性意識(shí),以提高其電磁兼容設(shè)計(jì)、管理和測(cè)試水平。
我國(guó)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系本身并不完善,導(dǎo)致一些企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不力。比如GJB367A—2001中只規(guī)定定型時(shí)的電磁兼容認(rèn)證,被承制單位當(dāng)作不再對(duì)批量產(chǎn)品進(jìn)行電磁兼容試驗(yàn)的理由。另外,GJB151A/GJB152A—1997沒(méi)有對(duì)靜電試驗(yàn)提出要求,所以多數(shù)通信設(shè)備沒(méi)有做靜電試驗(yàn)認(rèn)證。此外,電磁兼容性的其他方面的含義和相應(yīng)的測(cè)試考核在國(guó)標(biāo)中沒(méi)有完善的條例,所以難以執(zhí)行。
把電磁兼容提到系統(tǒng)工程控制的高度,使承制方的電磁兼容工作落實(shí)到從立項(xiàng)到設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的整個(gè)產(chǎn)品生命周期。督促承制方落實(shí)電磁兼容頂層設(shè)計(jì)理念,重視電磁兼容設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作,組建和培育電磁兼容設(shè)計(jì)、管理隊(duì)伍,開(kāi)展和落實(shí)電磁兼容仿真工作,加強(qiáng)相關(guān)設(shè)計(jì)文件中電磁兼容措施有效性的審查和監(jiān)督,尤其是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)和相關(guān)軟件措施的落實(shí),以及與電磁兼容緊密相關(guān)的熱設(shè)計(jì)方案和措施的落實(shí)。并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù),以提高設(shè)計(jì)水平。
借鑒西方先進(jìn)國(guó)家尤其是美軍的體系結(jié)構(gòu)觀念和方法,比如國(guó)防部體系結(jié)構(gòu)框架(DODAF)及其方法、工具體系等,開(kāi)展和加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),形成符合我國(guó)國(guó)情的體系結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的開(kāi)發(fā)方法與工具體系,并形成一整套保障設(shè)備電磁兼容性的措施和方法。其中電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系的完善、企業(yè)和組織電磁兼容設(shè)計(jì)和保障能力及評(píng)估制度的建立是關(guān)鍵。
企業(yè)相關(guān)人員要樹(shù)立軍事電磁兼容的觀念和意識(shí),認(rèn)識(shí)其重要性,積極開(kāi)展和加強(qiáng)電磁兼容工作。尤其是相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)要重視企業(yè)電磁兼容工程,消除利益關(guān)系的認(rèn)知誤區(qū),投入必要的資金和人力。
加強(qiáng)高校電磁兼容專業(yè)和研究方向建設(shè),大力培養(yǎng)電磁兼容人才隊(duì)伍。企業(yè)要設(shè)置專門(mén)的各級(jí)電磁兼容專職崗位,建設(shè)一支強(qiáng)有力的電磁兼容專業(yè)人才隊(duì)伍,以進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)、仿真、測(cè)試、管理工作。落實(shí)到具體的課題和項(xiàng)目,必須要配備專門(mén)的電磁兼容負(fù)責(zé)人。
軍代室和軍代表要站穩(wěn)立場(chǎng),在電磁兼容性問(wèn)題上不妥協(xié)、不讓步,把電磁兼容管理、控制作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程來(lái)要求和執(zhí)行。嚴(yán)格把好質(zhì)量控制關(guān),把電磁兼容性加入到與六性(產(chǎn)品可靠性、維修性、保障性、測(cè)試性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性)并列的地位,并且爭(zhēng)取在下一版《GJB9001質(zhì)量管理體系》標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(比如《GJB 1686裝備質(zhì)量信息管理通用要求》)和其他標(biāo)準(zhǔn)(比如《GJB150軍用裝備環(huán)境試驗(yàn)方法》)中列入電磁兼容性要求。在電磁兼容問(wèn)題上堅(jiān)持三不放過(guò)原則,即原因找不出不放過(guò),責(zé)任查不清不放過(guò),糾正措施不落實(shí)不放過(guò)。督促企業(yè)形成完備的電磁兼容研發(fā)和保障體系,實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、正規(guī)化、系統(tǒng)化的監(jiān)督和管理。
加強(qiáng)電磁兼容測(cè)試認(rèn)證監(jiān)控督力度。軍代表在測(cè)試過(guò)程中要發(fā)揮主導(dǎo)作用,嚴(yán)格要求和審查電磁兼容試驗(yàn)大綱,掌握受試設(shè)備的組成、工作狀態(tài)和設(shè)置方式、測(cè)試條件、敏感度判據(jù),做到心中有數(shù),不盲從第三方的測(cè)試結(jié)果,從而保障其準(zhǔn)確性。
認(rèn)證產(chǎn)品的抽樣過(guò)程中,軍代表要發(fā)揮主導(dǎo)和監(jiān)督作用,嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如GJB 179A—1996《計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序及表》、GJB 2649—1996《軍用電子元件失效率抽樣方案與程序》等,防止企業(yè)弄虛作假,蒙混過(guò)關(guān)。
根據(jù)《通信設(shè)備科研管理規(guī)定》的要求,電磁兼容試驗(yàn)應(yīng)在正樣評(píng)審前進(jìn)行,其試驗(yàn)結(jié)果作為正樣評(píng)審的試驗(yàn)依據(jù)之一。正樣評(píng)審后,通信設(shè)備的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)一般還要做相應(yīng)的更改,技術(shù)狀態(tài)還不能完全固化。如果承制單位把電磁兼容報(bào)告作為定型時(shí)的依據(jù)之一,那么正樣評(píng)審后設(shè)備的改進(jìn)狀態(tài)電磁兼容性就沒(méi)有得到驗(yàn)證。因此,軍代表應(yīng)督促承制單位將整改措施落實(shí)到位,保障批量產(chǎn)品的電磁兼容性能。特別要關(guān)注整改措施是否有效,是否落實(shí)到技術(shù)狀態(tài)文件上,是否能夠保障批量產(chǎn)品同試驗(yàn)樣機(jī)狀態(tài)的一致性,這些情況都需要形成閉環(huán)并且按規(guī)定程序和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)、測(cè)試認(rèn)證。
2010年9月30日頒布的設(shè)備質(zhì)量管理?xiàng)l例第37條規(guī)定,設(shè)備研制、生產(chǎn)單位應(yīng)當(dāng)建立不合格產(chǎn)品處置制度。但是制度的具體內(nèi)容及方法并沒(méi)有詳細(xì)規(guī)定。軍代表應(yīng)因地制宜,探索一條行之有效的通信設(shè)備電磁兼容不合格產(chǎn)品的處置方法,如仿效當(dāng)今世界許多汽車(chē)大公司的產(chǎn)品召回制度,或采用相應(yīng)的安全措施如備案協(xié)議等[6],以保障我國(guó)通信設(shè)備真正實(shí)現(xiàn)在戰(zhàn)場(chǎng)上的三互(互聯(lián)、互通、互操作)。
我國(guó)項(xiàng)目管理的型號(hào)研制體系不利于大系統(tǒng)的綜合管理,缺乏頂層設(shè)計(jì),沒(méi)有嚴(yán)密的體系結(jié)構(gòu)觀念,電磁兼容人才嚴(yán)重不足,電磁兼容過(guò)程控制不力,很難保障系統(tǒng)、平臺(tái)以及系統(tǒng)與系統(tǒng)間、平臺(tái)之間的電磁兼容。因此,提出了樹(shù)立電磁兼容系統(tǒng)工程觀念、加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)、企業(yè)高度重視、培養(yǎng)人才隊(duì)伍等建議,強(qiáng)調(diào)軍代室和軍代表在電磁兼容控制工程中應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用。
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