試驗和檢測是對軍工行業發展階段性成果進行科學評估的重要方式,隨著現代軍事技術的“高、精、尖”發展,神州天問“上九天攬明月”,蛟龍潛海“下五洋探龍宮”,先進的試驗檢測已逐漸成為軍工技術自主創新、驗證武器裝備可靠性,興軍強國的迫切需要。本文結合當前行業發展現狀、深入分析當前現實問題、提出可行性改革創新策略探索軍工實驗室的可持續高質量發展的“共振點”,破冰現有行業局面,加快軍工檢測實驗室高質量發展具有重要意義。
軍工檢測實驗室改革發展的背景
行業政策支持,第三方檢測亟待發展。2022年1月,國務院印發《“十四五”市場監管現代化規劃》[1],提出要加大認可和檢驗檢測改革創新力度,持續拉動檢測行業擴大市場規模。此前,《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》[2]也提出要健全產業基礎支撐體系,建設生產應用示范平臺和標準計量、認證認可、檢驗檢測、試驗驗證等產業技術基礎公共服務平臺。檢驗檢測作為生產發展的重要環節在政策上得到了有力支持。
發展增量持續登高,創新能力凸顯不足。根據《2021年全國檢測檢驗服務業統計報告》[3],截至2021年底,我國共有檢驗檢測機構51949家(同比增長6.19%),全年實現營業收入4090.22億元(同比增長14.06%)。此外,相關從業人員、各類儀器設備持有量及資產原值均呈現出增長態勢。總體來說,檢測檢驗產業規模正處于持續擴大的階段。目前,檢驗機構雖然數量較多,但從規模來看多為“小微”機構,服務容差范圍小的特點顯著,科研創新能力不足。統計數據顯示,就業人數在100人以下的檢驗檢測機構數量占比達到96.31%。現有的國內檢驗檢測機構中僅有436家業務范圍涉及境外,73.16%的機構僅在省內提供服務。2021年,全行業參與科研項目總計38845項,但參與機構僅有3614家,僅占全國現有檢測機構的7%左右,可見當下大多數檢測機構仍缺少科研創新能力。
競爭格局多元,從業機構各具優勢。當下第三方試驗檢測行業格局呈現出競爭多元化的特點,從業機構包括了國有企業、民營企業和軍工集團下屬單位等,不同的機構屬性在競爭中呈現出差異化優勢。國企性質的試驗檢測機構一般規模較大,具有能力設置較多分支實驗室,在覆蓋業務范圍上更為豐富和全面。民營企業具備更強的市場導向性,其營銷、銷售等策略更加靈活,可以根據市場情況較為迅速地實現策略調整。軍工集團的下屬單位可利用自身機構屬性方面的優勢,更多承接本集團內及其他合作軍工集團的試驗檢測項目及科研課題,在軍工試驗檢測的精度和質量方面也更有保證。
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軍工檢測實驗室改革發展的思路與目標
隨著我國經濟發展轉變和經濟結構調整,我國經濟逐漸從過去的要素驅動轉向創新驅動,企業也從“大而全”向“大而強”“小而精”轉型升級[4]。
從2011年“專精特新”概念提出至今,發展“專精特新”中小企業已成為國家發展戰略的重要組成部分。在當今全球經濟失衡的大背景下,我國產業供應鏈受到挑戰,加快解決核心技術“卡脖子”問題成為構建發展格局的重要任務[5],“專精特新”中小企業在其中起到了“補短板”“鍛長板”的關鍵作用。軍工實驗室作為國家技術發展的重要載體和推動力量,可將“專精特新”戰略作為發力點,將“專業化、精細化、特色化、新穎化”作為發展目標。
契合背景分析以及七一 所發展戰略部署,計量檢測中心以“聚焦主責主業、服務高效、立足國防、特色發展”為戰略定位,“專注計量檢測、服務軍民產業”為使命,著力打造“專精特新”的卓越實驗室為目標,實施“服務升級、市場升級、能力升級、管理升級、創新升級”五大戰略舉措。升級為重點,規劃企業發展舉措。
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路徑一:打造“專精特新”卓越實驗室
專:立足專業,專注技術提升。對軍工檢測實驗室而言,專業技術是立身之本。在眾多試驗檢測項目中,可靠性、環境適應性、電磁兼容性試驗項目技術通用性較強、市場需求量較大,參與的第三方機構數量也較多。為了提高競爭力、形成獨特優勢,第七一 所計量檢測中心梳理自身專業技術,針對薄弱環節制定發展戰略、確定補充能力建設、跟蹤專業方向進度,專注于計量校準、環境可靠性試驗、電子元器件篩選、電磁兼容等能力的提升。“科技要發展,計量須先行”,計量檢測中心在此項技術上具備完整的體系,注重計量研究與武器裝備研究關聯性,加強計量研究成果轉化,自主投入,緊貼武器裝備發展科研工作,實現關鍵技術突破,并將在未來拓展電子電導率-溫度-深度儀器(CTD)計量校準領域。
環境可靠性試驗是全面構建覆蓋裝備全系統全壽命各環節的裝備可靠性工作,提升裝備全壽命周期可靠性試驗考核項目,從元器件篩選、板級應力篩選、組部件環境試驗、系統級環境試驗、整機可靠性試驗全面展開,計量檢測中心作為船舶系統較早開展可靠性工程理論、試驗技術研究與應用的專業機構,從2012年通過中國合格評定國家認可委員會(CNAS)和中國國防科技工業實驗室認可委員會(DILAC)實驗室認可,2018年通過裝備承制單位(試驗類)資格審查,可獨立承接國標、國軍標、行業標準等規定的實驗能力,同時也是目前全國唯一一家在深海模擬試驗裝置實現全海深水壓試驗模擬且通過資質認可的單位。
電子元器件老化篩選是指給電子元器件施加外部效應力,模擬惡劣工作環境,使內部潛在的故障加速暴露出來,盡可能把早期失效消滅在正常使用之前,當前,計量檢測中心依托元器件國產化應用驗證,促使檢測技術提升,元器件檢測室擴大一倍,補充試驗自動化檢測設備,有效解決了元器件老化篩選技術問題,大幅提升元器件老化篩選進度和效率,未來將重點加強動態老煉測試。
電磁兼容性(EMC)是指設備、分系統、系統在共同的電磁環境中能一起執行各自功能的共存狀態,適用于電子、電氣及機電等設備、分系統、系統電磁發射和敏感度的測量。目前,計量檢測中心現有3m法半電波暗室(9m×7m×6m),吸波材料及鐵氧體全部采用進口材料。暗室性能已通過中國計量科學研究院測試合格。可按GJB、GB、行業標準等對電子電氣產品進行電磁干擾分析和檢測,電磁敏感度分析和檢測。先后完成《CTDJ水下護岸快速修復技術通用質量特性設計研究》《水上滑翔機海上試驗質量控制研究》等多項專業課題,已申請專利4項,著力打造具有專業化能力的實驗室。
精:精細能力,滿足客戶需求。計量檢測中心在打造專業化實驗室的同時,注重能力的精細化、針對化、一體化,以更好地承接客戶需求,打通能力建設到實踐應用的閉環,打造“精于專業、通于客戶”的品牌實驗室。考慮到部分客戶兼具陸上和水上試驗需求,計量檢測中心依托水下無人攻防總體單位資質并聯合所內水上試驗中心,成立水上試驗、陸上試驗聯合實驗室,構建了水陸一站式試驗平臺,為客戶提供一體式服務。針對實踐中出現的試驗檢測周期長、環節多、批量大、參試人員多等問題,計量檢測中心經過客戶針對性調研后,構建了試驗檢測一體化平臺。該平臺可承擔產品試驗過程檢測工作,助力客戶足不出戶完成試驗任務,有效節約參試單位的人力資源,提升檢測效率。
特:特種試驗,發揮特色優勢。計量檢測中心專注于自身在行業中的特色優勢,大力拓展水下試驗檢測相關工作,制定行業試驗標準,形成特色化、差異化的產品服務。結合水下無人攻防試驗項目,總結項目經驗、規范試驗標準,起草并發布了《自密封電連接器靜水壓力試驗方法》《電子元器件老化篩選規范》《UUV專業電子元器件篩選規范》等企業標準。此外,計量檢測中心不僅針對特定水下試驗項目進行能力建設,需要在水下工作中進行溫度、振動、沖擊等綜合性試驗的產品項目,利用室內冷卻水進行改造,成功解決水下負載試驗問題。計量檢測中心還充分利用所內現有高壓釜試驗基地,針對客戶深海模擬靜水壓試驗需求,主動申請資產調撥整合,建立作業指導書、試驗標準方法,取得國家國防實驗室資質。
新:開拓領域,培養創新技術。在發展自身已有優勢的基礎上,計量檢測中心結合現實狀況不斷開拓,嘗試發展新領域、新技術。2022年上半年,計量檢測中心元器件篩選數量達270萬只,近3年年平均增長率超80%。目前,傳統人工手段檢測效率已經難以承接快速增長的元器件篩選需求。計量檢測中心積極組織技術人員進行技術攻關,開發出一款基于現有檢測設備的自動智能數據采集軟件,并在此基礎上,引入全自動化機器臂自動抓取元器件并放置至測試儀器接口,從而真正實現全自動化測試。
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路徑二:提升國產化率、承擔國產化驗證
在大國博弈背景下,我國科技發展面臨著芯片封鎖、供應鏈變革、價格暴漲等挑戰。軍工檢測作為國防、軍事、武裝等國家關鍵實力建設的一環,在當下更應承擔責任。
作為軍工集團下屬實驗室,計量檢測中心主動提高對自己的要求、積極響應黨和國家的號召,制定裝備元器件國產化率100%、具備器件篩選檢測能力、環境可靠性試驗能力和相應資質等目標,并承擔多項元器件國產化驗證工作。
為完成目標和使命,計量檢測中心積極推進任務開展與實施。
在驗證流程設計上,從溯源識別、信息需求歸集、指標體系構建三個環節依次展開:在驗證指標分析的基礎上,識別影響驗證的因素并設計得出最終驗證流程(見圖1)。
圖1 元器件板卡應用驗證流程圖示例
在驗證的標準依據上,計量檢測中心嚴格按照現有標準開展工作,并根據需求與總體單位共同起草自控標準,確保驗證工作有標可依、有規可循,這也為國產化器件板卡級應用驗證工作編制了大量可借鑒的規范指導性文件(示例見圖2)。在指標體系梳理過程中,芯片參數、用戶需求、產品實際使用等被共同作為驗證指標體系構建的佐證。
圖2 驗證指標確認流程
此外,應用驗證平臺在整個驗證流程中起到了關鍵作用,這一平臺集成了硬件、軟件、性能要求、測試流程、驗證工裝等多個環節。在平臺設計過程中,計量檢測中心結合元器件檢測工作設計完成“元器件檢測數據自動記錄儀”和“元器件全自動化檢測系統”,實現了元器件老化篩選檢測效率的成倍提升。在這一平臺設計基礎上,就板卡功能驗證、工藝裝聯適應性驗證兩個方面制定了詳細的驗證測試流程圖,方便芯片板卡驗證工作的有序開展,已經完成幾十款器件的全部驗證工作并在實際裝備中試用,為后續實現裝備獨立自主可控發揮了重要作用。
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路徑三:探索“市場化”實驗室管理方式
在軍工試驗檢測行業競爭中,部分民營機構依靠靈活的市場化策略顯現出一定優勢。計量檢測中心結合自身狀況探索創新,在實驗室管理上,系統梳理試驗業務流程,確定關鍵重點活動,采用價值鏈分析法、標桿學習法,將顧客需求全方位融入到業務管理中,強化指標對業務的牽引作用,細化規范工作流程,建立業務流程圖,并將實驗室業務活動要素形成完整的程序文件。
在實驗室現場標準化方面,建立和完善“作業指導書”,實現設備標準化管理,開展全面生產維護(TPM)設備現場管理,對設備建檔立卡,建立設備專屬二維碼,實現設備信息化管理,形成了計量檢測中心“2+2”設備管控體系。
在現場區域標準化方面,計量檢測中心針對試驗業務流程將功能區域布局科學化并進行分級管理,針對功能差異性對工具工裝、周轉設備、儀器設備、工作臺面進行個性化定制管理。
在實驗室過程管控優化方面,計量檢測中心主要從過程管控著手,明確問題清單中改進類型,分類制定改進方案,收集改進數據,鞏固改進效果,推廣優秀改進成果,確保實驗室過程管控方案優化與落實。
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小結
隨著全球新一輪科技改革和產業革命的發展,科技創新正在發生變革,科技創新優勢是各國的關鍵競爭力。總體來說,現階段政策支持軍工相關技術的創新發展,產業整體規模不斷壯大的同時為第三方實驗室提供了發展空間與機會。軍工企業作為國家科技創新的主體,在行業競爭之中具備自身獨特的資源優勢,更要勇擔使命責任,持續提升自主創新能力,加快化解核心技術“卡脖子”風險。
進入“十四五”時期,隨著我國科技水平發展和經濟機構調整,“專精特新”將成為第三方實驗室未來發展的重要突圍點,本文提出軍工檢測實驗室未來的改革發展應聚焦“專精特新”戰略,并給出了若干路徑選擇及創新成果,行業影響力不斷增強,發展質量持續向好,解決了軍工檢測實驗室發展所面臨的“瓶頸”問題,為相關軍工實驗室改革發展提供可借鑒經驗。
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參考文獻
[1] 中華人民共和國中央人民政府.國務院關于印發“十四五”市場監管現代化規劃的通知[EB/OL]. http://www.gov.cn/zhengce/content/2022-01/27/content_5670717.htm,2022-01-27.
[2] 中華人民共和國中央人民政府.中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要[EB/OL].http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content _5592681.htm,2021-03-13.
[3] 國家市場監督管理總局.2021年度全國檢測檢驗服務業統計簡告[EB/OL].https://www.samr.gov.cn/rkjcs/sjdt/gzdt/202207/t20220721_348825.html,2022-07-21.
[4] 董志勇,李成明.“專精特新”中小企業高質量發展態勢與路徑選擇[J].改革,2021(10):1—11.
[5] 董志勇,李成明.國內國際雙循環新發展格局:歷史溯源、邏輯闡釋與政策導向[J].中共中央黨校(國家行政學院)學報,2020,24(05):47—55.
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【文章節選自《中國質量》雜志2023年4期
轉自:中國質量 CHINA QUALITY