軍工聯結器三大趨勢:高速、微型、自動化
軍工、航空航天等領域,對聯結器的可靠性提出了更高的要求。隨著核心處理器計算能力的提高和模擬器件頻寬的提高,以及高速序列介面的普及,聯結器需要應對更大頻寬和更高頻率的挑戰。與此同時,為了提升產品良率和可靠性,降低成本,聯結器的自動化生產能力也顯得尤為重要。
微型化
可靠性,必然是軍工聯結器首要技術要求。因為,聯結器通常在各種惡劣的環境、各種苟刻的條件下工作,只有質量可靠,才能可靠地溝通電路、傳遞資訊、實現特定的功能,保障火箭和導彈等工程系統可靠工作。
以航天航空應用為例,據美國航天失效的故障率統計,40%的元器件的故障中,大約 20% -30%來自電聯結器的失效。我國航天史上也發生過因電聯結器失效而延誤發射的重大事件,因此,航空電聯結器應把質量和可靠性置於第一重要的位置。
航天電器公司表示,航天級聯結器要求最高、最苛刻,而且一旦失效,造成的損失巨大,不可彌補。為此,航天級聯結器產品鑑定試驗或週期試驗時,必需進行一系列的材料高真空、臭氧暴露、抗輻照、水解穩定性、撞擊、可燃性、氣味和毒性等可靠性篩選試驗。由於宇航環境的特殊性,並不是所有聯結器都能用於宇航環境,也不是所有廠、所都能生產航天級聯結器,對工廠的裝置、工藝、管理水平及測試裝置等要求非常嚴格。
倍捷聯結器亞洲區總經理徐夢嵐認為,針對惡劣環境的聯結器,接頭、尾夾以及線束等效能就變得至關重要,光纖代替傳統材料能夠傳輸更多資料,且更加穩定。
但與此同時,軍用聯結器如今最重要的技能展開趨向仍舊是小型化和輕量化,為完成重量輕、強度高的優點,許多聯結器外殼複合質料均選用高強度工程塑料,再對外表舉行金屬化,替代原先的金屬製造外殼。
徐夢嵐認為:“與其他工業級市場相仿,航空航天聯結器的主要挑戰也在於尺寸、重量和傳輸速率,以及增加聯結器外罩以及背部外殼複合材料的使用,從而降低重量並提升耐用性。”
如今民營企業自主研製商業火箭蔚然成風,通過聯結器微型化實現輕量化在該領域也很重要。5月17日重慶零壹空間航天科技有限公司的“重慶兩江之星”火箭在西北某基地成功發射。中航光電科技股份有限公司為其配套了絕大多數聯結器和電纜網,並應用創新技術實現減重一半以上,實現更低成本、更高載重。
而且,隨著無人機在軍事行動中發揮更大的作用,減少體積和重量的壓力也在增加。由於飛行時間取決於飛機攜帶多少重量,增加的有效載荷將面臨一個重量的挑戰。因為這些小型飛行器監視和偵察能力的提高取決於有效載荷,該載荷可以包括多個相機和多種頻率如紅外、熱、可見光的感測器,以及複雜的嵌入式計算和儲存裝置。
而且小尺寸有其他好處。Oomnetics Corporation技術總監Bob Stanton認為,體積小、重量輕、堅固耐用的軍工聯結器,比大聯結器更能通過沖擊和振動測試。
高速化
現代化軍隊對協同化、一體化作戰能力的要求越來越高,武器裝備對資訊化、智慧化程度的要求也越來越高,各類武器都在朝著電子化的方向加速更新換代,以聯結器為代表的電子元器件的使用比例也在大幅提升。而聯結器作為訊號傳輸的一個重要連線裝置,對訊號傳輸質量和速度會產生極大影響,這就對聯結器的高速化提出了更高要求。
目前網路資料傳輸速率已步入了千兆位元/秒,通訊模式也變成了全雙工、多工的情況,這就要求航空聯結器不僅要有高頻傳輸、快速聯網,還要實現微型配置和高密度。
據瞭解,2017年12月,中航光電公司研製的10Gbps高速高密度I/O聯結器順利通過部級鑑定,將廣泛應用於新一代綜合航電系統、火控系統、網路交換系統等軍事裝置。
目前一些航空裝置採用的光纖高速電路板聯結器系統,其傳輸速率已經達到10吉位元/秒。
自動化
生產自動化水平在保證航空電聯結器及互連繫統相關產品精度和良品率、縮短交貨週期和降低人工成本上的重要性正在不斷提高。
隨著軍工聯結器及互連繫統相關產品向微型化持續發展,人工組裝、檢驗的可靠性已經逐漸不能滿足產品的質量需求。對於部分產品,必須要通過自動化組裝才能實現下游行業所需的精密度。同時,自動化生產線可以實現長時間連續運轉,對產品的交貨週期掌握度高,降低了生產管理的複雜程度並提高了對客戶滿意度的保障。
更為重要的是,隨著軍民融合的深化,競爭加劇,而且勞動力成本也在不斷上升,因此進行自動化改造可以大大提高生產效率,節省大量人力成本。
據介紹,軍用聯結器是航天電器公司核心產品,具有多品種、小批量、定製化的特點,但質量一致性、合格率等成為制約該公司快速發展的瓶頸。該公司以前以人工生產裝配為主,生產效率低、產品質量一致性難以保證。為解決這一問題,2016年航天電器與航天雲網、德國西門子公司合作,打造J599系列聯結器智慧製造樣板間。
據魏勇透露,智慧生產線投入使用後,將實現全裝配自動化率不低於60%,裝配效率可提升200%。公司自動化生產線自投入使用以來,“機械化換人、自動化減人”效果明顯。
2017年該公司投入技改1.2億,完成上線自動化裝置166臺,同比增加8.5%。完成了虛擬樣機、自動化製造、線上控制、智慧檢測等流程再造,智慧製造樣板間完成產品設計及工藝優化、自動化裝置及產線規劃、總裝線除錯等工作,ERP-SAP完成系統切換正式上線,目前正在開展PLM、MES、TIA系統測試聯調。
據《工人日報》報道,如今該公司智慧製造工程部已經成為僅次於公司研發部的第二大部門,每年可完成300餘項科研任務,研發速度甚至超過一些專業自動化裝置製造公司。
跟軍用聯結器龍頭中航光電對比看,中航光電在規模、成本控制等方面走在行業前列,其產品銷售淨利率和資產週轉率較高,保持著同行業高ROE水平。航天電器目前ROE還有較大上升空間,未來隨著成本和效率的優化,銷售淨利率和資產週轉率有望進一步提升,ROE有望持續提高。
另外,隨著電子技術的飛速發展,隨之而來的電子干擾技術和反干擾技術愈演愈烈,空戰中干擾和反干擾技術水平和要求也越來越高。