軍工、航空航天等領(lǐng)域,對連接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帶寬的提高,以及高速串行接口的普及,連接器需要應對更大帶寬和更高頻率的挑戰(zhàn)。與此同時,為了提升產(chǎn)品良率和可靠性,降低成本,連接器的自動化生產(chǎn)能力也顯得尤為重要。
微型化
可靠性,必然是軍工連接器首要技術(shù)要求。因為,連接器通常在各種惡劣的環(huán)境、各種茍刻的條件下工作,只有質(zhì)量可靠,才能可靠地溝通電路、傳遞信息、實現(xiàn)特定的功能,保障火箭和導彈等工程系統(tǒng)可靠工作。
以航天航空應用為例,據(jù)美國航天失效的故障率統(tǒng)計,40%的元器件的故障中,大約 20% -30%來自電連接器的失效。我國航天史上也發(fā)生過因電連接器失效而延誤發(fā)射的重大事件,因此,航空電連接器應把質(zhì)量和可靠性置于第一重要的位置。
航天電器公司表示,航天級連接器要求最高、最苛刻,而且一旦失效,造成的損失巨大,不可彌補。為此,航天級連接器產(chǎn)品鑒定試驗或周期試驗時,必需進行一系列的材料高真空、臭氧暴露、抗輻照、水解穩(wěn)定性、撞擊、可燃性、氣味和毒性等可靠性篩選試驗。由于宇航環(huán)境的特殊性,并不是所有連接器都能用于宇航環(huán)境,也不是所有廠、所都能生產(chǎn)航天級連接器,對工廠的設(shè)備、工藝、管理水平及測試設(shè)備等要求非常嚴格。
倍捷連接器亞洲區(qū)總經(jīng)理徐夢嵐認為,針對惡劣環(huán)境的連接器,接頭、尾夾以及線束等性能就變得至關(guān)重要,光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料能夠傳輸更多數(shù)據(jù),且更加穩(wěn)定。
但與此同時,軍用連接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(yōu)點,許多連接器外殼復合質(zhì)料均選用高強度工程塑料,再對外表舉行金屬化,替代原先的金屬制造外殼。
徐夢嵐認為:“與其他工業(yè)級市場相仿,航空航天連接器的主要挑戰(zhàn)也在于尺寸、重量和傳輸速率,以及增加連接器外罩以及背部外殼復合材料的使用,從而降低重量并提升耐用性。”
如今民營企業(yè)自主研制商業(yè)火箭蔚然成風,通過連接器微型化實現(xiàn)輕量化在該領(lǐng)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(fā)射。中航光電科技股份有限公司為其配套了絕大多數(shù)連接器和電纜網(wǎng),并應用創(chuàng)新技術(shù)實現(xiàn)減重一半以上,實現(xiàn)更低成本、更高載重。
而且,隨著無人機在軍事行動中發(fā)揮更大的作用,減少體積和重量的壓力也在增加。由于飛行時間取決于飛機攜帶多少重量,增加的有效載荷將面臨一個重量的挑戰(zhàn)。因為這些小型飛行器監(jiān)視和偵察能力的提高取決于有效載荷,該載荷可以包括多個相機和多種頻率如紅外、熱、可見光的傳感器,以及復雜的嵌入式計算和存儲設(shè)備。
而且小尺寸有其他好處。Oomnetics Corporation技術(shù)總監(jiān)Bob Stanton認為,體積小、重量輕、堅固耐用的軍工連接器,比大連接器更能通過沖擊和振動測試。
高速化
現(xiàn)代化軍隊對協(xié)同化、一體化作戰(zhàn)能力的要求越來越高,武器裝備對信息化、智能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?lián)Q代,以連接器為代表的電子元器件的使用比例也在大幅提升。而連接器作為信號傳輸?shù)囊粋€重要連接設(shè)備,對信號傳輸質(zhì)量和速度會產(chǎn)生極大影響,這就對連接器的高速化提出了更高要求。
目前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率已步入了千兆比特/秒,通訊模式也變成了全雙工、多任務(wù)的情況,這就要求航空連接器不僅要有高頻傳輸、快速聯(lián)網(wǎng),還要實現(xiàn)微型配置和高密度。
據(jù)了解,2017年12月,中航光電公司研制的10Gbps高速高密度I/O連接器順利通過部級鑒定,將廣泛應用于新一代綜合航電系統(tǒng)、火控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)等軍事設(shè)備。
目前一些航空設(shè)備采用的光纖高速電路板連接器系統(tǒng),其傳輸速率已經(jīng)達到10吉比特/秒。
自動化
生產(chǎn)自動化水平在保證航空電連接器及互連系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品精度和良品率、縮短交貨周期和降低人工成本上的重要性正在不斷提高。
隨著軍工連接器及互連系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品向微型化持續(xù)發(fā)展,人工組裝、檢驗的可靠性已經(jīng)逐漸不能滿足產(chǎn)品的質(zhì)量需求。對于部分產(chǎn)品,必須要通過自動化組裝才能實現(xiàn)下游行業(yè)所需的精密度。同時,自動化生產(chǎn)線可以實現(xiàn)長時間連續(xù)運轉(zhuǎn),對產(chǎn)品的交貨周期掌握度高,降低了生產(chǎn)管理的復雜程度并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(chǎn)效率,節(jié)省大量人力成本。
據(jù)介紹,軍用連接器是航天電器公司核心產(chǎn)品,具有多品種、小批量、定制化的特點,但質(zhì)量一致性、合格率等成為制約該公司快速發(fā)展的瓶頸。該公司以前以人工生產(chǎn)裝配為主,生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量一致性難以保證。為解決這一問題,2016年航天電器與航天云網(wǎng)、德國西門子公司合作,打造J599系列連接器智能制造樣板間。
據(jù)行業(yè)人士透露,智能生產(chǎn)線投入使用后,將實現(xiàn)全裝配自動化率不低于60%,裝配效率可提升200%。公司自動化生產(chǎn)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,完成上線自動化設(shè)備166臺,同比增加8.5%。完成了虛擬樣機、自動化制造、在線控制、智能檢測等流程再造,智能制造樣板間完成產(chǎn)品設(shè)計及工藝優(yōu)化、自動化設(shè)備及產(chǎn)線規(guī)劃、總裝線調(diào)試等工作,ERP-SAP完成系統(tǒng)切換正式上線,目前正在開展PLM、MES、TIA系統(tǒng)測試聯(lián)調(diào)。
據(jù)《工人日報》報道,如今該公司智能制造工程部已經(jīng)成為僅次于公司研發(fā)部的第二大部門,每年可完成300余項科研任務(wù),研發(fā)速度甚至超過一些專業(yè)自動化設(shè)備制造公司。
跟軍用連接器龍頭中航光電對比看,中航光電在規(guī)模、成本控制等方面走在行業(yè)前列,其產(chǎn)品銷售凈利率和資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率較高,保持著同行業(yè)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(yōu)化,銷售凈利率和資產(chǎn)周轉(zhuǎn)率有望進一步提升,ROE有望持續(xù)提高。
另外,隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,隨之而來的電子干擾技術(shù)和反干擾技術(shù)愈演愈烈,空戰(zhàn)中干擾和反干擾技術(shù)水平和要求也越來越高。