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军工检测实验室:“专精特新”改革发展新思路
时间:2023-05-16  

试验和检测是对军工行业发展阶段性成果进行科学评估的重要方式,随着现代军事技术的“高、精、尖”发展,神州天问“上九天揽明月”,蛟龙潜海“下五洋探龙宫”,先进的试验检测已逐渐成为军工技术自主创新、验证武器装备可靠性,兴军强国的迫切需要。本文结合当前行业发展现状、深入分析当前现实问题、提出可行性改革创新策略探索军工实验室的可持续高质量发展的“共振点”,破冰现有行业局面,加快军工检测实验室高质量发展具有重要意义。

军工检测实验室改革发展的背景


行业政策支持,第三方检测亟待发展。2022年1月,国务院印发《“十四五”市场监管现代化规划》[1],提出要加大认可和检验检测改革创新力度,持续拉动检测行业扩大市场规模。此前,《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》[2]也提出要健全产业基础支撑体系,建设生产应用示范平台和标准计量、认证认可、检验检测、试验验证等产业技术基础公共服务平台。检验检测作为生产发展的重要环节在政策上得到了有力支持。

发展增量持续登高,创新能力凸显不足。根据《2021年全国检测检验服务业统计报告》[3],截至2021年底,我国共有检验检测机构51949家(同比增长6.19%),全年实现营业收入4090.22亿元(同比增长14.06%)。此外,相关从业人员、各类仪器设备持有量及资产原值均呈现出增长态势。总体来说,检测检验产业规模正处于持续扩大的阶段。目前,检验机构虽然数量较多,但从规模来看多为“小微”机构,服务容差范围小的特点显著,科研创新能力不足。统计数据显示,就业人数在100人以下的检验检测机构数量占比达到96.31%。现有的国内检验检测机构中仅有436家业务范围涉及境外,73.16%的机构仅在省内提供服务。2021年,全行业参与科研项目总计38845项,但参与机构仅有3614家,仅占全国现有检测机构的7%左右,可见当下大多数检测机构仍缺少科研创新能力。

竞争格局多元,从业机构各具优势。当下第三方试验检测行业格局呈现出竞争多元化的特点,从业机构包括了国有企业、民营企业和军工集团下属单位等,不同的机构属性在竞争中呈现出差异化优势。国企性质的试验检测机构一般规模较大,具有能力设置较多分支实验室,在覆盖业务范围上更为丰富和全面。民营企业具备更强的市场导向性,其营销、销售等策略更加灵活,可以根据市场情况较为迅速地实现策略调整。军工集团的下属单位可利用自身机构属性方面的优势,更多承接本集团内及其他合作军工集团的试验检测项目及科研课题,在军工试验检测的精度和质量方面也更有保证。

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军工检测实验室改革发展的思路与目标


随着我国经济发展转变和经济结构调整,我国经济逐渐从过去的要素驱动转向创新驱动,企业也从“大而全”向“大而强”“小而精”转型升级[4]。

从2011年“专精特新”概念提出至今,发展“专精特新”中小企业已成为国家发展战略的重要组成部分。在当今全球经济失衡的大背景下,我国产业供应链受到挑战,加快解决核心技术“卡脖子”问题成为构建发展格局的重要任务[5],“专精特新”中小企业在其中起到了“补短板”“锻长板”的关键作用。军工实验室作为国家技术发展的重要载体和推动力量,可将“专精特新”战略作为发力点,将“专业化、精细化、特色化、新颖化”作为发展目标。

契合背景分析以及七一 所发展战略部署,计量检测中心以“聚焦主责主业、服务高效、立足国防、特色发展”为战略定位,“专注计量检测、服务军民产业”为使命,着力打造“专精特新”的卓越实验室为目标,实施“服务升级、市场升级、能力升级、管理升级、创新升级”五大战略举措。升级为重点,规划企业发展举措。

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路径一:打造“专精特新”卓越实验室


专:立足专业,专注技术提升。对军工检测实验室而言,专业技术是立身之本。在众多试验检测项目中,可靠性、环境适应性、电磁兼容性试验项目技术通用性较强、市场需求量较大,参与的第三方机构数量也较多。为了提高竞争力、形成独特优势,第七一 所计量检测中心梳理自身专业技术,针对薄弱环节制定发展战略、确定补充能力建设、跟踪专业方向进度,专注于计量校准、环境可靠性试验、电子元器件筛选、电磁兼容等能力的提升。“科技要发展,计量须先行”,计量检测中心在此项技术上具备完整的体系,注重计量研究与武器装备研究关联性,加强计量研究成果转化,自主投入,紧贴武器装备发展科研工作,实现关键技术突破,并将在未来拓展电子电导率-温度-深度仪器(CTD)计量校准领域。

环境可靠性试验是全面构建覆盖装备全系统全寿命各环节的装备可靠性工作,提升装备全寿命周期可靠性试验考核项目,从元器件筛选、板级应力筛选、组部件环境试验、系统级环境试验、整机可靠性试验全面展开,计量检测中心作为船舶系统较早开展可靠性工程理论、试验技术研究与应用的专业机构,从2012年通过中国合格评定国家认可委员会(CNAS)和中国国防科技工业实验室认可委员会(DILAC)实验室认可,2018年通过装备承制单位(试验类)资格审查,可独立承接国标、国军标、行业标准等规定的实验能力,同时也是目前全国唯一一家在深海模拟试验装置实现全海深水压试验模拟且通过资质认可的单位。

电子元器件老化筛选是指给电子元器件施加外部效应力,模拟恶劣工作环境,使内部潜在的故障加速暴露出来,尽可能把早期失效消灭在正常使用之前,当前,计量检测中心依托元器件国产化应用验证,促使检测技术提升,元器件检测室扩大一倍,补充试验自动化检测设备,有效解决了元器件老化筛选技术问题,大幅提升元器件老化筛选进度和效率,未来将重点加强动态老炼测试。

电磁兼容性(EMC)是指设备、分系统、系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态,适用于电子、电气及机电等设备、分系统、系统电磁发射和敏感度的测量。目前,计量检测中心现有3m法半电波暗室(9m×7m×6m),吸波材料及铁氧体全部采用进口材料。暗室性能已通过中国计量科学研究院测试合格。可按GJB、GB、行业标准等对电子电气产品进行电磁干扰分析和检测,电磁敏感度分析和检测。先后完成《CTDJ水下护岸快速修复技术通用质量特性设计研究》《水上滑翔机海上试验质量控制研究》等多项专业课题,已申请专利4项,着力打造具有专业化能力的实验室。

精:精细能力,满足客户需求。计量检测中心在打造专业化实验室的同时,注重能力的精细化、针对化、一体化,以更好地承接客户需求,打通能力建设到实践应用的闭环,打造“精于专业、通于客户”的品牌实验室。考虑到部分客户兼具陆上和水上试验需求,计量检测中心依托水下无人攻防总体单位资质并联合所内水上试验中心,成立水上试验、陆上试验联合实验室,构建了水陆一站式试验平台,为客户提供一体式服务。针对实践中出现的试验检测周期长、环节多、批量大、参试人员多等问题,计量检测中心经过客户针对性调研后,构建了试验检测一体化平台。该平台可承担产品试验过程检测工作,助力客户足不出户完成试验任务,有效节约参试单位的人力资源,提升检测效率。

特:特种试验,发挥特色优势。计量检测中心专注于自身在行业中的特色优势,大力拓展水下试验检测相关工作,制定行业试验标准,形成特色化、差异化的产品服务。结合水下无人攻防试验项目,总结项目经验、规范试验标准,起草并发布了《自密封电连接器静水压力试验方法》《电子元器件老化筛选规范》《UUV专业电子元器件筛选规范》等企业标准。此外,计量检测中心不仅针对特定水下试验项目进行能力建设,需要在水下工作中进行温度、振动、冲击等综合性试验的产品项目,利用室内冷却水进行改造,成功解决水下负载试验问题。计量检测中心还充分利用所内现有高压釜试验基地,针对客户深海模拟静水压试验需求,主动申请资产调拨整合,建立作业指导书、试验标准方法,取得国家国防实验室资质。

新:开拓领域,培养创新技术。在发展自身已有优势的基础上,计量检测中心结合现实状况不断开拓,尝试发展新领域、新技术。2022年上半年,计量检测中心元器件筛选数量达270万只,近3年年平均增长率超80%。目前,传统人工手段检测效率已经难以承接快速增长的元器件筛选需求。计量检测中心积极组织技术人员进行技术攻关,开发出一款基于现有检测设备的自动智能数据采集软件,并在此基础上,引入全自动化机器臂自动抓取元器件并放置至测试仪器接口,从而真正实现全自动化测试。

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路径二:提升国产化率、承担国产化验证


在大国博弈背景下,我国科技发展面临着芯片封锁、供应链变革、价格暴涨等挑战。军工检测作为国防、军事、武装等国家关键实力建设的一环,在当下更应承担责任。

作为军工集团下属实验室,计量检测中心主动提高对自己的要求、积极响应党和国家的号召,制定装备元器件国产化率100%、具备器件筛选检测能力、环境可靠性试验能力和相应资质等目标,并承担多项元器件国产化验证工作。

为完成目标和使命,计量检测中心积极推进任务开展与实施。

在验证流程设计上,从溯源识别、信息需求归集、指标体系构建三个环节依次展开:在验证指标分析的基础上,识别影响验证的因素并设计得出最终验证流程(见图1)。

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图1 元器件板卡应用验证流程图示例

在验证的标准依据上,计量检测中心严格按照现有标准开展工作,并根据需求与总体单位共同起草自控标准,确保验证工作有标可依、有规可循,这也为国产化器件板卡级应用验证工作编制了大量可借鉴的规范指导性文件(示例见图2)。在指标体系梳理过程中,芯片参数、用户需求、产品实际使用等被共同作为验证指标体系构建的佐证。


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图2 验证指标确认流程

此外,应用验证平台在整个验证流程中起到了关键作用,这一平台集成了硬件、软件、性能要求、测试流程、验证工装等多个环节。在平台设计过程中,计量检测中心结合元器件检测工作设计完成“元器件检测数据自动记录仪”和“元器件全自动化检测系统”,实现了元器件老化筛选检测效率的成倍提升。在这一平台设计基础上,就板卡功能验证、工艺装联适应性验证两个方面制定了详细的验证测试流程图,方便芯片板卡验证工作的有序开展,已经完成几十款器件的全部验证工作并在实际装备中试用,为后续实现装备独立自主可控发挥了重要作用。

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路径三:探索“市场化”实验室管理方式


在军工试验检测行业竞争中,部分民营机构依靠灵活的市场化策略显现出一定优势。计量检测中心结合自身状况探索创新,在实验室管理上,系统梳理试验业务流程,确定关键重点活动,采用价值链分析法、标杆学习法,将顾客需求全方位融入到业务管理中,强化指标对业务的牵引作用,细化规范工作流程,建立业务流程图,并将实验室业务活动要素形成完整的程序文件。

在实验室现场标准化方面,建立和完善“作业指导书”,实现设备标准化管理,开展全面生产维护(TPM)设备现场管理,对设备建档立卡,建立设备专属二维码,实现设备信息化管理,形成了计量检测中心“2+2”设备管控体系。

在现场区域标准化方面,计量检测中心针对试验业务流程将功能区域布局科学化并进行分级管理,针对功能差异性对工具工装、周转设备、仪器设备、工作台面进行个性化定制管理。

在实验室过程管控优化方面,计量检测中心主要从过程管控着手,明确问题清单中改进类型,分类制定改进方案,收集改进数据,巩固改进效果,推广优秀改进成果,确保实验室过程管控方案优化与落实。

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小结


随着全球新一轮科技改革和产业革命的发展,科技创新正在发生变革,科技创新优势是各国的关键竞争力。总体来说,现阶段政策支持军工相关技术的创新发展,产业整体规模不断壮大的同时为第三方实验室提供了发展空间与机会。军工企业作为国家科技创新的主体,在行业竞争之中具备自身独特的资源优势,更要勇担使命责任,持续提升自主创新能力,加快化解核心技术“卡脖子”风险。

进入“十四五”时期,随着我国科技水平发展和经济机构调整,“专精特新”将成为第三方实验室未来发展的重要突围点,本文提出军工检测实验室未来的改革发展应聚焦“专精特新”战略,并给出了若干路径选择及创新成果,行业影响力不断增强,发展质量持续向好,解决了军工检测实验室发展所面临的“瓶颈”问题,为相关军工实验室改革发展提供可借鉴经验。

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参考文献

[1] 中华人民共和国中央人民政府.国务院关于印发“十四五”市场监管现代化规划的通知[EB/OL]. http://www.gov.cn/zhengce/content/2022-01/27/content_5670717.htm,2022-01-27. 

[2] 中华人民共和国中央人民政府.中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要[EB/OL].http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content _5592681.htm,2021-03-13. 

[3] 国家市场监督管理总局.2021年度全国检测检验服务业统计简告[EB/OL].https://www.samr.gov.cn/rkjcs/sjdt/gzdt/202207/t20220721_348825.html,2022-07-21. 

[4] 董志勇,李成明.“专精特新”中小企业高质量发展态势与路径选择[J].改革,2021(10):1—11.

[5] 董志勇,李成明.国内国际双循环新发展格局:历史溯源、逻辑阐释与政策导向[J].中共中央党校(国家行政学院)学报,2020,24(05):47—55.

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【文章节选自《中国质量》杂志2023年4期

转自:中国质量 CHINA QUALITY


    

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