劉民

（中國電子科技集團公司電子科學(xué)研究院 北京 100041）

國內(nèi)EMC技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了30余年，當(dāng)前EMC設(shè)計方法主要有：測試修改法、標(biāo)準(zhǔn)法和系統(tǒng)法等。在工程實踐中創(chuàng)造性地運用了分層與綜合設(shè)計法，其設(shè)計思想是：將設(shè)計指標(biāo)進行層層分解，從器件級、設(shè)備、分系統(tǒng)以及系統(tǒng)級，按照各級別的工作特性和重要程度分層次設(shè)計，最后進行綜合分析和全局控制。提出了機載電子信息系統(tǒng)電磁兼容的設(shè)計→驗證→控制→評估的流程和方法，并且開展了仿真計算預(yù)測分析與大量模擬試驗，采用自頂向下設(shè)計、自底向上測試驗證的方法，采取了諸如天線干擾抑制、線纜、機箱殼體、電磁防護、接地屏蔽濾波和頻譜管理等一系列控制措施，解決了大型機載平臺復(fù)雜電子系統(tǒng)的電磁干擾問題，在產(chǎn)品研制全壽命質(zhì)量管理過程中起到了重要的作用?；陂L期以來的工程經(jīng)驗和大量試驗數(shù)據(jù)，并參考國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)資料，對以往的工作進行認真的提煉和梳理，構(gòu)建了機載電子信息系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計和管理規(guī)范。

1 構(gòu)建電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范體系的重要性

產(chǎn)品的質(zhì)量是設(shè)計出來、生產(chǎn)出來和管理出來的，提高產(chǎn)品的質(zhì)量需要科學(xué)的設(shè)計、生產(chǎn)和管理技術(shù)。設(shè)計決定了產(chǎn)品的固有電磁兼容的性能。電磁兼容性設(shè)計是產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要內(nèi)容。它包括將產(chǎn)品的電磁兼容指標(biāo)分解后分配給各級組成部分；根據(jù)設(shè)計方案對產(chǎn)品的電磁兼容性進行預(yù)估分析；在設(shè)計階段就尋找電磁兼容薄弱環(huán)節(jié)，分析環(huán)境及其它應(yīng)力對產(chǎn)品的影響。在產(chǎn)品研制和開發(fā)過程中，通過試驗及實踐發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問題并加以改進和提高。電磁兼容試驗是對產(chǎn)品電磁兼容符合性進行的調(diào)查、分析和評價的一種手段。其目的是發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計、器件、布線和工藝方面的各種缺陷。

在軍工電子產(chǎn)品研制中，規(guī)范性文件（包括技術(shù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、導(dǎo)則、規(guī)則、指南等）為產(chǎn)品質(zhì)量提供了科學(xué)的衡量依據(jù)，規(guī)范性文件為系統(tǒng)總體和軍方用戶的驗收及監(jiān)督提供了依據(jù)。各種技術(shù)規(guī)范是型號產(chǎn)品設(shè)計成功經(jīng)驗的總結(jié)，有成功的設(shè)計計算方法，有經(jīng)驗數(shù)據(jù)公式，有技術(shù)訣竅，是一筆寶貴的技術(shù)財富，這對型號產(chǎn)品的研制與發(fā)展將起到重要的促進作用，編制產(chǎn)品規(guī)范工作是一項十分重要而又緊迫的任務(wù)[1]。

2 機載電子信息系統(tǒng)電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范體系

機載電子信息系統(tǒng)電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范體系必須納入到整個產(chǎn)品質(zhì)量管理體系中，并不斷完善和持續(xù)改進。

2.1 電磁兼容質(zhì)量管理控制策略

產(chǎn)品電磁兼容質(zhì)量管理控制是建立在大量的試驗、統(tǒng)計和分析的基礎(chǔ)上的，應(yīng)把現(xiàn)有的與產(chǎn)品電磁兼容質(zhì)量有關(guān)的各項工作以產(chǎn)品電磁兼容設(shè)計為主線貫穿起來。產(chǎn)品電磁兼容的質(zhì)量管理控制采取分階段、分層次的管理控制策略。

具體來說，需要成立系統(tǒng)電磁兼容工作組，通常是由一位項目副總設(shè)計師擔(dān)任電磁兼容工作組的組長，統(tǒng)籌負責(zé)產(chǎn)品電磁兼容質(zhì)量的設(shè)計，管理和控制，根據(jù)產(chǎn)品規(guī)范制定電磁兼容控制計劃，電磁兼容性大綱和設(shè)計規(guī)范等頂層文件。采取有效措施保證對產(chǎn)品電磁兼容性進行有效控制。通過認真分析各種數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗逐步建立和完善機載預(yù)警平臺電磁兼容質(zhì)量控制的保證體系[2]。

1）設(shè)計控制。產(chǎn)品電磁兼容的質(zhì)量管理控制的第一個環(huán)節(jié)是設(shè)計控制，電磁兼容的性能主要在開發(fā)階段進行控制，尤其是產(chǎn)品的電磁干擾預(yù)測分析以及設(shè)備機箱（機柜）、線纜和天線布局設(shè)計階段，這是機載預(yù)警平臺系統(tǒng)電磁兼容控制的關(guān)鍵階段。分階段的管理控制是把各階段的電磁兼容設(shè)計和整改融入到整機的設(shè)計方案之中，設(shè)計結(jié)果形成了一系列的設(shè)備清單、原理組成圖、接口文件和技術(shù)規(guī)范等，經(jīng)過檢驗確認整機符合電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求后，這些文件就轉(zhuǎn)為正式的設(shè)計文件。

2）文件和資料的控制。軍工產(chǎn)品研制單位應(yīng)根據(jù)最新的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范形成自己的電磁兼容執(zhí)行文件。應(yīng)根據(jù)預(yù)警指揮機的使用特點制定一個合適的標(biāo)準(zhǔn)限值控制裕度。

3）訂購和采購控制。設(shè)備和元器件的采購都有一個質(zhì)量確認過程，系統(tǒng)總體應(yīng)主動向分系統(tǒng)、設(shè)備和元器件研制和供應(yīng)單位提出電磁兼容的性能要求，并在設(shè)備交付時提供有資質(zhì)第三方實驗室的檢驗證明或在集成聯(lián)試現(xiàn)場進行電磁兼容驗收測試。

軟件工程課程改革將實踐項目貫穿到整個教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，基于企業(yè)角色浸入式模擬學(xué)習(xí)，通過項目實踐加強對理論知識的理解和運用。將軟件工程課程目標(biāo)分解為可考核的指標(biāo)點，建立工程認證指標(biāo)點與課程教學(xué)活動之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成課程教學(xué)活動與專業(yè)畢業(yè)要求達成度的關(guān)聯(lián)[2]。軟件工程課程內(nèi)容分解教學(xué)與實際項目階段實施計劃如表1所示[3]。

4）最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是過程控制。當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計通過了電磁兼容設(shè)計評審后，產(chǎn)品生產(chǎn)就要嚴(yán)格按照設(shè)計文件進行操作，對關(guān)鍵工序、屏蔽、接地、關(guān)鍵件安裝和布線等工藝進行控制，并堅持對日常生產(chǎn)的抽樣檢驗和試驗。

5）必須嚴(yán)格把關(guān)的是關(guān)鍵件的控制。關(guān)鍵件的控制主要是確認新的設(shè)備和元器件供應(yīng)商時應(yīng)進行相應(yīng)的電磁兼容測試，必須經(jīng)過專門的電磁兼容工程師審核確認后才可以更換。比如整改中增加的一條接地線，則接地線的長度、粗細、接地點的位置、接地線的連接方式都是關(guān)鍵的。

6）最后是電磁兼容性能的一致性保證。通過建立完善的控制機制，指定專門電磁兼容質(zhì)量負責(zé)人，對設(shè)計更改的過程按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和程序進行嚴(yán)格監(jiān)督、審核和確認，使設(shè)計更改后的電磁兼容性能不降低，保證性能與認證樣機的一致性。

通過采取一系列的措施來保證電磁兼容設(shè)計方案的合理性和可靠性，以最合理的零件成本和生產(chǎn)工藝達到最可靠的電磁兼容性能。

2.2 預(yù)警指揮機電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范體系內(nèi)容

機載電子信息系統(tǒng)電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范主要包括頂層文件的制定，分為設(shè)計規(guī)范、試驗規(guī)范和工藝規(guī)范等三大類。產(chǎn)品電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范體系內(nèi)容如圖1。

圖1 產(chǎn)品電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范體系圖Fig.1 EMCquality management standard system chart

3 電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范編制方法

編制產(chǎn)品規(guī)范一定要堅持正確性、有效性和可操作性即“三性”的編制原則。在電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范編制和開發(fā)方法方面，可借鑒結(jié)構(gòu)化方法、面向?qū)ο蠓椒ā⒛K化方法和軟件復(fù)用方法，并對其進行取舍。在具體開發(fā)模型和開發(fā)方法的指導(dǎo)下，明確開發(fā)流程。具體的規(guī)范制定的方法流程為如圖 2所示[3-4]。

圖2 產(chǎn)品電磁兼容設(shè)計和管理規(guī)范的制定方法Fig.2 Methods to make design and standardize the management of product electromagnetic compatibility

3.1 需求與環(huán)境分析

針對研制總要求中預(yù)警指揮機系統(tǒng)功能、性能、戰(zhàn)技指標(biāo)以及作戰(zhàn)使用環(huán)境進行分析，確定電磁兼容工作的目標(biāo)和任務(wù)。主要開展電磁兼容性模擬與分析，以及進行系統(tǒng)電磁兼容狀態(tài)清理。

3.2 分類剖析

按照軍工產(chǎn)品研制階段進行分解，確定論證階段、方案階段、工程研制階段和設(shè)計定型階段需要開展的設(shè)計、管理和評審工作。

3.3 信息收集

在信息收集時，要通過多種形式和各種渠道獲取信息，從而使管理和決策更科學(xué)，真正提高規(guī)范質(zhì)量。通過座談討論、問卷調(diào)查、調(diào)閱技術(shù)檔案和工程報告、走訪等形式，廣泛收集分系統(tǒng)、設(shè)備及元器件的技術(shù)發(fā)展動態(tài)信息，建立完整的數(shù)據(jù)檔案。同時通過對結(jié)構(gòu)制造、加工工藝、設(shè)備安裝、線纜敷設(shè)以及外場使用情況進行調(diào)研，將有關(guān)屏蔽、濾波、接地和電磁防護等內(nèi)容反映到電磁兼容管理規(guī)范中。

3.4 統(tǒng)計計算

對產(chǎn)品電磁兼容性進行預(yù)測分析計算，估算出其極限應(yīng)力，并進行必要的內(nèi)外場電磁兼容性摸底試驗，以獲取電磁發(fā)射和敏感性數(shù)據(jù)。通過對產(chǎn)品試驗和試用情況出現(xiàn)的故障和干擾進行統(tǒng)計分析，找出規(guī)律性，總結(jié)出電磁兼容技術(shù)要求的限值數(shù)據(jù)、技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用條件等。

3.5 指標(biāo)選取

認真分析當(dāng)前成熟有效的國標(biāo)、國軍標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合產(chǎn)品研制的系統(tǒng)特點和使用條件對標(biāo)準(zhǔn)進行選取和剪裁，根據(jù)預(yù)測分析、統(tǒng)計計算結(jié)果以及借鑒其他工程經(jīng)驗確定分系統(tǒng)和設(shè)備的電磁兼容限值指標(biāo)，使指標(biāo)既能滿足產(chǎn)品要求又不會過設(shè)計，以確保規(guī)范的可操作性、有效性和質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上編制預(yù)警指揮機電磁兼容設(shè)計和管理規(guī)范。

3.6 設(shè)計評審

主要開展系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計規(guī)范評審、電磁兼容控制計劃評審和電磁兼容試驗規(guī)范評審。評審不應(yīng)面面俱到，要突出重點，抓住核心，著重從下述6個方面進行評審。

1）規(guī)范構(gòu)成

審查設(shè)計規(guī)范的構(gòu)成是否符合相關(guān)要求。由于各項設(shè)計規(guī)范的內(nèi)容不同，則要求也不同。但對于設(shè)計依據(jù)、設(shè)計準(zhǔn)則、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計方法這四章必不可少。

2）設(shè)計依據(jù)

設(shè)計規(guī)范中的設(shè)計依據(jù)，即設(shè)計輸入。審查時，要著重審查設(shè)計依據(jù)的正確性，是否應(yīng)為該項目的已知條件，還要審查其是否全面和充分，既不能遺漏，也不能把中間結(jié)果作為依據(jù)。

3）設(shè)計準(zhǔn)則

設(shè)計準(zhǔn)則是設(shè)計過程中必須遵循的設(shè)計原則和指導(dǎo)思想。編寫的設(shè)計準(zhǔn)則不要出現(xiàn)不確定的詞匯和語句，一要明確，不能模棱兩可；二要恰當(dāng)，不能提得太苛刻；三要可操作。

4）設(shè)計內(nèi)容

設(shè)計內(nèi)容要簡練明確，抓住中心，不可面面俱到，因為規(guī)范需要的是關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)訣竅。對一般內(nèi)容，即專業(yè)人員都會做的事項可以不必列入。

5）設(shè)計方法

設(shè)計方法是設(shè)計規(guī)范的核心，審查時注意以下3點：①“方法”要與“內(nèi)容”相協(xié)調(diào)。設(shè)計內(nèi)容中有的項目必須要有相應(yīng)的作業(yè)方法。②作業(yè)方法要求有最小的自由度。一項設(shè)計內(nèi)容往往有多種作業(yè)方法，不必一一都羅列出來讓使用者選擇，要寫出經(jīng)過優(yōu)選的一種（最多二種）最佳作業(yè)方法。③作業(yè)方法要詳細、具體、可操作，越詳細越具體越好。給出的經(jīng)驗公式、經(jīng)驗數(shù)據(jù)，要說明使用條件或范圍。

6）文字表達

文字表達要確切，不能有不易理解或不同理解的語句。文字表達不確切，容易產(chǎn)生誤解和歧義，還可能使設(shè)計規(guī)范喪失應(yīng)有的使用價值，達不到制定設(shè)計規(guī)范的目的。

3.7 試驗驗證

總體單位編制的各種設(shè)計和試驗規(guī)范必須要經(jīng)過不斷的內(nèi)外場試驗以及用戶使用的檢驗，以此來驗證規(guī)范的內(nèi)容是否完整，指標(biāo)是否合理，方法是否正確[5]。

3.8 質(zhì)量改進

總體單位應(yīng)根據(jù)質(zhì)量目標(biāo)的實現(xiàn)情況、產(chǎn)品質(zhì)量評審存在的問題、過程控制等方面進行系統(tǒng)分析，制定糾正和預(yù)防措施，持續(xù)改進電磁兼容質(zhì)量管理規(guī)范文件。對出現(xiàn)的干擾和故障進行系統(tǒng)分析，要求：機理清晰、定位準(zhǔn)確、措施合理、舉一反三，并驗證實施效果的有效性。同時查找是否有潛在的不合格項，并制定預(yù)防措施[6]。

4 結(jié) 論

通過開展“三大規(guī)范”的實踐，我們體會到要做好產(chǎn)品規(guī)范編制工作，領(lǐng)導(dǎo)重視是關(guān)鍵，經(jīng)費到位是基礎(chǔ)，周密計劃是保障；要確保編寫質(zhì)量，選好編者是前提，嚴(yán)格評審是關(guān)鍵，貫徹實施是目的。應(yīng)大力加強對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的宣傳和推廣，要求在整個預(yù)警指揮機產(chǎn)品研制過程中嚴(yán)格貫徹和執(zhí)行電磁兼容設(shè)計和管理的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，才能起到良好的工程效果。

總之，產(chǎn)品規(guī)范是機載電子信息系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計和研制過程中應(yīng)遵循的技術(shù)準(zhǔn)則、方法和基本要求的規(guī)定，是研制單位組織設(shè)計工作、控制設(shè)計質(zhì)量和開展設(shè)計評審的依據(jù)。為了型號研制的需要，把多年來積累的寶貴設(shè)計經(jīng)驗、設(shè)計訣竅保留和固化下來，變經(jīng)驗設(shè)計為規(guī)范化設(shè)計，上升為規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，無疑對提高型號產(chǎn)品電磁兼容設(shè)計質(zhì)量和管理水平將起到很重要的作用。

[1]王黎明．GJB 9001B-2009．質(zhì)量管理體系要求[S].北京：解放軍總裝備部，2009.

[2]毛宏濤．產(chǎn)品電磁兼容設(shè)計和生產(chǎn)可靠性探討[J].電子質(zhì)量，2002（7）:48-50．MAO Hong-tao.The electromagnetic compatibility design and production reliability of[J].Beijing:Electronic Quality，2002（7）:48-50.

[3]葛含益．武器裝備論證仿真模型規(guī)范體系總體設(shè)計研究[J].北京：軍事運籌與系統(tǒng)工程，2008（9）:50-55．GE Han-yi.Weapons and equipment demonstration simulation model specification on overall design system[J].Beijing:Military Operations Research and Systems Engineering，2008（9）:50-55.

[4]李傳秀．進一步做好設(shè)計規(guī)范的編制工作[J].北京：航天標(biāo)準(zhǔn)化，2000（6）:22-25．LI Chuan-xiu.Further improve the design specification for the[J].Beijing:Aerospace Standardization，2000（6）:22-25.

[5]唐曉斌．XXX工程全機系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)總結(jié)報告[R].北京：電子科學(xué)研究院，2007．

[6]唐曉斌．XXX工程電磁兼容性設(shè)計規(guī)范[R].北京：電子科學(xué)研究院，2003．