摘要 质量检验的数字化转型是电连接器产业链创新的重要基础条件。本文在阐述电连接器行业质量检验数字化现状和分析数字化转型需求基础上，指出了实现质量检验数字化转型的关键要点。并提出了开展“电连接器产品质量一致性团体赛”和“修改现行产品标准质量一致性检验方法”二项建议。

关键词 电连接器 质量检验 数字化 转型

1 问题的提出

1992年我国载人航天工程启动，历经三十一年征程，今年中国空间站建成。三十多年来，航天电器、中航光电富士达、四川华丰、杭州航天电子、郑州航天电子和773所等电连接器研发单位努力拼搏，为工程配套提供大量急需的各类电连接器。为胜利实现“扬国威、震民心”的载人航天工程“三步走”计划作出了非凡贡献!我作为—位曾参与过工程配套电连接器质量检验的老专家深感自豪。回眸过去、展望未来，我对电连接器行业未来创新发展充满信心和希望。

三十多年来，电连接器行业生产规模、质量水平、国际地位和影响力得到迅速发展和提升。航天电连接器产品从原先“百里挑一”的事后检验，发展到如今“智能制造”过程控制。行业标准体系、产品设计、关键基础材料及制造工艺技术水平都有所改善和提高。但由于受历史原因和市场经济体制束缚影响，行业基础共性技术总体水平滞后，绝大部分产品和试验方法都引用国外标准，许多“卡脖子”关键材料、制造工艺装备和检测仪器依赖进口，构建行业互联网+数据共享、横向合作交流平台难度还很大。

在电连接器产业链供应链自主可控方面和发达国家仍存在明显差距。不仅关键原材料、零部件、核心工艺装备和检测仪器设备等硬件对外依存度很高。而且在产品标准规范、质量一致性检验和和管理制度等软件方面也存在许多短板和不足。

随着企业设计、生产和物流的数字化转型升级，如何加强顶层设计，改革现行质量管理制度，优化质量控制流程，逐步实现电连接器质量检验的数字化、网络化和智能化转型升级，以适应行业数字化转型和智能制造发展需要，是迫切解决的实际问题。

2 电连接器质量检验数字化现状

早在2014年我应邀赴贵航讲课同时，现场参观绞线插针智能生产线。绞线插针“镦粗”关键工序用CCD机器视觉100%数字化筛选检查，保证尺寸一致性印象深刻。2021年贵航完成中德合作智能制造样板车间的建设，绞线插针矩形连接器实现微米级器件智能化加工。宇航级超微矩型电连接器的智能化、集约化、绿色化生产水平处国内领先地位[1]。

2021年中航光电以防务战略业务为切入点建成军用圆形电连接器智能化车间[2]。卡爪是GJB598、GJB599等系列圆形连接器接触件固定在绝缘体内关键零件。卡爪卡入绝缘安装板是特别要求精准的关键工序。为提升工艺可靠性，许多企业研制应用“卡爪自动装配设备”，但成熟度参差不一。

片簧式插孔“收口”是插孔接触件成型关键工序。过去手工操作费工费时，难以保证周向收口变形量一致性。许多企业选用嘉兴精锐仪器设备有限公司研制“3600 半自动插孔收口设备”，提高了插孔“收口”质量一致性(图1)。

接触件在绝缘体内固定不良是GJB598、GJB599等系列圆形连接器常见病和多发病。沈阳兴华研制数字式接触件保持力检测仪(图2)。

图1 3600 半自动插孔收口设备

图2 数字式接触件保持力检测仪

“单孔分离力检查”是保证针孔接触对接触可靠的关键检验工序。插孔收口、电镀后和装配前，都需用标准插针进行100%分离力筛选检查。用标准插针吊砝码手工检验，费工费时、可靠性差。改用自动插拔力检测设备代替手工操作，减轻劳动強度，提高检测质量和进度(图3)。

随着小型化、高密度连接器及其组件的应用发展，原用于IT行业微电子检测的机器视觉在线检测技术，现己被广泛应用于连接器及其组件(线束)生产线的工艺筛选。图4为机器视觉在线自动检测汽车连接器剔除不良品。

图3 自动插拔力检测设备

图4 机器视觉在线检测汽车连接器

军用电连接器外观100%筛选，是耗时最长、结果争议最多的检验项目。标准规定用肉眼目视检查，现用视频显微镜检查清晰度明显提高(图5)。标准仅用文字描述允许或不允许缺陷，完全靠个人经验主观判定结果，极易造成判定结果分岐。实现外观数字化检查问题很多、难度很大。

电连接器电性能(导通、绝缘、耐压、瞬断和接触电阻等参数)数字化自动检测技术。早在2007年3月上海慕尼黑电子展国际电连接器论坛上，我曾作过题为“连接器与线朿电性能自动检测”演讲。介绍日本NAC导通、绝缘、耐压、瞬断和接触电阻等数字化自动检测仪器的应用。图6为广泛用于动态试验监测的瞬断检测仪。

图5 视频显微镜检查外观

图6 瞬断检测仪监测瞬间断线

电连接器质量检验数字化转型升级的关键是产业链实现网联化，通过互联互通、高速传输、云端计算，打破“数据孤島”。—方面打通企业内部数据流，另—方面进—步打通产业链上下游企业各个环节数据流。最终实现产品全生命周期数字化。微笑曲线(工业软件应用，使企业生产方式和商业模式升级，提高附加值)(图7)。

图7 微笑曲线

中航光电、航天电器等连接器龙头企业通过企业资源计划(ERP)、产品数据管理(PDM)和制造企业生产过程执行系统(MES)等软件应用，成功实现企业内部信息互联互通、高速传输、云端计算，打破“数据孤島”。并通过供应商关系管理(SRM)和客户关系管理(CRM)软件打通产业链上下游企业各个环节数据流。

除上述龙头企业通过生产过程控制软件，己实现关键工序在线检测数据实时采集、分析、利用和企业局域网共享外，由于现行产品标准及试验方法都是借鉴国外上世纪八九十年代标准编制的。许多技术要求条款规定采用手工检测。大多数中小企业生产过程质量控制仍采用手工抽检或全检。

有些企业产品关键工序引进智能检测仪器设备实现了数字化定量检测，但数据互联共享困难，“数据孤岛”现象严重。行业为适应产业链数字化转型，迫切需建立关键工序数字化质量检验合作研究交流平台。

3 数字化转型需求分析

电连接器企业数字化转型由来自市场、内部、产业和技术四方面需求形成的驱动力。

1)市场需求

(1)客户对产品质量追溯、订单交付进度等监测需求;

(2)客户个性化生产、网络协同等需求;

(3)竞争对手压力 。

2)企业内部管理需求

(1)持续降本、增效、提质的运营要求;

(2) 柔性生产、远程运维、网络协同等新业务或运营场景需求。

3)产业引导需求

(1)政府主管部委对企业数字化转型的鼓励政策和引导需求;

(2)电连接器行业龙头企业和小巨人企业标杆示范作用需求。

4)技术支撑

(1)数字化、网络化、智能化技术在设计、生产、营销、物流和使用过程中进一

步普及引起的需求;

(2)物联网、人工智能、数字孪生等新技术场景应用引起的需求。

4 数字化转型关键要点

“加强顶层设计”、“培育跨界人才”、“构建合作平台”和“数据互联互通”是电连接器质量检验数字化转型的四大关键要点。

4.1 加强顶层设计

目前现行产品标准严重滞后，许多检验项目仅适用于事后功能性项目检验。必须加强顶层设计，在政府主管部委组织领导和政策支持下，通过“政、产、学、研、用、金”结合，加强产品基础标准研究，充分利用产品生产过程控制在线数据，通过“线上+线下”、“企业+院所”数据互联互通，建立新的质量管理制度和检验标准，以适应电连接器产业链创新和转型升级的需求。

现在国家技术监督局执行的国家标准是产品功能性合格的入行门槛最低标准。地区(行业)团体标准要求往往高于国家标准。国际标准兼顾发展中国家现状，还不是全球行业最高标准。处于全球领先地位的世界一流企业标准，才是行业最高标准。

我国跟踪型企业逆向设计，模仿对标产品实现功能性能就进入制造过程。没有从用户需求到可靠设计这一过程，不清楚设计可靠性要求高度。尤其是与跟踪对标产品相比，原材料、元器件供应链变化了，企业不知模仿产品设计可靠度是否能达到原设计水平。企业仅靠抓产品制造过程质量检验，难以弥补可靠性设计先天不足。现在有许多厂所还停留以满足产品功能性是否合格的低水平监管阶段。必须加强顶层设计，以争创世界一流品牌标准为目标，开展国内外同类产品质量团体赛。

4.2 培育跨界人才

现在懂电连接器制造的工程师，不懂IT。懂IT的工程师，不懂电连接器制造。迫切需要寻觅培育跨界人才，从电连接器制造工程师视角，创建适合电连接器制造工程师应用的数字技术和电连技术结合的模块化平台。

要降低数字化入门门槛。创建连接器材料、设计、工艺、检测等“基础共性技术模块”，电连接器产业统一架构、数据互通的“通用模块”和电连接器产业“高阶业务、定制化应用模块”。

为创建电连接器质量检验数字化应用模块，建议企业可根据生产过程关键工序在线数字化监控实际需求，以实战化项目为牵引，引进有志于向电连接器行业跨界发展的工业软件应用工程师，和本企业电连接器制造工程师一起组成联合攻关组。通过实战创建电连接器质量检验数字化应用模块和软件系统，从中寻觅和培育跨界人才。

4.3 构建合作平台

目前电连接器企业供应链对外依存度很高，高可靠电连接器产品关键材料、关键零件、关键工艺设备和检测仪器都依赖进口。企业采用由来自国内、国外、自主研发和内外联合创建的各类工业软件种类繁杂，难于协同集成创新(图8)。

图8 企业应用工业软件

迫切需要在政府主管部委领导和行协配合下坚持“问题导向、产需结合、协同创新、重点突破”原则，瞄准高端应用领域连接器生产紧缺的关键材料，核心工艺和应用工业软件，改革现行机制，将产业链上的研究、生产与应用等单位联合组成“地区产业集群”。通过构建地区产业集群数字化合作研究交流平台，为企业实现“产品替代进口”和“超赶世界一流品牌”电连接器提供更好的技术支撑和服务。

“中小企业特色产业群认定标准(2022年版)指出：区域性产业集群己成为当前工作的中坚力量，促进培育中小企业特色产业集群，可以更好下沉高水平服务资源，优化中小企业发展环境。也有利于促进各种产业资源快速流动，放大产业协作效应，将集群嵌入全国乃至全球产业体系中，从而在产业链关键环节实现“卡位”、“补位”[3]。近年来，我国洛阳光电产业园区、绵阳经济开发区、西安雁塔区等电连接器产业集群发展迅速，产业链配套协作能力得到强化。

4.4 数据互联互通

企业在市场经济背景下为求得生存发展，涉及产品核心技术数据都要求保密 。成功经验不能分享，失败教训也不能溅漏。目前“各自为政、相互保密”的运行体制，造成国家资源和人力物力的极大浪费。

产品可靠性试验数据和失效分析结果是整个国家和社会十分宝贵的资源和共同财富。社会进入大数据时代。电连接器行业必须通过经济扛杆，尽快建立和完善产品从原材料、工艺制造到最终使用的数据利用“网联化”。这对提升我国电连接器产品质量和可靠性总体水平能起到了事半功倍效果。

5 建议

5.1 举办电连接器“产品质量一致性”团体赛

工信部“基础电子元器件产业发展行动计划(2021-2023年)”提出:加炔智能化改造。围绕连接器与线缆组件等用工量大且以小批量、多批次订单为主的分支行业，探索和推广模块化、数字化生产方式，加快智能化升级[4]。

“工业互联网发展行动计划(2021-2023年)”指出:要推动形成各方积极参与的团体赛模式。企业不能单打独斗。要充分调动工业企业、基础电信企业、工业软件企业、工业控制企业、设备制造企业、解决方案提供商等各方积极性，推动形成主体多元、协同创新的产业生态和“团体赛”模式。

今年是实施以上二个(2021-2023年)发展行动计划的最后一年，电连接器产业链能否举办产品质量团体赛?可行性如何?都值得深思。

设计、材料、工艺等多种因素都会影响产品质量一致性，企业产品要争创“世界一流品牌”或要争当细分领域“专精特新”小巨人企业。必须明白与发达国家同类产品质量一致性存在差距的原因，这是企业实现奋斗目标的第一步。

为此，建议在政府主管部门领导下，工信部电子四院、五所等标准和质检第三方，能组织举办材料、零部件和电连接器“产品质量一致性”团体赛。

建议团体赛以实现“产品替代进口”和“赶超世界品牌”为目标，以解决“卡脖子”关键材料为切入点。例如我国某厂生产0.15mm铜带厚度偏差0.016mm，制作插孔接触正压力偏差达27.47%;而用日本NGK铜带厚度偏差0.002mm，插孔接触正压力偏差仅3.83%(表1)。相同设计结构的1mm簧爪插孔(图8)，由于材料、工艺等影响因素导致质量一致性与发达国家存在差距。分离力上下限波动范围：发达国家0.2N，我国优秀企业0.3N，一般企业0.6N(表2)。

表1 铜带厚度偏差影响插孔接触正压力

图8 1mm簧爪插孔

表2 与发达国家插孔质量一致性比较

产业链上下游生产同类材料、零部件和电连接器企业都可报名参加。优胜者获“最佳产品质量一致性奨”殊荣。可由不涉参与方利益的专家组成评委会，以世界一流品牌产品质量标准为标杆，按评判标准给各参与单位给予评分和评价。参赛过程可单线联系不公开。

5.2 修改现行产品标准质量一致性检验方法

2015年我赴瑞士沛思迪参观学习，现场智能化接触件生产过程中关键工序100%在线检测+定时抽检的质量管理模式深受启迪!

对照我国军用等高端领域电连接器现行产品标准，仍采用传统的产品质量一致性“事后检验”方法。许多同行都在寻觅国外有否新的标准可学习借鉴，但都无果而终。电连接器由“制造”变为“创造”大国，建立能和数字化生产过程在线检测相适应的“产品质量一致性检验方法”是必须跨越的一道坎。

电连接器从原材料生产、零件加工到成品装配，数字化生产加工装配产生的海量数据，通过电连接器制造工程师和软件应用工程师共同分析，会找到许多能真实反映产品关键工序质量一致性客观规律的有用信息。经反复多次验证得到公认的知识，就可以上升为关键工序内控标准。

例如铜带厚度偏差对插孔接触件分离力波动(质量一致性)十分敏感。铜加工厂每卷铜带生产过程中宽度、长度方向的厚度偏差实时监测数据，对产业链补短板，解决“卡脖子”材料问题，就是有用信息。

承担国家重点工程用电连接器外观、互换性、分离力和电性能等常规100%筛选的工程师反映：能否充分利用智能化生产过程中的有用信息，通过网联化建立生产过程在线检测+定时(或事后抽检，发现问题再100%筛选)的新型产品质量与可靠性管理模式。

为此，建议在政府主管部门领导下，工信部电子四院、五所等标准和质检第三方，能否组织电连接器产业链“政、产、学、研、用、金”各方面专家出席的“修改产品标准质量一致性检验方法”研讨会，各抒其见、集思广益，寻求解决方案。

“专精特新”小巨人企业是电连接器关键基础材料、核心工艺和基础工业软件等领域的探索者和践行者。小巨人企业可促进产业基础能力提升，助力电连接器行业打好质量检验数字化转型“攻坚战”!

开展电连接器产品质量一致性团体赛是一场产业链上下游合作开展产品质量检验数字化转型的实战训练，会探索出许多经验教训。同时可有效支撑中小微企业产品高质量发展，培育出大量“专精特新”小巨人企业。

参 考文 献

[1] 连接器与开关信息 2022年第2期 中国电科40所信标中心

[2] 连接器与开关信息 2022年第1期 中国电科40所信标中心

[3] 连接器与开关信息 2023年第2期 中国电科40所信标中心

[4] 连接器与开关信息 2021年第2期 中国电科40所信标中心

2023年6月17日杨奋为高工在深连协首届智能连接高峰论坛上作题为“电连接器质量检验数字化转型研讨”演讲。