电子安全系统的电子元器件可靠性数据库的建立

电子安全系统的电子元器件可靠性数据库的建立
一、电子安全系统发展状况分析
（一）前言
随着科学技术的不断发展，电子产品的可靠性不断提高，并且逐步向大型化，集成化方向发展。

由于其安全性高，运行速度快、维护量小等诸多优点，被迅速的运用在高科技行业，现代化高科技军事武器上。

电子安全系统是引信安全系统发展的第三代产品，冲击雷管（slapper）发明后，电子安全系统应运而生。

（二）电子安全系统介绍
电子安全系统集成了微电子技术、逻辑控制技术、信息识别和处理技术等诸多技术，是新型武器安全系统。

电子安全系统较以前的机械式、机电式安全系统，安全系数、相应等级、指令模式都有了很大的提高和改进。

电子安全系统主要的优点如下：（1）因为其使用了冲击雷管，不包含起爆炸药和低感度炸药，抗静电和抗辐射能力强，安全系数接近100%。

（2）由于其不存在机械动作，所以再执行过程中，剔除了机械振动造成的误动作。

（3）电子安全系统集成大，较机械可以完成更复杂的指令要求。

（4）相应时间在微秒级，更能够迅速的相应，完成各项任务。

（5）由于电子安全系统可以较远程遥控，所以操作各执行指令过程中更加的方便和快捷。

总之电子安全系统以其诸多的优点，成为引信安全系统的主力军。

（三）电子安全系统发展方向
武器作为保障国家安全的最有力手段，被每一个国家所重视，电子安全系统作为现代武器的安全系统，其重要程度不言而喻。

电子安全系统直接影响到武器
的准确度、精确度、可靠性，如果出现故障，就会发生贻误战机，损失惨重的情况。

所以各个国家都在电子安全系统上投入了大量的人力物力。

其目的就是提高电子安全系统自身的稳定性和准确性。

总之电子安全系统正在向高精尖方向发展，其集成度将越来越高；对其安全和稳定的要求将越来越高。

（四）电子安全系统存在问题
电子安全系统自身的安全稳定性，是评判现代武器系统性能的重要参数之一，想要掌握电子安全系统的自身稳定性发展趋势，就要通过分析其性能入手，收集不同的数据资料，进行对比分析，最终确定其自身的稳定性变化趋势，然后采取必要的手段保证其安全稳定运行在最佳时间。

经过大数据分析，结合实战中的经验，发现影响电子安全系统自身安全稳定性的主要因素是两个方面，第一是其自身电子元件的寿命问题；第二是其高精度集成元件之间的指令交际影响问题。

前者受电子元件寿命的影响不可避免，后者在后期逐步软件完善中被剔除。

二、电子元器件可靠性的发展状况和发展趋势（一）电子元器件可靠性分析
电子元器件作为电子安全系统的基础单元，其稳定性直接关系到电子安全系统的稳定性。

电子元器件的性能好坏，主要由以下几个因素组成：1、电子元器件制作工艺的影响，电子元器件前期受到制作工艺的影响，产品质量偏差较大[1]，因此使用寿命长短不一。

2、电子元器件自身的材质差异，在自身材质制作过程中，由于工艺技术不成熟，部分材质纯度不够，导致其质量偏差。

3、型号选择不符，导致部分电子元器件长期处在超负荷状态[2]，影响其寿命和稳定性。

4、使用时间过长，超出了自身的使用时间区间。

随着科技技术的不断进步，电子元器件制作精度上有了质的飞跃，目前电子
元器件的制作都实现了自动化，智能化和高集成化，其可靠等级达到了前所未有的水平。

所以上述的影响因素逐步被缩小和弱化。

但目前唯一不能解决的难题就是电子元器件的服役周期即寿命问题，因其材质特性的因素，电子元器件寿命具有不可延长性和不可逆性。

电子安全系统作为高端的引信安全系统，在其电子元器件的选择上，一直保持了高质量、高品质、高精度的材质选择理念。

电子安全系统的自身安全稳定性接近了100%。

失误率控制在6.8×10-8以下。

（二）电子元器件的发展趋势
电子元器件发展方向，标志着整个社会科技的进步程度。

电子元器件作为电子集成的基础单元，其发展趋势总体的表现为如下几种形式。

1、电子元器件必然向高集成、多功能方面发展。

第一，电子安全系统后续的发展方向，必将是多功能，全面控制的，作为其基础单元的电子元器件，也必将逐步趋于高集成、多功能，从而满足电子安全系统更高的集成需要。

这种高集成主要体现在不同硬件的集成和软件的集成两个方面，一方面硬件随着现代化科技的发展进一步集成，另一方面表现在软件高度集成，功能更加强大。

2、电子元器件后期的发展趋势将趋于小到极致，且抵抗恶劣环境更强。

作为电子系统的基本元件，为满足不同的需求，必须面对更加苛刻的环境。

所以部分环境下，要求在体型上更小；多数恶劣环境下，要求电子元器件的环境适应上更强，甚至能承受极限高温和极限低温等，只有这样才能满足更高的技术发展要求。

3、对电子元器件的质量要求更高，其作基础元件，稳定性必须是首位要求的，虽然目前科技水平下，其失误率已经控制在6.8×10-8以下，但对于不同的发
展需要，这个参数还远远不足，还需要进一步降低，直至为0。

（三）需要关心的问题
电子安全系统作为电子引信系统，其直接服务于现代化武器中，目前最关心的问题还是其稳定性和安全。

所以电子元器件的寿命问题一直是科学家关心的重点。

在1988年，美国著名学者Kolarik就提出了性能可靠性概念，用以估计电子元器件的实时可靠性[4]，通过综合的分析，指出性能可靠性直接反映了性能的稳定性，在对电子元器件性能的控制上，很有指导意义。

后续各国的科学家还建立了电子元器件的性能退化模型[5]，并确定了退化量或与之相关参数作为时间的函数进行分析，该函数称为退化轨迹[3]，更便于我们去掌握其的寿命和服役周期。

无论各科学家怎样去研究及建立模型，主要目的就是降低其的故障率，提高武器电子安全系统的稳定性。

随着计算机技术的快速发展，对于电子元器件的寿命或服役趋势的变化，逐渐用数据库进行存储，然后通过互联网大数据进行分析，进而进一步确定电子安全系统中局部或整体的寿命或服役区间，然后进一步规避其失误率。

通过互联网共享，实现云数据分析，最终对电子元器件及集成的电子安全系统进行全面的统计分析，将整个系统的稳定性大大提高。

三、数据库的建立
（一）数据库建设的必要性
通过上述的分析发现，虽然随着科学技术的不断进步，电子元器件及电子安全系统的自身安全性及稳定性得到了长足的提高，并且基本做到了零失误。

但是
想要综合分析系统的安全性，将安全等级提高到更高的水平，就必须依托大数据进行筛选，分析，形成大数据对比，利用模糊计算的方式模拟元器件服役运行趋势和模型，再进行深度分析后，最终给出完美的综合分析结果，实现系统的安全等级进一步提高。

所以数据库建立非常必要，且势在必行。

（二）数据库建设目的
数据库建设的目的，就是收集不同批次电子元器件或者电子安全系统的各种参数，其中包括材质、功能、服役时间、运行环境温度变化、运行频率、材质退化率等，然后通过数据库后台程序对其收集的数据进行综合分析和判断，进而通过系统评判目前整个系统或者单个元件的运行状态。

由于数据库可以存储系统的所有参数，所以适合后期通过系统参数对系统进行综合评判。

并找出每个参数对整个系统运行的影响，进而规避了原来人工测算忽视小数据造成的大偏差。

况再由于数据库可以通过网络实现数据的共享，所以数据量会更大，并且数据的评判会更加全面，最终的结果也可以更真实的反应系统的运行状况。

总之，通过数据库建立，通过后台程序的海量计算和分析，整个系统的稳定性将被非常直观的反应出来，再加载数学综合演算模型的帮助，其模型测定更加稳定，数据反应更加真实，提供的依据更加有效，安全等级进一步提高。

（三）数据库达成的目的
通过数据库的搭建，实现了系统或元器件参数的共享，并且数据库通过其触发器实现了参数的趋势展示，进而为我们提供了良好的、直观的监视平台。

主要实现了以下几点功能：
1、大数据共享，更加全面的掌握系统或元器件的参数变化，结合模糊数学
帮助，进行系统分析后，可以更加明确的显示出系统或元器件的运行状况和运行周期。

2、实现了指定元器件的参数的穷举模式[6]，通过穷举，消除毛刺现象的影响，让使用者更加了解系统和元器件性能，提供了更全面的参考的同时，有利于对整个系统服役期的调整。

3、实现了系统复杂公式的准确计算，保证系统的测试准确性，及时性和定期性，为后续的发展延展开通了思路。

总之通过数据库的建立，系统的安全性、可靠性得到了进一步的提高。

并且通过后台数据模糊对比和云计算分析，使得数据可靠性和预判性更强。

参考文献
[1]强苗.探究电子元器件的失效模型与可靠性试验方法[J].电子世界,2019(16):76-77.
[2]李雪,张天琪,唐思宇,侯云杰,谭新明.电子元器件可靠性评价与质量控制策略研究[J].价值工程,2019,38(21):257-260.
[3]姚增起.系统退化和系统可靠性研究[D].中国科学院自动化研究所博士论文，1988
[4]杨一民，盛一兴.系统可靠性数字仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，1990.
[5]陈银环.电子元器件可靠性研究[J].科技资讯,2018,16(36):110-111.
[6]陈源,王丰,朱蕾,万军,杨万均,朱玉琴.可靠性数据资源应用体系建设现状及发展趋势[J].装备环境工程,2013,10(04):61-65.。