摘要：质量是航天事业的生命。随着我国航天事业的快速发展，航天产品结构日益复杂、功能日趋完善，大量小型轻量低功耗的精密电子设备投入使用，这对单一元器件质量可靠性和产品整体质量可靠性提出了更高的要求，专家学者设计了大量的方案或者实验来获取表征可靠性的性能参数，以提高产品
质量是航天事业的生命。随着我国航天事业的快速发展，航天产品结构日益复杂、功能日趋完善，大量小型轻量低功耗的精密电子设备投入使用，这对单一元器件质量可靠性和产品整体质量可靠性提出了更高的要求，专家学者设计了大量的方案或者实验来获取表征可靠性的性能参数，以提高产品可靠性。
多年来，“多余物”作为航天筛查检测中的“敏感”词汇，常常伴随着航天人“千里之堤，溃于蚁穴”的感慨，这也从侧面诠释了多余物对航天系统局部乃至整体产生的致命伤害，严重影响了其可靠性。实际上，多余物的存在，将给产品带来随机性的故障隐患。
例如，有些多余物因静电、磁性吸附或者卡在产品某个组件的狭小部位，在初始质检时很难发现，当产品上机试验或者发射时，因剧烈振动、失重等运动状态因素变化而被激活成游离态，由潜在的威胁变成实际的破坏；多余物对于航天产品可能造成整机测试故障甚至导致发射的延迟或失败，对于国防军工产品则可能会直接影响到武器装备战术性能的正常发挥，减弱部队的战斗力。
多余物的产生从一定程度上也显示了元器件与装置产品在生产工艺、装配工艺、产品设计、质量管理等方面上还存在需要进一步解决的问题。基于上述的实际问题与需求，哈尔滨工业大学的李鹏飞、翟国富等学者，以认识多余物、控制多余物产生以及检测多余物为主线，围绕多余物的防控方法、检测方法、检测标准进行综合论述。着重分析了检测方法中的颗粒碰撞噪声检测（PIND）方法，分别从小型元器件多余物检测、中大型装置多余物检测两个角度，针对现有研究进展逐一进行了详细的介绍。
在此基础上，研究者结合现有国内多余物检测研究的现状，针对多余物检测的难点与未来发展趋势进行归纳，并提出了期望与目标。以多余物检测的认识与发展为主线，以多余物的定义与分类、危害与控制、检测与定位、检测规范与标准及难点与展望为要素进行综合论述，力求将多余物检测的发展过程梳理清晰，理清各个要素之间以及与整体发展的关系，以期为今后的研究提供参考。
研究者指出，多余物潜在危害性极大，若含有多余物的产品被应用到航空航天、国防军工领域，可能产生不可估量的后果。多余物检测的道路任重道远，需要一代又一代研究者与工程技术人员赓续奋斗，降低乃至消除多余物的影响，提升航天装备质量可靠性。
使用文字矩阵词云图对国内外347篇涉及多余物的参考文献进行统计总结，英文的部分按照本专业常用中文词组进行翻译。如图1所示为将文章的标题进行语义分割后生成的文字矩阵词云图。如图2所示为使用文章中关键词生成的文字矩阵词云图。
图1 标题文字矩阵词云图
结果显示，多余物微粒检测技术与方法研究是文献的主要内容，航天是主要应用领域，继电器是主要测试对象，颗粒碰撞噪声检测法是通常会被讨论的话题，噪声、控制预防、信号识别、特征提取是关键词中比较关注的内容。总的来说，目前我国多余物检测技术与方法的研究文献中颗粒碰撞噪声检测方法研究多，其他方法研究少；总结控制经验多，深入理论研究少。
图2 关键词文字矩阵词云图
通过调研，多余物检测问题现在的难点和需要继续深入研究的问题主要为：部分多余物颗粒碰撞波形与被测物组件振动波形无法准确识别，多余物颗粒材质识别精度不高，测试结果不确定性与置信度、最佳试验条件难以准确确定，传感器灵敏度频响曲线一致性监测难以实现等。
被测物样品种类繁多，但涉及保密、价格等原因导致可提供的测试样本数量有限，短期内无法通过足够的数据驱动模型，分类能力和准确度受限。对于材质较软、吸附能力较强的细小多余物，可能需要更高的颗粒碰撞噪声检测传感器灵敏度与实时降噪处理方法配合来实现。
然而，目前国内几乎没有对于颗粒碰撞噪声检测传感器灵敏度定量计量的相关文献标准，颗粒碰撞噪声检测方法中传感器灵敏度测量与长期一致性评价问题仍然缺少有效可行的解决手段，它是颗粒碰撞噪声检测方法闭环过程中不可或缺的关键组成部分。
未来随着测试数据不断积累，基于数据驱动的浅层机器学习乃至结合多种训练方法的多层深度学习在多余物检测中的组件识别、质量识别、粒径识别、材质识别等方面的应用是现在多余物检测算法发展的一个重要方向。此外，支持生产线自动化检测、检测数据可全程溯源与云查看、检测设备可靠性的实时监控、提供多类型产品定制化多余物检测服务是多余物检测软硬件发展的趋势。
更进一步地说，通过多余物检测信号识别获取多余物的详细信息对追查多余物微粒产生的工序环节、改进生产制造工艺等具有重要意义，并且可为生产单位的后续处理与决策提供参考。最终实现提升生产工艺技术水平，从源头上消除多余物的产生与引入。
本工作成果发表在2024年第9期《电工技术学报》，论文标题为“密封电子元器件与装置多余物检测发展综述”。本课题得到国家自然科学基金和黑龙江省重点研发计划的支持。
来源：电气技术
