从总体设计人员角度思考推进元器件国产化之路

【关键词】总体 元器件 国产化

元器件作为电气设备的基本组成单元，

是实现各项功能的基石，元器件的质量好坏直

文/孙建 李智 于海鹏 王国庆

随着航天事业的快速发展，

各型号对可靠性指标提出了越来

越高的要求，元器件作为火箭等

运载器的基本组成单位，直接影

响到型号的成败，但受制于国内

的工艺、加工及设计水平，目前

单机研制单位在选用元器件时更

加青睐于选择进口芯片，为了响

应国家的整体战略布局，推进元

器件国产化进程，作为航天型号

的总体设计单位应该从顶层策划，

在型号研制初期即将元器件国产

化的总体思路纳入到方案论证中，

总体需要从元器件国产率指标、

选型指导以及参与元器件调研等

多方面入手，推进国产化之路。

摘 要

接影响着飞行试验任务的成败，纵观国内外卫

星、火箭等发生故障的原因，其中固然有一部

分是人类对未知困难的认识的局限造成的，但

是元器件的质量诱导故障发生也是一大因素。

由于总体设计单位或单机研制单位盲目迷信进

口的元器件，因此在设计过程中往往优选进口

产品，进而导致国产元器件由于缺乏足够的资

金支持，引发产品质量问题，研发陷入困境，

进而设计单位不愿意选用国产元器件的恶性循

环。为了响应国家的整体战略布局，总体设

计单位应站在振兴国产基础工业生产能力的高

度，推进元器件国产化进程。

1 国内外现状

1.1 国内现状

国内对元器件发展的重视在每个五年计

划中都有所体现，“十五”、“十一五”期间，

国内关键元器件和电子材料产业在技术创新方

面取得了较大进展，目前对一些分立元器件已

经实现了国产化，且经过多个型号考核，产品

在可靠性等方面得到了验证，总体看来，一些

简单的电阻、电容等元器件已经可以实现国产

化，但是在CPU 集成芯片、MEMS 技术等方

面的技术还有待加强，对于全面替代进口芯片

推进国产化还有一定难度。

1.2 俄罗斯

负责监管国防工业的副总理德米特里• 罗

戈津在2013 年表示，俄罗斯将不再进口军用

电子元器件。受斯诺登的事件教训，俄罗斯用

于国防工业的电子元器件必须实现国产化，以

规避黑客入侵的风险。计算机辅助设计和制造

车床“包含的软件设置可以将车床关闭，或者

传输与任务相关的工程参数数据”。目前电子

元器件在航天、海军、空军和装甲车辆领域广

泛应用，必须坚持关键电子元器件在俄罗斯本

土生产的必要性。

俄罗斯致力于建立起国有电子元器件生

产基地，在核弹领域，已经完全决定不再使

用国外电子元器件。其所需的电子元器件将

（12）

矩阵大小为，其中ni 为同类待分类

作品的数量。

同时定义流派图像集特征矩阵B 大小为

，即：

（13）

其中，nj 为所选流派图像库中所包含的作

品图像的数量。

采用线性核函数，根据上文定

义为，相似度核可以定义为：

（14）

公式（14）得出的相似度核，可以量化解

决绘画目标作品与绘画流派图像库之间（即不

同维度矩阵）的相似度计算问题。为了进一步

提高机器分类的精度，我们结合艺术作品传统

识别方法中最为关键的特征进引入权重系数，

即对绘画作品的纹理和颜色特征进行加权。在

公式（11）中加入权重系数ω，则公式（11）

的改进形式为：

（15）

根据公式（12）与公式（13）定义，代

入公式（15）中得到加权相似度核为：

（16）

权重系数采用加权向量进行设置：

（17）

其中，ωcm 是颜色特征加权值，ωtm 是纹

理特征加权值，可根据具体情况进行优化调整。

2.2 聚类算法

综合分析目前的主流聚类算法并根据本

文研究的实际情况，采用层次聚类中的凝聚算

法，可以得到较好的聚类精度与较好的聚类时

间，应用在本文算法中流程如下：

流程一：输入待分类的数字化绘画作品

图像，提取颜色特征向量和纹理特征向量并构

造综合特征向量，进而构造特征矩阵；

流程二：输入流派图像库全部图像，提

取颜色特征向量和纹理特征向量并构造综合特

征向量，进而构造特征矩阵；

流程三：根据公式（16）计算相似度，

进行凝聚聚类后标记、合并高于相似度阀值的

类别，并更新聚类特征矩阵；

流程四：若聚类符合要求，则选择相似

度最高的流派图像库，作为匹配结果，并按相

似度排序列举备选流派图像库。若聚类不符合

要求，则转流程三。

4 结束语

本文提出一种相似度核聚类算法，主要

解决了绘画作品相似度的量化及机器分类的问

题。首先定义了目标作品绘画与流派图像库的

特征向量与特征矩阵；其次，基于矩阵运算方

法及核函数提出一种相似度核聚类算法，能有

效完成绘画作品的流派分析和聚类。但是，本

文所设计的算法在特征向量的提取上，还不够

全面有效，造成了对作品流派的进一步细分，

例如印象派中的新印象派、后印象派等，就无

法做到较好的识别与相似度区分，此类问题更

加复杂，将是下一步研究的重点。

参考文献

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作者简介

张杰(1982-)，男，福建省屏南人，双硕士，

工程师。主要研究方向为新媒体图像处理，计

算机数字媒体技术与艺术研究。

作者单位