1、機械設備可靠性設計工作標準-制度規范-設備管理制度一、可靠性技術和可靠性設計可靠性設計是設備安全設計的重要內容。任何設備都必須具備一定的工作性能，要求 使用方便、容易維修、經久耐用。在設計時，應該綜合考慮下列因素：1 .經濟性、設備用途和使用條件。2 .設備設計的復雜性和成熟程度。3 .設備制造時的復雜性和難度。4 .設備結構上不出現故障，即“結構可靠性”高。5 .精度滿足使用要求，即“使用可靠性高”。6 .在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的能力高，即設備的可靠性高。這個時 期的使用壽命（無故障工作時間），在可靠性工程中稱為“保險期”，要求使用壽命長。7 .設備有效性高，即故障率低。8

2、.維修性高，出了故障能很快發現并容易排除故障。9 .對設備安全性的要求。后6個因素都與設備的可靠性有關。二、可靠性設計的主要內容1 .確定合理的安全系數安全系數是指零件理論承載能力與實際承受負荷之比。為了使構件可靠地工作，理論 計算強度應大于實際負荷，其余量就是由安全系數決定的。在確定安全系數時，既要 考慮環境溫度、濕度、振動、沖擊等條件和使用中超負荷、誤操作的后果，保證零部 件在使用中不發生永久變形、疲勞損傷、蠕變等缺陷，還要考慮所付出的經濟代價是 否合算。應該選擇用最低的費用就能保證設備性能的安全系數。通過選擇合理的結構 形式，可以少用材料而能大大提高零件的剛性；設計合理的結構可以使零部件

3、的負荷 分布合理，以達到變形小，磨損均勻，盡量減少零件變形、磨損對設備輸出參數的影 響等，都可以增加零件所允許承受的負荷。安全系數過高，不但用料多、設備重、成 本增加，而且可能增加結構的復雜性。2 .冗余設計（貯備設計）冗余技術是設備所包含的為完成規定功能所必不可少的組成部分元件的成分（包括硬件或軟件）。當冗余為硬件時也稱貯備。在設計中，除必要的零、部件外，還可額外附 加一套備用零件或備用機構，當設備個別零件、部件出現故障時，整個設備仍能正常 工作。這種設計稱為冗余設計，所增加的元件，零部件稱為冗余元件。如雙排滾珠軸 承中有一排損壞，另一排照常工作。機械的多重保險裝置都是冗余設計。3 .耐環境

4、設計為預防設備、零部件在實際使用中可能遇到的各種環境如高溫、低溫、潮濕、磁場、真空、粉塵、雨淋、腐蝕等因素的影響，在設計上要采取對付環境作用的措施。在設備設計、制造階段，要進行以可靠性試驗為主的耐久性、壽命、高低溫、環境、振動、 沖擊等試驗。在設備上裝設特別的調節器或緩沖器，可以用來預防設備在運輸、搬運、 貯存和使用中遇到的高低溫、振動、沖擊等外界作用的影響。4 .簡化結構和采用標準化零、部件在滿足設備功能要求的前提下，提高設備可靠性的秘訣是盡可能使用結構簡單的零件，減少零件數量和種類，采用標準零件和標準電路。5 .提高聯接部位和可動零部件的可靠度設備的聯接部位有螺栓、焊接部位、銷子、鍵、密封

5、器等；可動零部件有軸和軸承、嚙合的齒輪、皮帶和皮帶輪、聯軸節等。這些部位故障率高，易誘發事故，是設計中應充分注意的重點部位，應采取措施提高其可靠度。6 .配備必要的安全防護裝置安全防護裝置可以防止誤操作、超載和外部環境突變，如停電而引起的故障和事故，或控制故障和事故的影響范圍。7 .采用狀態監測，故障診斷技術和自動控制技術狀態監測和故障診斷技術的作用。為了使設備長期保持出廠時的精度和功能，現代設備應具有適應條件變化的功能，以及恢復喪失的工作性能和輸出參數變化的功能，可以采用自動化技術自動補償零部件的磨損量，使機械長期保持標準工作精度。8 .充分考慮人的因素(1)設計時應充分考慮人的特點和能影響

6、他正確操作的因素。要根據人的正常工作能力如反應能力、接受信息和處理信息的能力、耐疲勞性、容許限度、人的局限性等，設計合理的作業環境和操作方法。人對各種刺激的反應時間大體范圍是：視覺信號50225ms，聽覺信號120180ms , 溫度觸覺信號150240ms ,疼痛信號4001000ms。由此可見，人對聽覺信號反 應最快，設備采用聽覺報警信號，可以使操作者盡早引起注意。(2)設備的顯示器應使人容易看到，而且在長期觀察和監聽時不易疲勞。設備操縱動作應合乎人的習慣，如手柄向上扳就是操縱運動部件向上運動。操縱力要造當，用力過小易于意外啟動或停機，用力過大，使操作者費力而容易受傷或疲勞。(3)控制器和

7、顯示器要集中，數量盡可能少。人的差錯率與操作的復雜程度和工作量成 正比。應盡量發揮機械控制器和傳感器對信號感覺靈敏、反應速度快，能夠準確重復 完成大量規定動作等特點，減少操作者的勞動強度。（4）由于生理、心理、體力、疾病等因素，操作者出現誤操作是不可避免的。為了保證 安全，應考慮到一旦操作失誤可能引起的后果，在設計中就應該采取必要的預防措施。 設備可靠性、有效性和可維護性測試規范型：轉載|出處：本站整理|發布人ID:80003267|發布時間：2009-6-198:00:16|人氣: 477這個標準在技術上已被全球公制委員會核準，并由北美公制委員會直接負責。目 前的版本在2001年3月1日被北

8、美地區標準委員會核準通過。2001年6月將在國際 半導體設備和材料協會試行，之后同月公布。其第一版公布于1986年，上一版公布于1999年6月。1 .目的1.1 這份文獻通過提供測試半導體制造設備在制造環境中的三性（可靠性、有效性、可維護性）的標準，為設備的使用者和供應商之間的溝通建立了一個通用基礎。2 .范圍2.1 這份文獻定義了設備的6種基本狀態。它包括了設備的任何時間所有可能的狀 態。設備的狀態由其功能狀況決定，而不管操作者是誰。在這里所做的對設備可靠性 的測試強調的是對正在使用中的設備的突然中斷，而不是對設備的所有時間。2.2 本文獻第三節（設備狀態）定義了如何對設備時間分類。第六節（

9、三性測試） 定義了測試設備狀態的公式。第七節（不確定測試）另外給出方法用來評估所得數據 的統計意義。2.3 有效的應用這份規范需要設備的工作遵循它的周期及或時間。自動監測設備狀態是標準SEMIE58中的內容，并不在本規范中。設備使用者與供應商之間清晰有效的 溝通將持續提高設備的工作狀況。2.4 在這份規范中的三性的指數可以直接運用于整個設備的非成套工具和子系統水平級。三性指數可以適用于子系統水平（例如過程模塊）的多路徑組工具。2.5 這份標準雖然有提到安全事宜，但目的并不旨在追求這個方面。它將是這個標 準使用者的責任來建立合適的安全和健康條款，以及在使用前決定限制章程的運用。3 .參考標準SE

10、MIE58-自動化的可靠性、有效性和可維護性的標準注釋1：本文列出的所有文獻都使用其最新的適應版本。4 .術語4.1 輔助-在一個設備周期中設備工作突然中斷時發生，它有以下三種情況：c通過外部干涉使中斷的設備周期繼續。（比如通過操作工和使用者的干涉， 無論 它是人或電腦。）c除了一些特殊的消耗品，零件不可替換。c在設備操作規范方面沒有進一步改變。4.2 成組工具-由機械地連接在一起的集成過程模塊組成的制造系統。（這些模塊 可能來自于同一或不同供應商）4.2.1 單路徑成組工具-只有一條流水線的成組工具。4.2.2 多路徑成組工具-超過一條獨立流水線的成組工具。（比如，多負荷閘、同樣型號的多流程

11、單元室）4.3 周期（設備周期）-一個設備系統或子系統的完全操作過程（包括裝卸產品），有 流程、制造、測試步驟。在一個單元流程系統中，周期數等于流經的單元數。在多批 系統中，周期數等于批量數4.4 停工時間（設備停工時間）-設備不在工作狀態或沒有執行到它應有水平的時 間，不包括任何不在計劃安排上的時間。4.5 故障（設備故障）-在沒有外來干涉下發生的意外故障或偏離。注釋2:正確分類設備故障對于方便解決問題和提高設備能力是非常重要的。4.6 宿主-聯系設備的智能系統，作用相當于代表工廠領導下屬的制造主任。（比 如，一個非植入的計算機或單元控制器）4.7 中斷-任何干預和故障注釋3:中斷=干預之和

12、+故障之和4.8 維修-保證設備在預定功能狀態下工作。在本文獻中，維修的目的是功能不是 設備結構；不論是誰來維修，它都包括調整、材料變化、軟件開放、修理、預定檢測 等等。4.9 制造時間-所有生產產品的時間及相應停留等待時間。4.10 非計劃時間-計劃中設備不在用于生產的時間。4.11 生產時間-總時間減非計劃時間。4.12 操作工-在設備旁通過設備控制面板操作設備的人員。4.13 產品-可以成為有功效的半導體裝置的一個單元，包括功能的工程裝置。4.14 斷工-為使設備能繼續工作的一段維修時間，包括沖洗、冷卻、加熱、軟件備 份、儲存、動態數據（包括參數、方法）、斷工發生在計劃內和計劃外的停工時

13、間內。4.15 復工-在斷工維修后，使設備恢復正常功能工作的一段維修時間。包括沖氣、 加熱、標準化時間、初始化常數、載入軟件、重貯數據（例參數、方法）、控制系統 再建等等。但不包括設備及流水線檢測時間。復工也發生在計劃內外的停工時間內。4.16 關機-當設備有計劃外狀態時，讓設備回到安全狀態的時間。它包括為了達到 安全狀態所做的任何過程。關機僅出現在計劃外時間中。4.17 規范（設備操作）-文獻中所寫的在使用者與供應商之間在設備操作的規定條 件下的功能所達成的一致條款。4.18 開始-設備從計劃狀態到達成預期功能所需的時間。包括沖氣、加熱、冷卻、 標準化時間、初始化常數、載入軟件、重貯數據（例

14、參數、方法）、控制系統再建等 等，開始包括于計劃外時間中。4.19 輔助工具-不屬于生產設備，但是在正常操作中必需的設備。（比如，密封蓋、 運載機、探測卡片、電腦控制器）4.20 總時間-一周7天，1天24小時的所有檢測時間。為了正確表達總時間，設備的 所有6種基本狀態必須正確記錄。4.21 培訓（工作外）-在工作外時間對設備操作和維修進行的指導。 它包括于計劃 外時間。4.22 培訓（線上）-在正常工作時對個人操作和維修進行的指導。線上培訓一般不會打斷正常的操作和維修活動，所以它可以不被區別的包括在任何設備狀態中（除等 待與計劃外時間）4.23 單元-任何晶片，模，成套設備或單位零件。4.2

15、4 工作時間-設備處于正常功能狀態的時間，包括有效生產的、等待的和策劃時 間，不包括任何計劃外時間。4.25 使用者-動作于設備的實體，無論是在設備旁的操作者或在遠處遙控的自動界 面。從設備的角度出發，操作者和宿主都是使用者4.26 校正運行-設備的一次循環（使用產品單元，非產品單元或不成單元的）以用 來引導設備進入規范中的預定狀態。5 .設備狀態5.1 為了清楚地檢測設備地表現，本文獻定義了所有設備狀況和時期必須遵循地 6 種基本狀態。5.2 設備狀態是由功能決定而不是由設備結構決定。 例如任何維護過程都是這樣分 類，而不論誰是操作者、操作工、技術人員或流程工程師。5.3 圖1是6種設備狀態

16、的框架圖。關鍵的時間塊在后文的等式中將會特別用到。這些基本的設備狀態又可以分成許多子狀態，以滿足生產運轉所需的追蹤解決。SEMIE10并沒有列出所有的子狀態，但是給出了許多例子用以指導。圖1設備狀態框架圖5.4 有效狀態-設備按預定功能工作的時間。有效狀態包括：c常規生產（包括裝卸產品）c為第三方工作c返工c與生產結合的操縱。可能是或不是產品單元（比如，分批和新運用）。5.5 等待狀態-在這段時間內，設備是在正常功能狀態下，基礎設施和化學材料都準備好了，但是不在生產。它不是計劃外的。等待狀態包括：c沒有操作工（包括休息、午餐和會議）c沒有產品（包括由于缺乏輔助設備比如計量工具造成的缺少產品）c

17、沒有輔助工具（例如密封盒、芯片傳輸器、探測卡）c沒有從自動系統來的輸入信號（例宿主）5.6 工程狀態-設備處在正常功能狀態下（沒有設備和流程問題存在），但是用于 工程實驗的時間。包括：c過程工程（過程塑造）c設備過程（設備評估）c軟件工程（例限定軟件）5.7 計劃內停工狀態-設備按計劃停止正常功能工作的一段時間。包括：c維修推遲c生產檢測c預防性維修c改變化學材料或消耗品c調整c與基礎設施相關的停工。5.7.1 維修推遲-由于設備正等待使用者或供應人員或其他與維修有關的部分（化 學材料、消耗品等）而使設備不能正常工作的時間。維修推遲有可能是因為管理員決 定讓設備停著推遲維修。注釋4:維修推遲會

18、發生在維修過程的任何時段，它必須從維修時間中被獨立出 來。推遲時間包括在離線時間內，但不在修理時間內。（詳見 6.3節設備可維修性）5.7.2 生產控制-有計劃地打斷產品有效生產來評估產品或非產品單元。按照設備 操作的規范來證實設備是否處于規范中的正常功能狀態。它并不包括可以平行于產品 生產的檢測，也不包括隨著預防性維修、調整及修理過程產生的檢測。5.7.3 預防性維修-它由以下的幾部分組成:c預防性措施：按計劃周期維護過程（包括設備斷工、復工），以降低設備運轉中 故障的可能性。間斷周期可能基于設備時間、設備狀態。c設備檢測：運轉設備以證實設備的功能狀態。（比如，系統達到基本壓力，芯片傳輸沒有異常、氣流正常、等離子區燃燒、來源達到