机械设备可靠性设计工作标准概述样本.doc

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机械设备可靠性设计工作标准 - 制度规范 - 设备管理制度

一、可靠性技术和可靠性设计
可靠性设计是设备安全设计关键内容。任何设备全部必需含有一定工作性能，要求使用方便、轻易维修、经久耐用。在设计时，应该综合考虑下列原因：
1.经济性、设备用途和使用条件。
2.设备设计复杂性和成熟程度。
3.设备制造时复杂性和难度。
4.设备结构上不出现故障，即“结构可靠性”高。
5.精度满足使用要求，即“使用可靠性高”。
6.在要求条件下和要求时间内，完成要求功效能力高，即设备可靠性高。这个时期使用寿命(无故障工作时间)，在可靠性工程中称为“保险期”，要求使用寿命长。
7.设备有效性高，即故障率低。
8.维修性高，出了故障能很快发觉并轻易排除故障。
9.对设备安全性要求。
后6个原因全部和设备可靠性相关。
二、可靠性设计关键内容
1.确定合理安全系数
安全系数是指零件理论承载能力和实际承受负荷之比。为了使构件可靠地工作，理论计算强度应大于实际负荷，其它量就是由安全系数决定。在确定安全系数时，既要考虑环境温度、湿度、振动、冲击等条件和使用中超负荷、误操作后果，确保零部件在使用中不发生永久变形、疲惫损伤、蠕变等缺点，还要考虑所付出经济代价是否合算。应该选择用最低费用就能确保设备性能安全系数。经过选择合理结构形式，能够少用材料而能大大提升零件刚性；设计合理结构能够使零部件负荷分布合理，以达成变形小，磨损均匀，尽可能降低零件变形、磨损对设备输出参数影响等，全部能够增加零件所许可承受负荷。安全系数过高，不仅用料多、设备重、成本增加，而且可能增加结构复杂性。
2.冗余设计(贮备设计)
冗余技术是设备所包含为完成要求功效所必不可少组成部分元件成份(包含硬件或软件)。当冗余为硬件时也称贮备。在设计中，除必需零、部件外，还可额外附加一套备用零件或备用机构，当设备部分零件、部件出现故障时，整个设备仍能正常工作。这种设计称为冗余设计，所增加元件，零部件称为冗余元件。如双排滚珠轴承中有一排损坏，另一排照常工作。机械多重保险装置全部是冗余设计。
3.耐环境设计
为预防设备、零部件在实际使用中可能碰到多种环境如高温、低温、潮湿、磁场、真空、粉尘、雨淋、腐蚀等原因影响，在设计上要采取对付环境作用方法。在设备设计、制造阶段，要进行以可靠性试验为主耐久性、寿命、高低温、环境、振动、
冲击等试验。在设备上装设尤其调整器或缓冲器，能够用来预防设备在运输、搬运、贮存和使用中碰到高低温、振动、冲击等外界作用影响。
4.简化结构和采取标准化零、部件
在满足设备功效要求前提下，提升设备可靠性秘诀是尽可能使用结构简单零件，降低零件数量和种类，采取标准零件和标准电路。
5提升联接部位和可动零部件可靠度
设备联接部位有螺栓、焊接部位、销子、键、密封器等；可动零部件有轴和轴承、啮合齿轮、皮带和皮带轮、联轴节等。这些部位故障率高，易诱发事故，是设计中应充足注意关键部位，应采取方法提升其可靠度。
6.配置必需安全防护装置
安全防护装置能够预防误操作、超载和外部环境突变，如停电而引发故障和事故，或控制故障和事故影响范围。
7.采取状态监测，故障诊疗技术和自动控制技术
状态监测和故障诊疗技术作用。为了使设备长久保持出厂时精度和功效，现代设备应含有适应条件改变功效，和恢复丧失工作性能和输出参数改变功效，能够采取自动化技术自动赔偿零部件磨损量，使机械长久保持标准工作精度。
8.充足考虑人原因
(1)设计时应充足考虑人特点和能影响她正确操作原因。
要依据人正常工作能力如反应能力、接收信息和处理信息能力、耐疲惫性、许可程度、人不足等，设计合理作业环境和操作方法。
人对多种刺激反应时间大致范围是：视觉信号50～225ms，听觉信号120～180ms，温度触觉信号150～240ms，疼痛信号400～1000ms。由此可见，人对听觉信号反应最快，设备采取听觉报警信号，能够使操作者尽早引发注意。
(2)设备显示器应使人轻易看到，而且在长久观察和监听时不易疲惫。设备操纵动作应合乎人习惯，如手柄向上扳就是操纵运动部件向上运动。操纵力要造当，用力过小易于意外开启或停机，用力过大，使操作者费力而轻易受伤或疲惫。
(3)控制器和显示器要集中，数量尽可能少。人差错率和操作复杂程度和工作量成正比。应尽可能发挥机械控制器和传感器对信号感觉灵敏、反应速度快，能够正确反复完成大量要求动作等特点，降低操作者劳动强度。
(4)因为生理、心理、体力、疾病等原因，操作者出现误操作是不可避免。为了确保安全，应考虑到一旦操作失误可能引发后果，在设计中就应该采取必需预防方法。

设备可靠性、有效性和可维护性测试规范
· 类型：转载 | 出处：本站整理 | 公布人ID:80003267 | 公布时间：-6-19 8:00:16 | 人气： 477
　　这个标准在技术上已被全球公制委员会核准，并由北美公制委员会直接负责。现在版本在3月1日被北美地域标准委员会核准经过。6月将在国际半导体设备和材料协会试行，以后同月公布。其第一版公布于1986年，上一版公布于1999年6月。
　　1. 目标
　　1.1 这份文件经过提供测试半导体制造设备在制造环境中三性（可靠性、有效性、可维护性）标准，为设备使用者和供给商之间沟通建立了一个通用基础。
　　2. 范围
　　2.1 这份文件定义了设备6种基础状态。它包含了设备任何时间全部可能状态。设备状态由其功效情况决定，而不管操作者是谁。在这里所做对设备可靠性测试强调是对正在使用中设备忽然中止，而不是对设备全部时间。
　　2.2 本文件第三节（设备状态）定义了怎样对设备时间分类。第六节（三性测试）定义了测试设备状态公式。第七节（不确定测试）另外给出方法用来评定所得数据统计意义。
　　2.3 有效应用这份规范需要设备工作遵照它周期及或时间。自动监测设备状态是标准SEMIE58中内容，并不在本规范中。设备使用者和供给商之间清楚有效沟通将连续提升设备工作情况。
　　2.4 在这份规范中三性指数能够直接利用于整个设备非成套工具和子系统水平级。三性指数能够适适用于子系统水平（比如过程模块）多路径组工具。
　　2.5 这份标准即使有提到安全事宜，但目标并不意在追求这个方面。它将是这个标准使用者责任来建立适宜安全和健康条款，和在使用前决定限制章程利用。
　　3. 参考标准
  　　SEMIE58-自动化可靠性、有效性和可维护性标准
　　注释1：本文列出全部文件全部使用其最新适应版本。
　　4. 术语
　　4.1 辅助 - 在一个设备周期中设备工作忽然中止时发生，它有以下三种情况：
　　   c 经过外部干涉使中止设备周期继续。（比如经过操作工和使用者干涉，不管它是人或电脑。）
　　   c 除了部分特殊消耗品，零件不可替换。
　　   c 在设备操作规范方面没有深入改变。
　　4.2 成组工具 - 由机械地连接在一起集成过程模块组成制造系统。（这些模块可能来自于同一或不一样供给商）
　　4.2.1 单路径成组工具 - 只有一条流水线成组工具。
　　4.2.2 多路径成组工具 - 超出一条独立流水线成组工具。（比如，多负荷闸、一样型号多步骤单元室）
4.3 周期（设备周期） - 一个设备系统或子系统完全操作过程（包含装卸产品），有步骤、制造、测试步骤。在一个单元步骤系统中，周期数等于流经单元数。在多批系统中，周期数等于批量数。
　　4.4 停工时间（设备停工时间）- 设备不在工作状态或没有实施到它应有水平时间，不包含任何不在计划安排上时间。
　　4.5 故障（设备故障）- 在没有外来干涉下发生意外故障或偏离。
　　   注释2：正确分类设备故障对于方便处理问题和提升设备能力是很关键。
　　4.6 宿主 - 联络设备智能系统，作用相当于代表工厂领导下属制造主任。（比如，一个非植入计算机或单元控制器）
　　4.7 中止-任何干预和故障
　　注释3：中止＝干预之和＋故障之和
　　4.8 维修-确保设备在预定功效状态下工作。在本文件中，维修目标是功效不是设备结构；不管是谁来维修，它全部包含调整、材料改变、软件开放、修理、预定检测等等。
　　4.9 制造时间-全部生产产品时间及对应停留等候时间。
　　4.10 非计划时间-计划中设备不在用于生产时间。
　　4.11 生产时间-总时间减非计划时间。
　　4.12 操作工-在设备旁经过设备控制面板操作设备人员。
　　4.13 产品-能够成为有功效半导体装置一个单元，包含功效工程装置。
　　4.14 断工-为使设备能继续工作一段维修时间，包含冲洗、冷却、加热、软件备份、储存、动态数据（包含参数、方法）、断工发生在计划内和计划外停工时间内。
　　4.15 复工-在断工维修后，使设备恢复正常功效工作一段维修时间。包含冲气、加热、标准化时间、初始化常数、载入软件、重贮数据（例参数、方法）、控制系统再建等等。但不包含设备及流水线检测时间。复工也发生在计划内外停工时间内。
　　4.16 关机-当设备有计划外状态时，让设备回到安全状态时间。它包含为了达成安全状态所做任何过程。关机仅出现在计划外时间中。
　　4.17 规范（设备操作）-文件中所写在使用者和供给商之间在设备操作要求条件下功效所达成一致条款。
　　4.18 开始-设备从计划状态抵达成预期功效所需时间。包含冲气、加热、冷却、标准化时间、初始化常数、载入软件、重贮数据（例参数、方法）、控制系统再建等等，开始包含于计划外时间中。
　　4.19 辅助工具-不属于生产设备，不过在正常操作中必需设备。（比如，密封盖、运载机、探测卡片、电脑控制器）
4.20 总时间-一周7天，1天二十四小时全部检测时间。为了正确表示总时间，设备全部6种基础状态必需正确统计。
　　4.21 培训（工作外）-在工作外时间对设备操作和维修进行指导。它包含于计划外时间。
　　4.22 培训（线上）-在正常工作时对个人操作和维修进行指导。线上培训通常不会打断正常操作和维修活动，所以它能够不被区分包含在任何设备状态中（除等候和计划外时间）
　　4.23 单元-任何晶片，模，成套设备或单位零件。
　　4.24 工作时间-设备处于正常功效状态时间，包含有效生产、等候和策划时间，不包含任何计划外时间。
　　4.25 使用者-动作于设备实体，不管是在设备旁操作者或在远处遥控自动界面。从设备角度出发，操作者和宿主全部是使用者。
　　4.26 校正运行-设备一次循环（使用产品单元，非产品单元或不成单元）以用来引导设备进入规范中预定状态。
　　5. 设备状态
　　5.1 为了清楚地检测设备地表现，本文件定义了全部设备情况和时期必需遵照地6种基础状态。
　　5.2 设备状态是由功效决定而不是由设备结构决定。比如任何维护过程全部是这么分类，而不管谁是操作者、操作工、技术人员或步骤工程师。
　　5.3 图1是6种设备状态框架图。关键时间块在后文等式中将会尤其用到。这些基础设备状态又能够分成很多子状态，以满足生产运转所需追踪处理。SEMIE10并没有列出全部子状态，不过给出了很多例子用以指导。

　　图1 设备状态框架图
　　5.4 有效状态-设备按预定功效工作时间。有效状态包含：
 　　c 常规生产（包含装卸产品）
 　　c 为第三方工作
 　　c 返工
 　　c 和生产结合操纵。可能是或不是产品单元（比如，分批和新利用）。
　　5.5 等候状态-在这段时间内，设备是在正常功效状态下，基础设施和化学材料全部准备好了，不过不在生产。它不是计划外。等候状态包含：
 　　c 没有操作工（包含休息、午餐和会议）
 　　c 没有产品（包含因为缺乏辅助设备比如计量工具造成缺乏产品）
 　　c 没有辅助工具（比如密封盒、芯片传输器、探测卡）
 　　c 没有从自动系统来输入信号（例宿主）
　　5.6 工程状态-设备处于正常功效状态下（没有设备和步骤问题存在），不过用于工程试验时间。包含：
 　　c 过程工程（过程塑造）
 　　c 设备过程（设备评定）
 　　c 软件工程（例限定软件）
　　5.7 计划内停工状态-设备按计划停止正常功效工作一段时间。包含：
　c 维修推迟
　 　c 生产检测
　　 c 预防性维修
　　 c 改改变学材料或消耗品
　　 c 调整
　　 c 和基础设施相关停工。
　　5.7.1 维修推迟-因为设备正等候使用者或供给人员或其它和维修相关部分（化学材料、消耗品等）而使设备不能正常工作时间。维修推迟有可能是因为管理员决定让设备停着推迟维修。
　　注释4：维修推迟会发生在维修过程任何时段，它必需从维修时间中被独立出来。推迟时间包含在离线时间内，但不在修理时间内。（详见6.3节设备可维修性）
　　5.7.2 生产控制-有计划地打断产品有效生产来评定产品或非产品单元。根据设备操作规范来证实设备是否处于规范中正常功效状态。它并不包含能够平行于产品生产检测，也不包含伴随预防性维修、调整及修理过程产生检测。
　　5.7.3 预防性维修-它由以下几部分组成：
　　 c 预防性方法：按计划周期维护过程（包含设备断工、复工），以降低设备运转中故障可能性。间断周期可能基于设备时间、设备状态。
　　 c 设备检测：运转设备以证实设备功效状态。（比如，系统达成基础压力，芯片传输没有异常、气流正常、等离子区燃烧、起源达成特定压力。）
　　 c 校正运作：在预防性方法后为确保设备按要求正常运作而建立单元步骤和评定。
　　注释5：设备供给商有责任提出预防性方法计划以使设备达成预定水平。使用者假如期望供给商提升设备水平，她们有责任指出和原定计划偏离之处。
　　5.7.4 改改变学材料及消耗品-指在补充半导体步骤中原材料时有意打断。它包含改变气瓶、酸、目标、起源等等和任何和改变相关充、洗、清洁。但不包含在得到化学材料、消耗品补给之前延误时间。
　　5.7.5 调整-它是以下几部分之和：
　　 c 变动：为了适应在步骤、产品、包装结构上改变而作出设备变动所需时间。（不包含装修、重建、升级）
　　 c 设备测试：