半導體設備預測性維修技術

陳宛峰，王 奕

（中國電子科技集團公司第58研究所，江蘇 無錫 214035）

1 引言

隨著科學技術的發(fā)展，設備制造技術越來越朝著高科技、高集成度方向發(fā)展，設備維修也帶來前所未有的挑戰(zhàn)，伴隨著維修科學的發(fā)展，預測性維修作為一種新興的維修方式成為行業(yè)研究的熱點，相對于修復式維修和預防性維修它有著更多的優(yōu)點和更強的發(fā)展勢頭。

2 維修方式的發(fā)展

按照設備的狀態(tài)和維修的時機可以將維修方式分為故障前維修和故障后維修，按照維修依據(jù)的不同，故障前維修又可分為預防性維修和預測性維修。

修復性維修（corrective maintenance）又稱事后維修，是“有故障才有維修”的方式，它是以設備是否完好或是否能用為依據(jù)的維修，只在設備部分或全部故障后再恢復其原始狀態(tài)，也就是用壞后再修理，屬于非計劃性維修。

預防性維修（preventive maintenance）又稱定時維修，是以時間為依據(jù)的維修，它根據(jù)生產(chǎn)計劃和經(jīng)驗，按規(guī)定的時間間隔進行停機檢查、更換零部件，以預防損壞、繼發(fā)性毀壞損失。這種維修方法也就是目前所普遍采用的計劃維修或定期維修，如大、中、小修等。

預測性維修（predictive maintenance）是以狀態(tài)為依據(jù)的維修，在機器運行時，對它的主要（或需要）部位進行定期（或連續(xù)）的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，判定設備所處的狀態(tài)，預測裝備狀態(tài)，未來的發(fā)展趨勢。依據(jù)設備的狀態(tài)發(fā)展趨勢和可能的故障模式，預先制定預測性維修計劃。確定機器應該修理的時間、內(nèi)容、方式和必需的技術和物資支持。預測性維修集設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷、故障（狀態(tài)）預測、維修決策支持和維修活動于一體，是一種新興的維修方式。

3 預測性維修的意義

預測性維修是設備管理一個不可缺少的重要環(huán)節(jié)，雖然它不能完全取代定期維修等預防性維修的工作，但正確開展狀態(tài)監(jiān)測工作能夠帶來可觀的經(jīng)濟效益。尤其對于流水線作業(yè)的半導體設備而言，生產(chǎn)中任何一臺設備發(fā)生故障都會造成停產(chǎn)，帶來巨大損失。所以必須定時更新設備，對關鍵設備進行監(jiān)控，進行預測性維修，消除隱患故障，避免發(fā)生重大事故。

實施設備狀態(tài)監(jiān)控是現(xiàn)代設備維修的需要，可有效地減少其故障，降低設備維修費用。

4 半導體設備維修管理模式

（1）堅持預防為主，最大限度地減少設備事故和故障的發(fā)生；

（2）建立完整的維修標準文件，設備技術指示標準、保護標準、維修作業(yè)標準，這是貫徹執(zhí)行預防性維護技術的基礎和依據(jù)；

（3）建立預測性維修的管理體系，強調(diào)基層管理，信息反饋通暢，有利于高效管理；

（4）管理目標明確，樹立為生產(chǎn)服務的觀念，堅持全面管理，堅持安全第一。

5 在線監(jiān)測方案

對于生產(chǎn)線上的一些關鍵設備，監(jiān)測設備的一些參數(shù)，如溫度、壓力、真空、電壓、電流等一些設備參數(shù)，從而及時、準確、全面地把握設備狀態(tài)，防止設備的突發(fā)性故障。

預測性檢測由“設備狀態(tài)管理系統(tǒng)”支持，系統(tǒng)提供設備資料、設備狀態(tài)、狀態(tài)分析、點檢管理等多種表格。管理人員和專業(yè)分析人員隨時隨地對設備狀態(tài)進行了解。

6 半導體設備預測性維護

預測性維修立足于“狀態(tài)監(jiān)測”強調(diào)的故障診斷，是指定期或連續(xù)性地對設備進行狀態(tài)監(jiān)測，根據(jù)結果查明設備有無狀態(tài)異常或故障趨勢，再適當?shù)匕才啪S修。

首先對每一臺設備制定設備臺賬，對每一臺設備的故障原因、采取的措施、產(chǎn)生的時間以及設備參數(shù)記錄在案，把這些記錄作為歷史記錄。

例如，某設備臺賬格式如表1所示。

其次對設備的正常工作指示如水、電、氣、真空、壓空、溫度等參數(shù)，每天由專人巡查記錄。

表1 某設備臺賬記錄

再次，對設備工作時的動態(tài)參數(shù)如壓力控制、射頻控制、氣體控制等參數(shù)由專人每天巡查記錄在案。

根據(jù)每天的狀態(tài)監(jiān)測，強調(diào)的“故障診斷”是指不定期或連續(xù)地對設備進行狀態(tài)監(jiān)測。根據(jù)其結果查明設備有無狀態(tài)異常或故障趨勢。以設備現(xiàn)象參數(shù)為基礎，結合設備故障的歷史和亞狀態(tài)參數(shù)，運行環(huán)境以及其他同類設備的運行情況，從而查明設備內(nèi)部情況，提出維修方法、防范措施，并適當?shù)匕才啪S修。

7 總結

以上僅依靠人工方法定期地對設備參數(shù)進行監(jiān)測，以致造成不連續(xù)性，或漏測一些參數(shù)，影響設備的預測性，這是一種低價、人工、不連續(xù)性的預測性維修的一種手段。真正要做到預測性設備維修，對狀態(tài)預測就要更多地利用對設備連續(xù)監(jiān)測以及嵌入式故障診斷技術等更先進的手段。

[1]預測性維修原理及其應用[J].化工機械，1991，006.

[2]電力設備維修診斷與預防性試驗[M].北京：中國電力出版社，2008，3.

[3]張冰焰.設備預知維修工程及其實施技術研究[J].設備管理與工程，2003，5：6-9.