機械設(shè)備可靠性設(shè)計工作標準概述樣本

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可靠性設(shè)計是設(shè)備安全設(shè)計關(guān)鍵內(nèi)容。任何設(shè)備全部必需含有一定工作性能，要求使用方便、輕易維修、經(jīng)久耐用。在設(shè)計時，應(yīng)該綜合考慮下列原因：

1.經(jīng)濟性、設(shè)備用途和使用條件。

2.設(shè)備設(shè)計復(fù)雜性和成熟程度。

3.設(shè)備制造時復(fù)雜性和難度。

4.設(shè)備結(jié)構(gòu)上不出現(xiàn)故障，即“結(jié)構(gòu)可靠性”高。

5.精度滿足使用要求，即“使用可靠性高”。

6.在要求條件下和要求時間內(nèi)，完成要求功效能力高，即設(shè)備可靠性高。這個時期使用壽命(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(shè)備有效性高，即故障率低。

8.維修性高，出了故障能很快發(fā)覺并輕易排除故障。

9.對設(shè)備安全性要求。

后6個原因全部和設(shè)備可靠性相關(guān)。

二、可靠性設(shè)計關(guān)鍵內(nèi)容

1.確定合理安全系數(shù)

安全系數(shù)是指零件理論承載能力和實際承受負荷之比。為了使構(gòu)件可靠地工作，理論計算強度應(yīng)大于實際負荷，其它量就是由安全系數(shù)決定。在確定安全系數(shù)時，既要考慮環(huán)境溫度、濕度、振動、沖擊等條件和使用中超負荷、誤操作后果，確保零部件在使用中不發(fā)生永久變形、疲憊損傷、蠕變等缺點，還要考慮所付出經(jīng)濟代價是否合算。應(yīng)該選擇用最低費用就能確保設(shè)備性能安全系數(shù)。經(jīng)過選擇合理結(jié)構(gòu)形式，能夠少用材料而能大大提升零件剛性；設(shè)計合理結(jié)構(gòu)能夠使零部件負荷分布合理，以達成變形小，磨損均勻，盡可能降低零件變形、磨損對設(shè)備輸出參數(shù)影響等，全部能夠增加零件所許可承受負荷。安全系數(shù)過高，不僅用料多、設(shè)備重、成本增加，而且可能增加結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。

2.冗余設(shè)計(貯備設(shè)計)

冗余技術(shù)是設(shè)備所包含為完成要求功效所必不可少組成部分元件成份(包含硬件或軟件)。當冗余為硬件時也稱貯備。在設(shè)計中，除必需零、部件外，還可額外附加一套備用零件或備用機構(gòu)，當設(shè)備部分零件、部件出現(xiàn)故障時，整個設(shè)備仍能正常工作。這種設(shè)計稱為冗余設(shè)計，所增加元件，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。機械多重保險裝置全部是冗余設(shè)計。

3.耐環(huán)境設(shè)計

為預(yù)防設(shè)備、零部件在實際使用中可能碰到多種環(huán)境如高溫、低溫、潮濕、磁場、真空、粉塵、雨淋、腐蝕等原因影響，在設(shè)計上要采取對付環(huán)境作用方法。在設(shè)備設(shè)計、制造階段，要進行以可靠性試驗為主耐久性、壽命、高低溫、環(huán)境、振動、

沖擊等試驗。在設(shè)備上裝設(shè)尤其調(diào)整器或緩沖器，能夠用來預(yù)防設(shè)備在運輸、搬運、貯存和使用中碰到高低溫、振動、沖擊等外界作用影響。

4.簡化結(jié)構(gòu)和采取標準化零、部件

在滿足設(shè)備功效要求前提下，提升設(shè)備可靠性秘訣是盡可能使用結(jié)構(gòu)簡單零件，降低零件數(shù)量和種類，采取標準零件和標準電路。

5.提升聯(lián)接部位和可動零部件可靠度

設(shè)備聯(lián)接部位有螺栓、焊接部位、銷子、鍵、密封器等；可動零部件有軸和軸承、嚙合齒輪、皮帶和皮帶輪、聯(lián)軸節(jié)等。這些部位故障率高，易誘發(fā)事故，是設(shè)計中應(yīng)充足注意關(guān)鍵部位，應(yīng)采取方法提升其可靠度。

6.配置必需安全防護裝置

安全防護裝置能夠預(yù)防誤操作、超載和外部環(huán)境突變，如停電而引發(fā)故障和事故，或控制故障和事故影響范圍。

7.采取狀態(tài)監(jiān)測，故障診療技術(shù)和自動控制技術(shù)

狀態(tài)監(jiān)測和故障診療技術(shù)作用。為了使設(shè)備長久保持出廠時精度和功效，現(xiàn)代設(shè)備應(yīng)含有適應(yīng)條件改變功效，和恢復(fù)喪失工作性能和輸出參數(shù)改變功效，能夠采取自動化技術(shù)自動賠償零部件磨損量，使機械長久保持標準工作精度。

8.充足考慮人原因

(1)設(shè)計時應(yīng)充足考慮人特點和能影響她正確操作原因。

要依據(jù)人正常工作能力如反應(yīng)能力、接收信息和處理信息能力、耐疲憊性、許可程度、人不足等，設(shè)計合理作業(yè)環(huán)境和操作方法。人對多種刺激反應(yīng)時間大致范圍是：視覺信號50～225ms，聽覺信號120～180ms，溫度觸覺信號150～240ms，疼痛信號400～1000ms。由此可見，人對聽覺信號反應(yīng)最快，設(shè)備采取聽覺報警信號，能夠使操作者盡早引發(fā)注意。

(2)設(shè)備顯示器應(yīng)使人輕易看到，而且在長久觀察和監(jiān)聽時不易疲憊。設(shè)備操縱動作應(yīng)合乎人習(xí)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，用力過小易于意外開啟或停機，用力過大，使操作者費力而輕易受傷或疲憊。

(3)控制器和顯示器要集中，數(shù)量盡可能少。人差錯率和操作復(fù)雜程度和工作量成正比。應(yīng)盡可能發(fā)揮機械控制器和傳感器對信號感覺靈敏、反應(yīng)速度快，能夠正確反復(fù)完成大量要求動作等特點，降低操作者勞動強度。

(4)因為生理、心理、體力、疾病等原因，操作者出現(xiàn)誤操作是不可避免。為了確保安全，應(yīng)考慮到一旦操作失誤可能引發(fā)后果，在設(shè)計中就應(yīng)該采取必需預(yù)防方法。設(shè)備可靠性、有效性和可維護性測試規(guī)范類型：轉(zhuǎn)載

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477這個標準在技術(shù)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(zé)?，F(xiàn)在版本在3月1日被北美地域標準委員會核準經(jīng)過。6月將在國際半導(dǎo)體設(shè)備和材料協(xié)會試行，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.目標1.1這份文件經(jīng)過提供測試半導(dǎo)體制造設(shè)備在制造環(huán)境中三性（可靠性、有效性、可維護性）標準，為設(shè)備使用者和供給商之間溝通建立了一個通用基礎(chǔ)。2.范圍2.1這份文件定義了設(shè)備6種基礎(chǔ)狀態(tài)。它包含了設(shè)備任何時間全部可能狀態(tài)。設(shè)備狀態(tài)由其功效情況決定，而不管操作者是誰。在這里所做對設(shè)備可靠性測試強調(diào)是對正在使用中設(shè)備忽然中止，而不是對設(shè)備全部時間。2.2本文件第三節(jié)（設(shè)備狀態(tài)）定義了怎樣對設(shè)備時間分類。第六節(jié)（三性測試）定義了測試設(shè)備狀態(tài)公式。第七節(jié)（不確定測試）另外給出方法用來評定所得數(shù)據(jù)統(tǒng)計意義。2.3有效應(yīng)用這份規(guī)范需要設(shè)備工作遵照它周期及或時間。自動監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)是標準SEMIE58中內(nèi)容，并不在本規(guī)范中。設(shè)備使用者和供給商之間清楚有效溝通將連續(xù)提升設(shè)備工作情況。2.4在這份規(guī)范中三性指數(shù)能夠直接利用于整個設(shè)備非成套工具和子系統(tǒng)水平級。三性指數(shù)能夠適適用于子系統(tǒng)水平（比如過程模塊）多路徑組工具。2.5這份標準即使有提到安全事宜，但目標并不意在追求這個方面。它將是這個標準使用者責(zé)任來建立適宜安全和健康條款，和在使用前決定限制章程利用。3.參考標準

SEMIE58-自動化可靠性、有效性和可維護性標準注釋1：本文列出全部文件全部使用其最新適應(yīng)版本。4.

術(shù)語4.1輔助-在一個設(shè)備周期中設(shè)備工作忽然中止時發(fā)生，它有以下三種情況：

c經(jīng)過外部干涉使中止設(shè)備周期繼續(xù)。（比如經(jīng)過操作工和使用者干涉，不管它是人或電腦。）

c除了部分特殊消耗品，零件不可替換。

c在設(shè)備操作規(guī)范方面沒有深入改變。4.2成組工具-由機械地連接在一起集成過程模塊組成制造系統(tǒng)。（這些模塊可能來自于同一或不一樣供給商）4.2.1單路徑成組工具-只有一條流水線成組工具。4.2.2多路徑成組工具-超出一條獨立流水線成組工具。（比如，多負荷閘、一樣型號多步驟單元室）4.3周期（設(shè)備周期）-一個設(shè)備系統(tǒng)或子系統(tǒng)完全操作過程（包含裝卸產(chǎn)品），有步驟、制造、測試步驟。在一個單元步驟系統(tǒng)中，周期數(shù)等于流經(jīng)單元數(shù)。在多批系統(tǒng)中，周期數(shù)等于批量數(shù)。4.4停工時間（設(shè)備停工時間）-設(shè)備不在工作狀態(tài)或沒有實施到它應(yīng)有水平時間，不包含任何不在計劃安排上時間。4.5故障（設(shè)備故障）-在沒有外來干涉下發(fā)生意外故障或偏離。

注釋2：正確分類設(shè)備故障對于方便處理問題和提升設(shè)備能力是很關(guān)鍵。4.6宿主-聯(lián)絡(luò)設(shè)備智能系統(tǒng)，作用相當于代表工廠領(lǐng)導(dǎo)下屬制造主任。（比如，一個非植入計算機或單元控制器）4.7中止-任何干預(yù)和故障注釋3：中止＝干預(yù)之和＋故障之和4.8維修-確保設(shè)備在預(yù)定功效狀態(tài)下工作。在本文件中，維修目標是功效不是設(shè)備結(jié)構(gòu)；不管是誰來維修，它全部包含調(diào)整、材料改變、軟件開放、修理、預(yù)定檢測等等。4.9制造時間-全部生產(chǎn)產(chǎn)品時間及對應(yīng)停留等候時間。4.10非計劃時間-計劃中設(shè)備不在用于生產(chǎn)時間。4.11生產(chǎn)時間-總時間減非計劃時間。4.12操作工-在設(shè)備旁經(jīng)過設(shè)備控制面板操作設(shè)備人員。4.13產(chǎn)品-能夠成為有功效半導(dǎo)體裝置一個單元，包含功效工程裝置。4.14斷工-為使設(shè)備能繼續(xù)工作一段維修時間，包含沖洗、冷卻、加熱、軟件備份、儲存、動態(tài)數(shù)據(jù)（包含參數(shù)、方法）、斷工發(fā)生在計劃內(nèi)和計劃外停工時間內(nèi)。4.15復(fù)工-在斷工維修后，使設(shè)備恢復(fù)正常功效工作一段維修時間。包含沖氣、加熱、標準化時間、初始化常數(shù)、載入軟件、重貯數(shù)據(jù)（例參數(shù)、方法）、控制系統(tǒng)再建等等。但不包含設(shè)備及流水線檢測時間。復(fù)工也發(fā)生在計劃內(nèi)外停工時間內(nèi)。4.16關(guān)機-當設(shè)備有計劃外狀態(tài)時，讓設(shè)備回到安全狀態(tài)時間。它包含為了達成安全狀態(tài)所做任何過程。關(guān)機僅出現(xiàn)在計劃外時間中。4.17規(guī)范（設(shè)備操作）-文件中所寫在使用者和供給商之間在設(shè)備操作要求條件下功效所達成一致條款。4.18開始-設(shè)備從計劃狀態(tài)抵達成預(yù)期功效所需時間。包含沖氣、加熱、冷卻、標準化時間、初始化常數(shù)、載入軟件、重貯數(shù)據(jù)（例參數(shù)、方法）、控制系統(tǒng)再建等等，開始包含于計劃外時間中。4.19輔助工具-不屬于生產(chǎn)設(shè)備，不過在正常操作中必需設(shè)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天二十四小時全部檢測時間。為了正確表示總時間，設(shè)備全部6種基礎(chǔ)狀態(tài)必需正確統(tǒng)計。4.21培訓(xùn)（工作外）-在工作外時間對設(shè)備操作和維修進行指導(dǎo)。它包含于計劃外時間。4.22培訓(xùn)（線上）-在正常工作時對個人操作和維修進行指導(dǎo)。線上培訓(xùn)通常不會打斷正常操作和維修活動，所以它能夠不被區(qū)分包含在任何設(shè)備狀態(tài)中（除等候和計劃外時間）4.23單元-任何晶片，模，成套設(shè)備或單位零件。4.24工作時間-設(shè)備處于正常功效狀態(tài)時間，包含有效生產(chǎn)、等候和策劃時間，不包含任何計劃外時間。4.25使用者-動作于設(shè)備實體，不管是在設(shè)備旁操作者或在遠處遙控自動界面。從設(shè)備角度出發(fā)，操作者和宿主全部是使用者。4.26校正運行-設(shè)備一次循環(huán)（使用產(chǎn)品單元，非產(chǎn)品單元或不成單元）以用來引導(dǎo)設(shè)備進入規(guī)范中預(yù)定狀態(tài)。5.設(shè)備狀態(tài)5.1為了清楚地檢測設(shè)備地表現(xiàn)，本文件定義了全部設(shè)備情況和時期必需遵照地6種基礎(chǔ)狀態(tài)。5.2設(shè)備狀態(tài)是由功效決定而不是由設(shè)備結(jié)構(gòu)決定。比如任何維護過程全部是這么分類，而不管誰是操作者、操作工、技術(shù)人員或步驟工程師。5.3圖1是6種設(shè)備狀態(tài)框架圖。關(guān)鍵時間塊在后文等式中將會尤其用到。這些基礎(chǔ)設(shè)備狀態(tài)又能夠分成很多子狀態(tài)，以滿足生產(chǎn)運轉(zhuǎn)所需追蹤處理。SEMIE10并沒有列出全部子狀態(tài)，不過給出了很多例子用以指導(dǎo)。圖1設(shè)備狀態(tài)框架圖5.4有效狀態(tài)-設(shè)備按預(yù)定功效工作時間。有效狀態(tài)包含：

c常規(guī)生產(chǎn)（包含裝卸產(chǎn)品）

c為第三方工作

c返工

c和生產(chǎn)結(jié)合操縱?？赡苁腔虿皇钱a(chǎn)品單元（比如，分批和新利用）。5.5等候狀態(tài)-在這段時間內(nèi)，設(shè)備是在正常功效狀態(tài)下，基礎(chǔ)設(shè)施和化學(xué)材料全部準備好了，不過不在生產(chǎn)。它不是計劃外。等候狀態(tài)包含：

c沒有操作工（包含休息、午餐和會議）

c沒有產(chǎn)品（包含因為缺乏輔助設(shè)備比如計量工具造成缺乏產(chǎn)品）

c沒有輔助工具（比如密封盒、芯片傳輸器、探測卡）

c沒有從自動系統(tǒng)來輸入信號（例宿主）5.6工程狀態(tài)-設(shè)備處于正常功效狀態(tài)下（沒有設(shè)備和步驟問題存在），不過用于工程試驗時間。包含：

c過程工程（過程塑造）

c設(shè)備過程（設(shè)備評定）

c軟件工程（例限定軟件）5.7計劃內(nèi)停工狀態(tài)-設(shè)備按計劃停止正常功效工作一段時間。包含：c維修推遲

c生產(chǎn)檢測

c預(yù)防性維修

c改改變學(xué)材料或消耗品

c調(diào)整

c和基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)停工。5.7.1維修推遲-因為設(shè)備正等候使用者或供給人員或其它和維修相關(guān)部分（化學(xué)材料、消耗品等）而使設(shè)備不能正常工作時間。維修推遲有可能是因為管理員決定讓設(shè)備停著推遲維修。注釋4：維修推遲會發(fā)生在維修過程任何時段，