以提高设备效率为目标的预防性维护优化

论文摘要

设备维护作为延长设备寿命、降低生产成本和提高生产能力的有效途径之一,倍受关注。一方面,不合理的维护所致的维修不足或维修过剩将给企业带来严重的经济损失。另一方面,半导体设备及制造系统日趋复杂化为维护计划的制定引入了更多的复杂因素,增加了其难度与挑战。但也正是这样,使得对此类设备的预防性维护计划的研究显得更为迫切与必要。本论文正是针对上述问题,以半导体封装测试瓶颈设备为主要的研究对象,以设备效率为决策原则进行维护计划优化研究。在深入剖析全局设备效率的组成及其与设备损失的关系基础上,运用时间延迟理论对设备的预防性维护计划问题作了探索性的研究。主要内容包括:1.对半导体全局设备效率进行全面详尽的剖析,解析其具体组成与其对应的设备损失来源,并通过严密的数学推导确立了以降低设备效率主要损失来源之一的非计划故障时间及优化预防性维护计划为技术路线的、要求单位时间的总停机时间最少的维护策略。2.以故障停机时间为目标函数,以设备损失主要因素之设备故障时间及设备预防性维护为研究对象,引入时间延迟维护优化模型,在模型参数估计的基础之上,突破当前普遍的对于时间延迟维修模型的一般应用方法,创新性的通过模型灵敏度分析将全员维护的主动维护思想纳入最优维护计划的制定中,提出了改进的时间延迟维修模型应用方法。通过灵敏度分析实现对模型稳定性的评估和对各因变参数敏感度的识别,并在此基础上确立了具体的预防性维护优化策略。3.通过实现基于故障预测的视情维护对优化模型目标函数的最敏感参数进行积极控制,以作用于目标函数的最优与最佳预防性维护周期的制定。采用基于数据的故障预测技术,以设备各状态时间的记录为数据源,引入基于R/S分析法的Hurst指数,建立故障预测建模,通过对设备主要故障模式的预测实现了以控制设备停机时间为目的的视情维护。4.在以主客观统计方法对预防性维护相关参数的再评估基础之上,通过求解模型最优解确定目标函数次敏感参数维护周期的最佳值。并且对当前维护计划,基于一般时间延迟模型应用方法的结果和本文提出的改进时间延迟模型应用方法的优化结果三种情况进行了全面的分析比较。结果表明本文所提出的方案能更有效地降低设备的非计划停机时间,从而达到更有效的提高设备效率的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 背景
• 1.1.2 意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文的总体框架
• 第二章 以提高设备效率为目标的预防性维护优化技术路线
• 2.1 技术路线制定
• 2.1.1 设备效率及其要素
• 2.1.2 设备损失与设备效率的关系
• 2.1.3 设备停机时间解析
• 2.1.4 技术路线
• 2.2 可行性分析
• 2.3 必要性分析
• 2.3.1 设备状况的度量指标
• 2.3.2 非计划停机及预防性维护现状分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 以提高设备效率为目标的预防性维护优化策略
• 3.1 预防性维护改进方法概述
• 3.2 预防性维护优化方案
• 3.2.1 时间延迟维修理论
• 3.2.2 优化模型及参数估计
• 3.3 优化模型的灵敏度分析
• 3.3.1 灵敏度分析的目的
• 3.3.2 灵敏度分析的方法
• 3.3.3 灵敏度分析的结果
• 3.4 基于灵敏度分析结果的优化策略
• 3.5 本章小结
• 第四章 以提高设备效率为目标的预防性维护优化方法
• 4.1 对目标函数最敏感参数故障平均停机时间的控制
• 4.1.1 视情维护与故障预测技术的关系
• 4.1.2 故障预测的目的与方法
• 4.1.3 故障预测模型的建立
• 4.2 对目标函数次敏感参数维护周期的优化
• 4.2.1 对PM 活动时长和缺陷排除率的再评估
• 4.2.2 对维护周期的优化
• 4.3 本章小结
• 第五章 以提高设备效率为目标的预防性维护优化实现
• 5.1 实现平台
• 5.2 预防性维护优化工具简介
• 5.3 优化结果及结果分析
• 5.3.1 基于故障预测的视情维护结果
• 5.3.2 基于改进延迟时间优化模型应用方法的优化结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的成果