设备健康管理系统在半导体行业的应用

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近日,格创东智设备健康管理系统(以下简称东智EHM)在半导体行业生产设备上的应用效果明显,获得客户认可和推广。针对厂端CVD(化学气相沉积)PUMP的非计划停机问题,经过现场调研,1天内就完成了东智EHM旋转设备状态监测和故障智能诊断模块的部署。现场PUMP的表面温度、三轴高频振动数据,以每秒5万Hz的采样频率实时上传到东智EHM专有云,保障了振动信号的细微变化都可以被东智EHM专家系统识别分析。在1个多月的运行中,系统内置大数据算法有效识别了PUMP的劣化趋势和故障智能诊断,效果显著。同时该自主可控的产品的综合性能比国外同类产品优化1倍以上。除了半导体等高端制造业,该方案也可以广泛地应用在石化、矿山、冶金、能源、水处理等行业。

项目背景

半导体面板属于高端制造业,现场设备大多是日本、韩国等国外进口,设备数据采集成本高。同时连续型生产过程对设备稳定性依赖度高,停机损失大。厂房有15个足球场大,设备点巡检工作量大,存在设备缺陷发现不及时,易导致设备出现非计划停机,影响生产;以本次CVD制程中的PUMP为例,生产过程中会产生大量的固态粉尘,从而导致PUMP的卡死,目前由于缺乏有效的设备监测手段,设备容易出现非计划停机,每年近千万元的损失。

解决方案

由于设备现场空间密闭、侵入式的数据采集,会对原装设备、工艺造成不可预算的风险。衡量过后客户决定采用格创东智GVS系列无线振动温度一体传感器,通过磁吸固定在PUMP上进行高频数据的采集,并通过网关将采集到的振动和温度数据实时传输到东智EHM专有云,结合PUMP本体工况数据综合分析评估设备的运行状态。

方案优势:

GVS传感器通过磁座固定在PUMP上,不会对设备造成破坏,对设备运行无影响;

GVS传感器通过特制电池供电,续航时间3年;

系统采用无线部署,实施快速,无线性能强悍,即使在PUMP高温密闭的工作环境下,数据传输仍然保持稳定;

东智EHM系统内置30+数据分析算法,可对监测数据进行多维的分析,准确评估设备状态;

设备健康评估报告:

以PUMP1为例--DP非驱动端垂直向低频测点振动波动明显,异物引入导致转子轻微损伤所致,其劣化大体可以分为三个阶段:

阶段一:3月28日(上线)-5月4日,设备运行稳定,未见存在明显的劣化,但3月31日(P1)和4月28日(P2)因设备报尾排压力异常存在短暂的停机,停机检查未见明显异常,后启机运行 ;

阶段二:5月4日09:30-5月4日16:16,异物引入(体积较大的颗粒进入),导致PUMP排气不畅,振动急剧上升,同时伴随着温度急剧上升;

阶段三:异物排除,PUMP运行状态改善,振动急剧下降,同时伴随着温度下降,但转子存在轻微损伤,振动和温度相较前期有轻微的上升,且开始缓慢劣化。

健康状态评估结论:

PUMP1-预警

① 5月4日因异物引入,导致DP转子损伤,目前处于缓慢劣化阶段;

② DP短期内不运行,暂无需进行检修,加强关注;

③ MB状态的波动因DP的振动能量传递所致,未见MB存在明显的异常。

案例总结:

东智EHM通过高频采集PUMP运行状态参数,准确判断出PUMP的劣化趋势,提前提醒客户设备的潜在故障,并进行及时修复,避免了设备非计划停机对生产造成影响,有效延长了设备的使用寿命。

不仅在高端制造业,目前格创东智EHM的旋转设备预测性维护方案已广泛应用在石化、煤炭、钢铁、汽车、水泥等众多行业的设备中。

责任编辑:tzh

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