PDP生产线设备故障分析及故障诊断对策研究

摘 要：设备安全、可靠、高效、低耗运行是企业安全生产，提高经济效益的重要保障，我国首条拥有自主知识产权的等离子显示屏生产线，经过5年多的量产运行，设备状态开始出现明显老化、劣化倾向，各种设备故障频发。本文对PDP生产线进行了简要介绍，详细分析了PDP生产线故障情况，并提出了具体故障诊断对策。

关键词：PDP生产线;设备;故障诊断

1.故障诊断技术发展现状

科学技术的迅猛发展带动了现代工业及其生产设备的快速发展，各种生产线及设备日趋大型化、集成化、高速化、自动化和智能化，如果发生故障停机，给其造成的损失也将会十分巨大。不管是设备综合工程学、设备寿命周期费用（LCC）、以可靠性为中心的维修（RCM）、由生产部门主导更强调全员化的全员生产维护（TotalProductiveManagement简称TMP）或全员规范化生产维护（Total Normalized Productive Maintenance简称TnMP），还是由设备部门主导更注重专业化的装备保障管理体系（CMP），各种设备管理方式都非常重视设备的安全性、可靠性和维修性，近年来已将故障诊断技术、修复技术和润滑技术列为设备管理和维护工作的三项基础技术，尤其是故障诊断技术已成为推进设备管理现代化，保证设备安全可靠运行的重要手段。

我国第一条拥有自主知识产权的高度自动化等离子屏（Plasma Display Panel 简称PDP）生产线，投资较大生产节拍快，工艺设备多达数百台，某台设备若出现非正常工作状态，将会导致废损品增多、良品率下降、停产和维修费用增高，给企业造成巨大损失。因此PDP生产线上的设备运行状况直接影响到企业的经济效益，监测PDP生产线设备故障并采取科学合理的预防措施，对设备的稼动率及良品率影响极大，由此可知在PDP生产线上积极开展故障分析及故障诊断对策研究显得尤其重要和急迫。

2.PDP生产线简介

设备安全、可靠、高效、低耗运行是企业安全生产，提高经济效益的重要保障。PDP生产线上设备投入量产已经五年多，设备每天24小时的连续运转，各种运动部件、动力机构、电线电缆出现明显磨损和老化，各种控制板卡元器件失效增加，控制系统运行趋缓，由此带来的未知各种故障及安全隐患逐渐加大，设备状态已逐渐进入浴盆曲线的第三阶段—耗损故障期，设备整体上已经开始出现明显老化、劣化倾向。

全自动PDP生产线涉及高性能PLC及PC控制系统、设备远程监控管理、复杂高精度运动控制、现场网络通信、自动光学检查、高真空镀膜、非接触式检测、激光修复、高温烧结、热压、印刷、洁净、QAQC、智能立体仓储及自动机器人等多种技术，其技术特点有：

（1）大型化（设备种类及技术门类众多、多产品同时加工：42”和50”屏）。

（2）高度自动化（洁净室无人化管理、全自动流水不间断作业）。

（3）高精尖（微纳米级加工）。

3.PDP生产线故障情况分析

大量的实践经验证明，大多数机械系统其故障率是时间的函数，对于机械方面，包括其总成、零部件，其磨损、腐蚀、变形、断裂、应力微裂纹显现，最后导致设备配合间隙过大，松动、振动、精度劣化、机体开裂等，将导致设备功能的丧失——机械故障的产生。对于电子电气方面，包括其总成、部件乃至元器件，由于长期的外电冲击、冷热变形交替、灰尘的覆盖，散热不良，甚至小昆虫进入的局部短路，导致系统内电气元器件电参数特性发生变化，如电阻、电容、电感变化，甚至芯片中的数字程序发生变化——电气故障的产生。在两年满负荷生产周期内，根据MES（制造执行系统）和维修工程师记录的故障情况，仅就设备本身原因造成的故障进行了统计和分析。

3.1各故障类别故障数据分析

故障原因类型大致可分为：传感器、控制器件、 PLC相关、机械损坏、机械调整、伺服相关等，根据实际发生的故障情况按不同的故障类型，故障停机时间与故障停机次数分别统计如下。

各故障类型月平均故障停机时间占比前八位分别是：传感器13.2%，控制器件9.8%，机械损坏8.8%，机械调整8.2%，PLC相关7.5%，程序软件7.1%，参数调整7.0%，伺服相关6.0%，如图1所示：

图1 故障类别故障停机时间占比图

各故障类型月平均故障停机次数占比前五位分别是： 传感器20.6%， PLC相关8.9%，机械调整8.6，伺服相关6.8%，PC相关6.0%，如图2所示：

图2 故障类别故障停机次数占比图

3.2各工艺设备故障数据分析

根据两年观察期内生产线故障情况记录，故障主要集中发生在Wet Equipment（湿设备）、Assembler（对合机）、Assembler（装配线）Conveyor（传输线）、AOI & Reviewer（AOI光学检查机）等设备上，详细情况如下所示。

各设备月平均故障停机时间占比前七位分别是：Wet Equipment（湿设备）13.1%，Assembler（对合机）10.7%，O/S Tester（通断测试机）8.5%，Conveyor（前物流线）8.5%，Bonding（绑定机）7.1%，Dual MgO（二次MgO喷涂）6.8%，AOI & Reviewer（AOI光学检查机）6.8%，如图3所示：

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