第 1 章 緒論

 

1.1 研究背景

自 1987 年提出可持續發展概念后，各個國家也都在積極地調產業布局和優化產業結構。先進的能源生產技術在實現可持續發展方面彰顯著至關重要的作用，不僅可以減少環境污染，而且可以有效降低安全生產事故，同時，半導體顯示制造行業也將面臨更多的關于發展與創新的挑戰[1]。眾所周知，半導體顯示行業因生產工藝的要求，存在著一定的工業安全和職業健康危害因素，如半導體顯示企業的生產設備通常安裝在密閉的潔凈廠房內，一旦因為設備原因導致火災，容易堵塞疏散線路，而且同時也引起了通風不暢等問題，最終導致大量人員死亡。此外，半導體顯示制造企業存在生產過程中存在著多種風險，如機械傷害、有限空間、高空墜落等。在職業健康方面工藝制造過程中的自動化機械設備會涉及強電、危險性氣體、危險化學品、機械傷害等因素[2]。工作環境中暴露的危險因素會對人體健康構成潛在的威脅，而參照《職業病危害因素分類目錄》，半導體顯示制造企業至少存在 5 種職業病危害因素，它們分別為：化學物質類（如急性化學物中毒）、物理因素（如噪聲聾）、放射性物質類（如外照射慢性放射病）、導致職業性皮膚病的危害因素（如接觸性皮炎）和導致職業性眼病的危害因素（如永久性眼損害），這些職業病因素嚴重威脅著從業人員的健康。有鑒于此，半導體顯示企業承諾客戶的產品產品要求及服務質量，還要保證產品的制作過程環保、安全、健康，這些都已經成為考量一個企業綜合素質的指標[3]。然而，近些年半導體顯示行業工業安全和職業健康事故頻發，如 2013 年 9 月 4 日，SK 海力士無錫工廠突發火災事故，導致 DRAM 生產線全部停產；同年，位于韓國水原的三星芯片工廠發生一起氫氟酸重大泄漏事故，導致 3 名員工因此受傷；2016 年 8 月據美聯社韓國記者報道，由于工作環境不佳和對員工相應的職業危害因素防護教育不到位，三星半導體和 LCD 工廠的 200 多名員工染上白血病、狼瘡及多發性硬化癥等疾病等。

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1.2 國內外研究現狀

 

1.2.1 設備本質安全化理念研究

隨著世界宇航技術的發展，20 世紀 50 年代提出了“本質安全”一詞,這一概念的提出，是人類在安全認識上取得的一大進步，這和人類的科學技術以及安全文化密切相連，這一概念的提出是基于生產、生活實踐，體現了對事故態度的轉變，由原來的被動接受到積極地預防事故，以實現從源頭通過工程技術措施和管理措施保護人員安全[6]。本質安全狹義的概念是通過設計的方式使產品具備防止危險發生的功能，即使在人員誤操作的狀態下，也不會引起事故。廣義的角度講，通過教育、設計、優化環境等措施從源頭上防止事故發生，即在生產活動的全過程中，采用科學的技術手段實現安全保障，即使生產活動中出現誤操作行為、環境出現惡化情況，也能阻止事故的發生，最終有效地保障現場人員的安全健康狀態。傳統的安全改進方法是“事故后補”，即評估整個設備和生產工藝，定性、定量的分析和評價其危險性，并結合以往同種或類似設備的事故案例提出安全預防措施，以消除設備存在危險，有效降低事故的發生率，此類方法固然有效防止該類事件發生，然而對設備的定性定量分析可能存在偏差，而且這種傳統的安全預防措施針對設備存在的潛在事故隱患效果有限。本質安全化概念及之后提出的各種操作方法有效地解決這一矛盾，彌補了傳統方法的不足。相較于傳統的安全預防措施和管理方法，本質安全化改進設計方法所用的方法和控制對象都比較不同。設備及工藝的本質化安全管理，在設計階段包含了對危險性的判斷、考慮，從根本上控制事故發生的可能性和后果的嚴重性，使其造成的損失降到最低。總之，通過本質安全化技術、設備設施的自身安全設計，從本質上改善設備設施的安全性，即使設備自身發生故障、人員誤操作等，設備和系統仍能保證安全，有效防止事故發生。

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第 2 章 半導體顯示制造企業危險性分析

 

2.1 工作環境危險性分析

半導體制造業[15]，一般主要包括彩色濾光片制造、液晶顯示器制造、芯片加工、光罩（掩膜板）制造、芯片封裝測試、原料芯片制造等。半導體制造企業的特點是資本密集、技術密集，廠區內設備昂貴，生產區域之間相互聯系、生產設備分布密集，區域之間無防火間隔，生產中廣泛使用易燃、腐蝕性和有毒有害化學物質。從事故風險的角度來看，火災爆炸、液體泄漏、氣體泄漏、電力中斷、煙熏污染等是半導體制造企業最主要的事故，危險較為集中，一旦發生火災事故，其破壞力成倍增長，設備遭到嚴重的損壞.半導體生產的公用工程包括：倉庫及運輸、氣體站、化學品供應站、消防系統、給排水系統、空調凈化通風系統、電氣系統等。而氣體站包括大宗氣體站及特殊氣體站、真空站、空壓站、天然氣及輕柴油系統、冷凍站等。使用的大宗氣體一般包括：高純氟氣、普通氧氣、高純氮氣、普通氮氣、高純氧氣、高純氫氣、高純氦氣、大宗氣體由氣站經管道傳輸至使用點。使用的特種氣體有：四氟化碳、六氟化硫、氨氣、1%磷酸氫氣混合氣、硅烷、三氟化氮、氯氣，特殊氣體則采用氣瓶的的供應方式將氣瓶柜的特殊氣體通過管道的方式將其傳輸至歧管閥門箱/歧管閥門盤，然后由分配管送至使用點。

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2.2 生產過程危險有害因素分析

半導體顯示器制造過程中的危險有害因素，按照《企業職工傷亡事故分類》標準可分為車輛傷害、機械傷害、物體打擊、觸電、化學品灼燙、中毒和窒息、火災爆炸等生產過程中使用的異丙醇、液體丙酮、天然氣及輕柴油系統、氧氣站、氫氣站、硅烷、氨氣、氯氣，火災爆炸氣體動力中的燃油燃氣熱水過濾房都有發生火災爆炸的危險。由供應商提供的瓶裝氣體，如硅烷、氨氣、氫氣等可燃氣體，均會應用在工藝生產環節，此類氣體如果發生泄漏可在周邊的環境中形成可燃物及爆炸性混合物。操作不當或者沒有采取固定措施是造成氣瓶在運輸、裝卸或臨時存放過程中傾倒的主要原因，并因此可能造成氣瓶閥門損壞，氣體泄漏；另外，如果在烈日下暴曬或者放置在靠近火源處，都有可能因為氣體受熱膨脹而導致氣體泄漏；通過專用管道連接設備與氣瓶，管道與設備的連接處或者設備的閥門處是可能發生泄漏的位置，如果閥門松動或者管道與設備連接不緊，硅烷、氨氣、氫氣就會發生泄漏，一旦上述氣體發生泄漏，則立刻與周圍空氣混合極易形成爆炸混合物，此外，如果生產過程中也同時用到丙酮，2-丙酮等化學品，則一定加強管范，一旦在運輸、儲存、使用過程中發生泄漏，該類化學品可迅速與周圍的空氣形成爆炸混合物，危險性很大。半導體制造行業會用到多種多類的化學品，具備易燃、易爆特性的化學品遇上火源易發生火災、爆炸事故。生產中產生火源的來源有如下幾種情況：①明火。電氣線路著火；設備檢修、維護時使用到的電焊、割槍易產生火花②電氣火花和電焊。電氣裝置，如照明燈、電機、配電箱的選型必須符合要求，防爆電氣產品必須達到當前環境要求的防爆等級、接地措施符合要求，防止因為接地缺陷產生電火花、電弧。③靜電火花。各類可燃氣體、易燃液體在輸送過程中，與設備、管道的內壁不斷摩擦，可產生靜電，如果管道或者設備的靜電接地裝置、靜電跨接裝置不合符要求，靜電荷便會在設備上和管道上不斷聚集，帶電設備和管道一旦與周圍的物體形成電位差，便會引發放電現象。④雷電。雷電電壓高達數十萬、數百萬伏，通過導體時產生大量的熱能，危害性極大，不僅可以損壞電氣設備的絕緣、燒毀導線，還會對人體放電，造成生命危險，如果防雷措施不完善，接地電阻過大，廠房中的電氣設備遭遇雷擊時，將面臨重大的設備損失和人員傷亡。

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第 3 章 設備安全認證的安全技術要求 .... 14

3.1 設備安全認證的目的 .... 14

3.2 一般性安全要求 ........ 14

3.3 設備安全要求 .......... 15

第 4 章 設備安全認證管理體系 .......... 19

4.1 設備安全認證管理理論基礎 ....... 19

4.1.1 全生命周期原理.... 19

4.1.2 構建設備全生命周期管理的職能模型............ 20

4.1.3 構建設備全生命周期管理的概念模型............ 20

4.1.4 設備全生命周期管理措施.... 21

4.2 設備安全認證管理模型分析 ....... 22

4.3 設備安全認證管理體系的構成 ..... 23

第 5 章 半導體顯示制造企業事故案例分析 ......... 30

5.1 火災事故論證分析 ...... 30

5.2 觸電事故論證分析 ...... 30

5.3 機械傷害事故案例論證分析 ....... 31

5.4 職業健康事故案例論證分析 ....... 33

 

第 6 章 某公司設備安全認證應用分析

 

6.1 某公司設備安全認證情況介紹

本設備安全認證體系在北京京東方顯示技術有限公司中得到實際運用，取得較好效果。為加強設備安全管理，核實運行設備安全狀態，提升設備本質安全化水平，由安全管理科組織對公司 10 個分廠/部門的設備進行了 NSSC 設備安全認證，完成了 Array 分廠、CF 分廠、Cell 分廠、Module 分廠、自動化、品質、生產管理、產品開發等部門的3093 臺設備安全認證工作，通過對設備的供水、供電、供氣以及安全防護、安全標識、作業環境等方面進行安全認證，確保了設備運行本質安全安全。通過設備安全認證，北京京東方顯示技術有限公司不僅因設備導致的安全事故率迅速降低，而且設備運行故障率也明顯降低，不僅保障了生產安全，同時也為企業節約了大量的運維成本。該公司分別從水、電、氣體、化學品和設備防護等 5 個方面對設備進行認證，設備擔當部門在設備投入使用前組織設備的安全認證，分別邀請動力部門、安全部門和設備供應商參與認證，三方共同對水、電、氣、化學品、設備防護等方面進行認證，依據《NSSC設備認證檢查表》（見表 1）并結合人員詢問和文件查詢的方式，分別對現場及設備進行隱患排查。設備安全認證過程中發現的問題，設備部門及供應商應第一時間進行整改，完成使用前的安全認證。

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結 論

 

本文對某公司實施的設備安全認證體系進行了研究，從設備本質安全理論、能量意外釋放理論和全生命周期理論三個方面詳實地分析了設備安全認證體系的產生基礎，同時，本文也匯總了該公司歷年的事故數量情況，并對比了設備安全認證體系前后的變化趨勢，得出如下結論：

(1) 火災爆炸、氣體泄漏、煙熏污染、服務中斷（如電力中斷）危險性液體是半導體制造企業面臨的主要事故風險。

(2) 分析了設備安全認證體系的可行性與必要性，并做了理論分析。明確了體系建立過程中的切入點、方法以及體系中針對現場管理的技術要求。

(3) 設備安全認證主要目標是為了能夠有效的進行危險源的辨識及控制，在堅持科學性、獨立性以及可操作性的前提之下，提出了利用計算機信息技術構建全面的智能化管理平臺，在這一平臺上對各種資源進行有效的整合，從而提高對安全事故的預防控制。

(4) 分析了某半導體制造企業的設備安全認證應用情況，數據表明在實施設備安全認證后，設備冒煙、液體泄漏、夾傷、管道泄漏、電氣火災等事故明顯下降，設備安全認證的應用能夠有效地保障安全生產。

(5)創新的提出半導體顯示制造行業的設備設施安全技術標準和一種半導體顯示制造行業設備設施安全認證管理方法，依據技術標準，對設備設施的水、電、氣、化學品和運動部件的安全技術審核，確保設備設施的安全運行。

(6) 實踐證明，通過應用設備安全認證管理體系，企業的有關設備方面的規章制度得到了進一步健全，形成了管理有效的安全管理方法和安全檢查方法，消除了隨意性，以更規范、更科學、標準、有效的檢查和管理方式保障企業的安全生產經營，保證了健康發展。

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參考文獻（略）