第 1 章 緒論

 

1.1 研究背景

自 1987 年提出可持續(xù)發(fā)展概念后，各個(gè)國家也都在積極地調(diào)產(chǎn)業(yè)布局和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。先進(jìn)的能源生產(chǎn)技術(shù)在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展方面彰顯著至關(guān)重要的作用，不僅可以減少環(huán)境污染，而且可以有效降低安全生產(chǎn)事故，同時(shí)，半導(dǎo)體顯示制造行業(yè)也將面臨更多的關(guān)于發(fā)展與創(chuàng)新的挑戰(zhàn)[1]。眾所周知，半導(dǎo)體顯示行業(yè)因生產(chǎn)工藝的要求，存在著一定的工業(yè)安全和職業(yè)健康危害因素，如半導(dǎo)體顯示企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備通常安裝在密閉的潔凈廠房內(nèi)，一旦因?yàn)樵O(shè)備原因?qū)е禄馂?zāi)，容易堵塞疏散線路，而且同時(shí)也引起了通風(fēng)不暢等問題，最終導(dǎo)致大量人員死亡。此外，半導(dǎo)體顯示制造企業(yè)存在生產(chǎn)過程中存在著多種風(fēng)險(xiǎn)，如機(jī)械傷害、有限空間、高空墜落等。在職業(yè)健康方面工藝制造過程中的自動化機(jī)械設(shè)備會涉及強(qiáng)電、危險(xiǎn)性氣體、危險(xiǎn)化學(xué)品、機(jī)械傷害等因素[2]。工作環(huán)境中暴露的危險(xiǎn)因素會對人體健康構(gòu)成潛在的威脅，而參照《職業(yè)病危害因素分類目錄》，半導(dǎo)體顯示制造企業(yè)至少存在 5 種職業(yè)病危害因素，它們分別為：化學(xué)物質(zhì)類（如急性化學(xué)物中毒）、物理因素（如噪聲聾）、放射性物質(zhì)類（如外照射慢性放射病）、導(dǎo)致職業(yè)性皮膚病的危害因素（如接觸性皮炎）和導(dǎo)致職業(yè)性眼病的危害因素（如永久性眼損害），這些職業(yè)病因素嚴(yán)重威脅著從業(yè)人員的健康。有鑒于此，半導(dǎo)體顯示企業(yè)承諾客戶的產(chǎn)品產(chǎn)品要求及服務(wù)質(zhì)量，還要保證產(chǎn)品的制作過程環(huán)保、安全、健康，這些都已經(jīng)成為考量一個(gè)企業(yè)綜合素質(zhì)的指標(biāo)[3]。然而，近些年半導(dǎo)體顯示行業(yè)工業(yè)安全和職業(yè)健康事故頻發(fā)，如 2013 年 9 月 4 日，SK 海力士無錫工廠突發(fā)火災(zāi)事故，導(dǎo)致 DRAM 生產(chǎn)線全部停產(chǎn)；同年，位于韓國水原的三星芯片工廠發(fā)生一起氫氟酸重大泄漏事故，導(dǎo)致 3 名員工因此受傷；2016 年 8 月?lián)缆?lián)社韓國記者報(bào)道，由于工作環(huán)境不佳和對員工相應(yīng)的職業(yè)危害因素防護(hù)教育不到位，三星半導(dǎo)體和 LCD 工廠的 200 多名員工染上白血病、狼瘡及多發(fā)性硬化癥等疾病等。

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1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

 

1.2.1 設(shè)備本質(zhì)安全化理念研究

隨著世界宇航技術(shù)的發(fā)展，20 世紀(jì) 50 年代提出了“本質(zhì)安全”一詞,這一概念的提出，是人類在安全認(rèn)識上取得的一大進(jìn)步，這和人類的科學(xué)技術(shù)以及安全文化密切相連，這一概念的提出是基于生產(chǎn)、生活實(shí)踐，體現(xiàn)了對事故態(tài)度的轉(zhuǎn)變，由原來的被動接受到積極地預(yù)防事故，以實(shí)現(xiàn)從源頭通過工程技術(shù)措施和管理措施保護(hù)人員安全[6]。本質(zhì)安全狹義的概念是通過設(shè)計(jì)的方式使產(chǎn)品具備防止危險(xiǎn)發(fā)生的功能，即使在人員誤操作的狀態(tài)下，也不會引起事故。廣義的角度講，通過教育、設(shè)計(jì)、優(yōu)化環(huán)境等措施從源頭上防止事故發(fā)生，即在生產(chǎn)活動的全過程中，采用科學(xué)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)安全保障，即使生產(chǎn)活動中出現(xiàn)誤操作行為、環(huán)境出現(xiàn)惡化情況，也能阻止事故的發(fā)生，最終有效地保障現(xiàn)場人員的安全健康狀態(tài)。傳統(tǒng)的安全改進(jìn)方法是“事故后補(bǔ)”，即評估整個(gè)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，定性、定量的分析和評價(jià)其危險(xiǎn)性，并結(jié)合以往同種或類似設(shè)備的事故案例提出安全預(yù)防措施，以消除設(shè)備存在危險(xiǎn)，有效降低事故的發(fā)生率，此類方法固然有效防止該類事件發(fā)生，然而對設(shè)備的定性定量分析可能存在偏差，而且這種傳統(tǒng)的安全預(yù)防措施針對設(shè)備存在的潛在事故隱患效果有限。本質(zhì)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(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足。相較于傳統(tǒng)的安全預(yù)防措施和管理方法，本質(zhì)安全化改進(jìn)設(shè)計(jì)方法所用的方法和控制對象都比較不同。設(shè)備及工藝的本質(zhì)化安全管理，在設(shè)計(jì)階段包含了對危險(xiǎn)性的判斷、考慮，從根本上控制事故發(fā)生的可能性和后果的嚴(yán)重性，使其造成的損失降到最低。總之，通過本質(zhì)安全化技術(shù)、設(shè)備設(shè)施的自身安全設(shè)計(jì)，從本質(zhì)上改善設(shè)備設(shè)施的安全性，即使設(shè)備自身發(fā)生故障、人員誤操作等，設(shè)備和系統(tǒng)仍能保證安全，有效防止事故發(fā)生。

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第 2 章 半導(dǎo)體顯示制造企業(yè)危險(xiǎn)性分析

 

2.1 工作環(huán)境危險(xiǎn)性分析

半導(dǎo)體制造業(yè)[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(dǎo)體制造企業(yè)的特點(diǎn)是資本密集、技術(shù)密集，廠區(qū)內(nèi)設(shè)備昂貴，生產(chǎn)區(qū)域之間相互聯(lián)系、生產(chǎn)設(shè)備分布密集，區(qū)域之間無防火間隔，生產(chǎn)中廣泛使用易燃、腐蝕性和有毒有害化學(xué)物質(zhì)。從事故風(fēng)險(xiǎn)的角度來看，火災(zāi)爆炸、液體泄漏、氣體泄漏、電力中斷、煙熏污染等是半導(dǎo)體制造企業(yè)最主要的事故，危險(xiǎn)較為集中，一旦發(fā)生火災(zāi)事故，其破壞力成倍增長，設(shè)備遭到嚴(yán)重的損壞.半導(dǎo)體生產(chǎn)的公用工程包括：倉庫及運(yùn)輸、氣體站、化學(xué)品供應(yīng)站、消防系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、空調(diào)凈化通風(fēng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)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(tǒng)、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?dú)?、普通氮?dú)狻⒏呒冄鯕?、高純氫氣、高純氦氣、大宗氣體由氣站經(jīng)管道傳輸至使用點(diǎn)。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(yīng)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(diǎn)。

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2.2 生產(chǎn)過程危險(xiǎn)有害因素分析

半導(dǎo)體顯示器制造過程中的危險(xiǎn)有害因素，按照《企業(yè)職工傷亡事故分類》標(biāo)準(zhǔn)可分為車輛傷害、機(jī)械傷害、物體打擊、觸電、化學(xué)品灼燙、中毒和窒息、火災(zāi)爆炸等生產(chǎn)過程中使用的異丙醇、液體丙酮、天然氣及輕柴油系統(tǒng)、氧氣站、氫氣站、硅烷、氨氣、氯氣，火災(zāi)爆炸氣體動力中的燃油燃?xì)鉄崴^濾房都有發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險(xiǎn)。由供應(yīng)商提供的瓶裝氣體，如硅烷、氨氣、氫氣等可燃?xì)怏w，均會應(yīng)用在工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)，此類氣體如果發(fā)生泄漏可在周邊的環(huán)境中形成可燃物及爆炸性混合物。操作不當(dāng)或者沒有采取固定措施是造成氣瓶在運(yùn)輸、裝卸或臨時(shí)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?yàn)闅怏w受熱膨脹而導(dǎo)致氣體泄漏；通過專用管道連接設(shè)備與氣瓶，管道與設(shè)備的連接處或者設(shè)備的閥門處是可能發(fā)生泄漏的位置，如果閥門松動或者管道與設(shè)備連接不緊，硅烷、氨氣、氫氣就會發(fā)生泄漏，一旦上述氣體發(fā)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(chǎn)過程中也同時(shí)用到丙酮，2-丙酮等化學(xué)品，則一定加強(qiáng)管范，一旦在運(yùn)輸、儲存、使用過程中發(fā)生泄漏，該類化學(xué)品可迅速與周圍的空氣形成爆炸混合物，危險(xiǎn)性很大。半導(dǎo)體制造行業(yè)會用到多種多類的化學(xué)品，具備易燃、易爆特性的化學(xué)品遇上火源易發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。生產(chǎn)中產(chǎn)生火源的來源有如下幾種情況：①明火。電氣線路著火；設(shè)備檢修、維護(hù)時(shí)使用到的電焊、割槍易產(chǎn)生火花②電氣火花和電焊。電氣裝置，如照明燈、電機(jī)、配電箱的選型必須符合要求，防爆電氣產(chǎn)品必須達(dá)到當(dāng)前環(huán)境要求的防爆等級、接地措施符合要求，防止因?yàn)榻拥厝毕莓a(chǎn)生電火花、電弧。③靜電火花。各類可燃?xì)怏w、易燃液體在輸送過程中，與設(shè)備、管道的內(nèi)壁不斷摩擦，可產(chǎn)生靜電，如果管道或者設(shè)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(shè)備上和管道上不斷聚集，帶電設(shè)備和管道一旦與周圍的物體形成電位差，便會引發(fā)放電現(xiàn)象。④雷電。雷電電壓高達(dá)數(shù)十萬、數(shù)百萬伏，通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生大量的熱能，危害性極大，不僅可以損壞電氣設(shè)備的絕緣、燒毀導(dǎo)線，還會對人體放電，造成生命危險(xiǎn)，如果防雷措施不完善，接地電阻過大，廠房中的電氣設(shè)備遭遇雷擊時(shí)，將面臨重大的設(shè)備損失和人員傷亡。

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第 3 章 設(shè)備安全認(rèn)證的安全技術(shù)要求 .... 14

3.1 設(shè)備安全認(rèn)證的目的 .... 14

3.2 一般性安全要求 ........ 14

3.3 設(shè)備安全要求 .......... 15

第 4 章 設(shè)備安全認(rèn)證管理體系 .......... 19

4.1 設(shè)備安全認(rèn)證管理理論基礎(chǔ) ....... 19

4.1.1 全生命周期原理.... 19

4.1.2 構(gòu)建設(shè)備全生命周期管理的職能模型............ 20

4.1.3 構(gòu)建設(shè)備全生命周期管理的概念模型............ 20

4.1.4 設(shè)備全生命周期管理措施.... 21

4.2 設(shè)備安全認(rèn)證管理模型分析 ....... 22

4.3 設(shè)備安全認(rèn)證管理體系的構(gòu)成 ..... 23

第 5 章 半導(dǎo)體顯示制造企業(yè)事故案例分析 ......... 30

5.1 火災(zāi)事故論證分析 ...... 30

5.2 觸電事故論證分析 ...... 30

5.3 機(jī)械傷害事故案例論證分析 ....... 31

5.4 職業(yè)健康事故案例論證分析 ....... 33

 

第 6 章 某公司設(shè)備安全認(rèn)證應(yīng)用分析

 

6.1 某公司設(shè)備安全認(rèn)證情況介紹

本設(shè)備安全認(rèn)證體系在北京京東方顯示技術(shù)有限公司中得到實(shí)際運(yùn)用，取得較好效果。為加強(qiáng)設(shè)備安全管理，核實(shí)運(yùn)行設(shè)備安全狀態(tài)，提升設(shè)備本質(zhì)安全化水平，由安全管理科組織對公司 10 個(gè)分廠/部門的設(shè)備進(jìn)行了 NSSC 設(shè)備安全認(rèn)證，完成了 Array 分廠、CF 分廠、Cell 分廠、Module 分廠、自動化、品質(zhì)、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品開發(fā)等部門的3093 臺設(shè)備安全認(rèn)證工作，通過對設(shè)備的供水、供電、供氣以及安全防護(hù)、安全標(biāo)識、作業(yè)環(huán)境等方面進(jìn)行安全認(rèn)證，確保了設(shè)備運(yùn)行本質(zhì)安全安全。通過設(shè)備安全認(rèn)證，北京京東方顯示技術(shù)有限公司不僅因設(shè)備導(dǎo)致的安全事故率迅速降低，而且設(shè)備運(yùn)行故障率也明顯降低，不僅保障了生產(chǎn)安全，同時(shí)也為企業(yè)節(jié)約了大量的運(yùn)維成本。該公司分別從水、電、氣體、化學(xué)品和設(shè)備防護(hù)等 5 個(gè)方面對設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，設(shè)備擔(dān)當(dāng)部門在設(shè)備投入使用前組織設(shè)備的安全認(rèn)證，分別邀請動力部門、安全部門和設(shè)備供應(yīng)商參與認(rèn)證，三方共同對水、電、氣、化學(xué)品、設(shè)備防護(hù)等方面進(jìn)行認(rèn)證，依據(jù)《NSSC設(shè)備認(rèn)證檢查表》（見表 1）并結(jié)合人員詢問和文件查詢的方式，分別對現(xiàn)場及設(shè)備進(jìn)行隱患排查。設(shè)備安全認(rèn)證過程中發(fā)現(xiàn)的問題，設(shè)備部門及供應(yīng)商應(yīng)第一時(shí)間進(jìn)行整改，完成使用前的安全認(rèn)證。

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結(jié) 論

 

本文對某公司實(shí)施的設(shè)備安全認(rèn)證體系進(jìn)行了研究，從設(shè)備本質(zhì)安全理論、能量意外釋放理論和全生命周期理論三個(gè)方面詳實(shí)地分析了設(shè)備安全認(rèn)證體系的產(chǎn)生基礎(chǔ)，同時(shí)，本文也匯總了該公司歷年的事故數(shù)量情況，并對比了設(shè)備安全認(rèn)證體系前后的變化趨勢，得出如下結(jié)論：

(1) 火災(zāi)爆炸、氣體泄漏、煙熏污染、服務(wù)中斷（如電力中斷）危險(xiǎn)性液體是半導(dǎo)體制造企業(yè)面臨的主要事故風(fēng)險(xiǎn)。

(2) 分析了設(shè)備安全認(rèn)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(diǎn)、方法以及體系中針對現(xiàn)場管理的技術(shù)要求。

(3) 設(shè)備安全認(rèn)證主要目標(biāo)是為了能夠有效的進(jìn)行危險(xiǎn)源的辨識及控制，在堅(jiān)持科學(xué)性、獨(dú)立性以及可操作性的前提之下，提出了利用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)構(gòu)建全面的智能化管理平臺，在這一平臺上對各種資源進(jìn)行有效的整合，從而提高對安全事故的預(yù)防控制。

(4) 分析了某半導(dǎo)體制造企業(yè)的設(shè)備安全認(rèn)證應(yīng)用情況，數(shù)據(jù)表明在實(shí)施設(shè)備安全認(rèn)證后，設(shè)備冒煙、液體泄漏、夾傷、管道泄漏、電氣火災(zāi)等事故明顯下降，設(shè)備安全認(rèn)證的應(yīng)用能夠有效地保障安全生產(chǎn)。

(5)創(chuàng)新的提出半導(dǎo)體顯示制造行業(yè)的設(shè)備設(shè)施安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和一種半導(dǎo)體顯示制造行業(yè)設(shè)備設(shè)施安全認(rèn)證管理方法，依據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)備設(shè)施的水、電、氣、化學(xué)品和運(yùn)動部件的安全技術(shù)審核，確保設(shè)備設(shè)施的安全運(yùn)行。

(6) 實(shí)踐證明，通過應(yīng)用設(shè)備安全認(rèn)證管理體系，企業(yè)的有關(guān)設(shè)備方面的規(guī)章制度得到了進(jìn)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(guī)范、更科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)、有效的檢查和管理方式保障企業(yè)的安全生產(chǎn)經(jīng)營，保證了健康發(fā)展。

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參考文獻(xiàn)（略）