6S管理方法在微纳加工共享服务平台管理中的应用_王妹芳.pdf

DOI:1019392/jcnki1671-73412023060036S 管理方法在微纳加工共享服务平台管理中的应用王妹芳陈长鸿谢石建浙江大学微纳加工中心浙江杭州310027摘要:大型仪器共享平台是推进高校科学研究的重要设施保障，本文基于浙江大学校级仪器共享服务平台“微纳加工中心”的建设经验，针对微纳加工技术的特殊性及其建立共享服务平台带来的挑战，创新性地引入 6S 现代企业管理方法，建立了一套完善的共享服务平台管理模式，改善实验环境、清除安全隐患，显著提高了设备使用效率，可为同类共享服务平台的建设和管理提供借鉴和参考。关键词:微纳加工;共享服务平台;6S 管理近年来，微纳加工技术成为前沿科学研究的通用技术而得到越来越多的关注，它被广泛地应用于微电子、光电子、信息电子、超导量子、生命健康等领域及其交叉学科，尤其在集成电路、微纳电子器件、微机电系统、宽禁带半导体器件、量子通信、生物芯片和高端装备制造等领域，发展非常迅速1。国内多所高等院校相继建立了微纳加工实验室及开放共享平台，给相关领域的科研前沿提供技术支撑。由于微纳加工技术的特殊性，对平台管理提出了新要求，本文以浙江大学共享开放平台“微纳加工中心”为例，从平台自身特点出发，介绍 6S 管理在平台管理中的具体应用。1 微纳加工平台特点微纳加工平台是集微米、纳米加工、制造和检测手段于一体的公共技术支撑平台，微纳米技术是高科技发展的重要领域之一，它依赖于微纳米尺度的功能结构与器件，而实现功能结构与器件微纳米化的基础是先进的微纳米加工技术2。微纳加工平台与常规实验室具有较大不同，在功能设计上更接近于小型半导体制造工厂，普遍具有以下三个特点3-6:(1)实验环境要求高，需要洁净、恒温恒湿、正压的环境，特别是加工纳米级线宽的器件工艺，除了对洁净等级和温湿度的要求外，对震动级别也提出了较高的要求。(2)实验设备类别多并有一定程度的关联性，按照微纳加工工艺的不同大致可以分为图形转移、材料生长、干湿法刻蚀、测试封装、氧化扩散等仪器设备。在工艺开发过程中通常需要多次使用各种不同类型的工艺设备，同时工艺设备的正常使用还有赖于多个厂务辅助设备，如纯水系统、压缩空气机组、空调净化系统、尾气处理装置等。(3)实验危险源多，微纳加工设备不仅涉及高温、低温、高速、高压，通常还需要使用多种危险化学品，如压缩气体和液化气体、易燃液体等。高校及科研院所的微纳加工平台普遍面向社会提供共享服务，具有实验用户专业背景多样、人员流动性大等问题，给平台运行管理带来挑战。浙江大学微纳加工中心学习借鉴在企业广泛应用的 6S 管理办法，结合中心运行管理实际情况，通过不断探索和调整，形成了一套切实可行的管理办法。2 6S 管理理念6S 管理的概念起源于日本的 5S 管理模式，5S 管理由整理(Seiri)、整顿(Seiton)、清扫(Seiso)、清洁(Seiketsu)和素养(Shitsuke)五项内容组成，我国企业引入推广后，结合现场管理的实际情况，增加了安全(Safety)内容，因每项内容均以“S”开头，简称“6S”。6S 管理的各项内容具体含义见图 17。图 1 6S 管理内容7科技风 2023 年 2 月科技创新3 6S 管理办法在微纳加工平台管理中的应用微纳加工平台管理工作主要涉及安全、环境、设备、化学品、实验人员等多方面8，在推行 6S 管理办法过程中，平台从实际情况出发紧紧围绕安全、科学实验的要求，按步骤分主次引入 6S 管理办法:安全是一切工作的前提条件;素养是 6S 管理的关键环节;整理、整顿、清扫和清洁是6S 管理的基础内容。31 安全安全(Safety)是一切工作的前提，它是 6S 管理中的最后一步，也是最重要的一步，平台用户及管理人员都需要把安全实验放在首位，具体从落实安全准入制度、完善安全管理制度和明确安全责任体系三个方面来执行9-10。(1)严格落实安全准入制度:平台用户需要先参加综合培训，通过考核后才可以开通门禁进入实验室。安全培训作为综合培训的主要内容之一，详细介绍中心所涉及的危险要素，通过案例分析加强安全意识，指导危险情况下的应急处理方法，并在实验室现场熟悉逃生路线。设备使用安全方面则根据使用设备的不同，单独进行专项培训和实操考核，通过考核后方可独立操作设备，涉及危化品或者危险系数高的实验必须满足两人同时在场的要求。(2)逐步完善安全管理制度:在学校制定的各类安全管理制度的规范要求下，根据平台的自身特点进行补充，主要包括安全准入制度、实验内容安全审核制度、化学品安全管理规范、清洗间使用规定及安全应急处理方法、违规处罚条例等，大部分内容在用户培训时进行详细说明及现场示范。同时中心每年会根据高校安全培训内容和用户反馈情况逐步完善安全管理制度。(3)明确建立安全责任体系:学习借鉴学校安全责任体系模式，对外由平台主任作为总体安全负责人，对内将所有仪器设备和实验场地进行细分，明确所有工作人员的安全职责和安全范围，并做到定期检查并做好记录，发现安全隐患第一时间通知相关负责人。32 素养素养(Shitsuke)是对人的要求，进入平台的实验人员自觉遵守规章制度，并将其养成一种习惯，提高人员自身素质，这是 6S 管理实施最为关键的环节11。平台在运行之初组织工作人员学习 6S 管理办法，观摩企业 6S 管理成果，提高工作人员参与 6S 管理的积极性，营造团队合作意识。此外，中心将 6S 管理要素融入培训内容中，主要是通过多媒体和现场参观相结合的形式，系统介绍超净实验室的使用规范，培养用户在 6S 管理模式中的自觉性，要求用户进入微纳加工超净室后自觉遵守各项规章制度，实验结束后，将所用各类物品自觉放置于指定位置，清理实验过程中所产生的各类垃圾，保证实验环境整洁。33 整理、整顿、清扫和清洁整理、整顿、清扫和清洁是 6S 管理的基础12-13，它能更好地促进安全管理，也是用户和平台工作人员素养培养的核心组成部分。(1)整理(Seiri):它是 6S 管理方法的第一步，目的是塑造整洁有序的实验环境，具体做法是根据使用频率区分实验室内所有物品的必要性，留下必要物品，清除不必要物品。微纳平台涉及的实验物品较多，主要有仪器设备、耗材工具(洁净耗材、工艺实验耗材、实验工具等)、化学物品(化学试剂、工艺气体、贵金属等)、防护用品(工艺实验、厂务设施及消防等)及其他物品。首先需要对物品进行全面的盘点统计，清理多余物品，仅存放与实验相关且必要的物品，整理流程如图 2 所示。中心结合实际情况，对明确无法使用的仪器设备申请报废，不适用于共享的仪器设备申请调拨转移，明显脏污或破损的洁净室耗材废弃，能用但暂时用不着的各类耗材移至仓库，将变质或过期的化学试剂及气体统一定点进行回收处理。通过整理腾出了更多的可用空间，为后续营造干净整洁的实验环境、提高实验效率奠定基础。图 2 微纳加工平台实验物品分类整理(2)整顿(Seiton):它是将第一步整理后留下的必要物品进行分类，做好明确标识，并存放在指定位置，目的是保证平台空间区域划分明确，科学放置必要物品，标注清晰，减少寻找物品的时间，提高工作效率。平台按照功能划分为工艺实验和实验辅助两大区域，其中工艺实验区根据实验内容不同又分为图形转移区、薄膜沉积区、干法刻蚀区、化学清洗区和封装测试区;实验辅助区根据辅助内容不同分为气体间、试剂间、仓库间、更衣8科技创新科技风 2023 年 2 月室和厂务区。每个区域的常用物品分类如图 3 所示。各区域必要物品定点定量放置在对应区域，并做好标签标记，方便使用人员取用。比如，图形转移区的光刻胶、显影液和滴管是实验过程中不可缺少的，分别有其固定存放位置并有明确标志;化学清洗间的化学试剂严格按照有机无机分开、酸碱分开原则分区域放置，废液回收同样明确分类，贴好标志。(3)清扫(Seiso):它是将工作场所内看得见看不见的地方清扫干净，保持整洁。微纳加工工艺需要洁净的实验环境，平台作为超净实验室，其洁净等级由空调净化系统提供保障，直接关系到用户实验结果的准确性和稳定性。但是，在实验过程中实验人员、样品及工艺本身会带来不同程度的污染，因此清扫也就显得尤为重要。清扫的过程中，人员直接与平台的实验物品和实验场所接触，可以及时发现潜在的异常情况，避免安全事故发生。在实际执行过程中，中心明确各区域边界线，将所有空间及物品的清扫责任到人，做到定期打扫和检查，不留死角，扫除安全隐患。图 3 微纳加工平台各区域常用物品分类整顿图(4)清洁(Seiketsu):它是将整理、整顿和清扫工作进行到底，并将其制度化、标准化，维持成果，让工作场所保持在最佳状态。微纳加工平台在清洁步骤实施过程中，特别注意以下两点:(1)因平台实验区域类别多，各区域的功能、物品及环境要求不同，需按区域分类制定整理、整顿、清扫标准，明确责任人，并形成规范化的检查记录表，避免缺项漏项;(2)平台内部建立定期督查制度，对不符合标准的及时整改，适当与奖励机制挂钩，由领导带头重视清洁巡查，提高平台人人参与的积极性。结语浙江大学微纳加工平台自 2018 年投入运行以来，每年加工测试样品数量、校内外使用用户数、设备数量及设备共享服务机时均有明显提高。平台自推行 6S 管理方法后实验室洁净等级得到有效保持，实验环境有明显改善，实验物品摆放有序，标签标志清晰明确，防护用具规范整齐，安全警示合理醒目。我们将继续不断完善并探索更加符合平台实际的运行管理模式，确保平台安全有序运行。参考文献:1 冯美荣，高配彬微纳制造技术综述 J 科技创新与生产力，2012(12):26-28 2 顾长志微纳加工及在纳米材料与器件研究中的应用 M 科学出版社，2013 3 张溪，刘军山，徐征，等面向高校 MEMS 实验室的5S 管理方法探索 J 实验室科学，2018，21(1):168-171 4 王英，程秀兰，马玲，等开放式半导体微纳加工平台的开放管理模式探索J 实验技术与管理，2020，37(2):229-232 5 张秀英高校光学超净实验室管理模式探讨J 分析仪器，2019(5):71-74 6 李华，毕四军，郭党委，等高校微纳加工超净实验室的运行管理 J 高校实验室工作研究，2017(4):51-54 7 周超超，汪弘，张宇基于“6S”管理模式的化工实验室管理应用研究 J 广州化工，2021，49(3):132-134 8 李华，周保范，郭党委，等高校超净实验室环境维护及设备运行管理探讨J 高校实验室工作研究，2018(1):79-81 9 王羽，宋阳，刘艳等高校实验室安全实施“7S”管理模式的探索 J 实验技术与管理，2020，37(10):267-270 10 吴志刚，左林贵，果雅静高校实验室安全管理工作探讨 J 实验室研究与探索，2019，38(9):303-305 11 徐香新，张大志“6S”管理模式在力学实验室的应用 J 中国现代教育装备，2021，359(4):46-48 12 王壮坤6S 管理模式在化工实验室管理中的应用 J 化工管理，2019(34):37-38 13 王小敏企业管理模式在高校学生管理中的应用探索 J 创新创业理论研究与实践，2020，3(5):126-127作者简介:王妹芳(1982)，女，浙江江山人，硕士，实验员，研究方向:微纳加工技术及实验室管理。9科技风 2023 年 2 月科技创新