3. Alarm ID 与 Severity：编码规则、等级划分与产线影响
在 SECS/GEM 协议中，Alarm 是设备向主机报告异常状态的核心机制。Alarm ID 用于唯一标识报警类型，Severity 等级则定义了报警的严重程度。合理的编码规则与等级划分，直接影响产线的响应策略与停机决策。
3.1 Alarm ID 编码规则
Alarm ID 是一个 无符号整数（通常为 16 位或 32 位），在设备生命周期内必须唯一。编码规则通常遵循以下原则：
- 唯一性：同一设备内，每个 Alarm ID 只能对应一种报警条件。
- 模块化编码：高位表示子系统或模块，低位表示具体故障类型。
- 预留范围：通常保留 0–999 给标准/通用报警，1000 以上留给设备厂商自定义。
- 不可复用：已废弃的 Alarm ID 不应重新分配给新报警，避免历史数据混淆。
工程建议： 建议在设备固件中维护一份 Alarm ID 映射表，包含 ID、名称、Severity、描述、触发条件、恢复条件。该表应通过 SECS S2F41/RCMD 或 S2F43 命令可读。
典型 Alarm ID 编码示例
| Alarm ID | 子系统 | 故障类型 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 1001 | 真空系统 | 压力异常 | 真空腔体压力超过上限 |
| 1002 | 真空系统 | 泄漏检测 | 真空泄漏率超标 |
| 2001 | 传输系统 | 晶圆卡住 | 机械手末端晶圆检测失败 |
| 3001 | 温度控制 | 过热 | 加热器温度超过安全阈值 |
3.2 Severity 等级划分
SECS/GEM 标准将 Severity 分为三个等级，每个等级对应不同的产线响应策略：
- Critical（严重）：设备必须立即停止，需要人工干预。通常涉及安全、污染或不可逆损坏。
- Major（主要）：设备无法继续生产，但可进入安全暂停状态。需要维护人员介入，但可能不需要立即停机。
- Minor（次要）：设备可继续生产，但性能下降或存在潜在风险。通常记录日志，安排计划内维护。
注意： Severity 等级由设备厂商定义，但必须与主机（Host）协商一致。同一报警在不同工厂可能被赋予不同等级，取决于工艺敏感度。
Severity 等级对比表
| 等级 | 数值 | 产线影响 | 典型响应 | 示例 |
|---|---|---|---|---|
| Critical | 1 | 立即停机，产线中断 | E-Stop、隔离设备、通知工程师 | 腔体泄漏、火灾检测、安全门打开 |
| Major | 2 | 暂停生产，等待维护 | 停止进片、标记设备不可用、派发工单 | 机械手故障、真空泵失效、温度失控 |
| Minor | 3 | 继续生产，需监控 | 记录报警、降低运行速率、安排计划内维护 | 传感器漂移、过滤器寿命到期、轻微振动 |
3.3 Severity 等级对产线的影响
Severity 等级直接决定了产线自动化系统的响应逻辑。错误的等级划分可能导致：
- Critical 误判为 Minor：设备带病运行，可能造成产品批量报废或安全事故。
- Minor 误判为 Critical：不必要的停机，降低设备利用率（OEE）。
- 等级不一致：设备端与主机端 Severity 定义不同，导致报警处理逻辑混乱。
关键提醒： 在工程实施中，Severity 等级必须写入设备规格书，并在 FAT（工厂验收测试）阶段与主机联调验证。建议使用 SECS S2F37（Enable/Disable Alarm）和 S2F41（Remote Command）进行等级切换测试。
3.4 Alarm ID 与 Severity 关系图
下图展示了 Alarm ID 编码结构、Severity 等级以及产线响应之间的映射关系：
3.5 工程实施要点
- 编码规范文档化：在设备设计阶段制定 Alarm ID 编码规则，并写入《设备报警规范书》。
- Severity 等级评审：由设备工程师、工艺工程师、自动化工程师共同评审每个报警的 Severity 等级。
- 主机侧同步：设备上线前，通过 SECS S1F13/S1F14 交换设备能力，确保主机侧 Alarm 配置与设备一致。
- 动态等级调整：部分设备支持通过 S2F41 远程修改 Severity 等级（需设备固件支持）。
- 报警日志与统计：记录每次 Alarm 发生/清除的时间戳、Severity、当前设备状态，用于产线 OEE 分析和故障根因定位。
最佳实践： 在设备 HMI 上提供 Alarm 等级筛选视图，操作员可快速过滤 Critical/Major 报警，避免被大量 Minor 报警淹没。