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集成数码设计、模拟及施工 构建完美的无尘室

  • DIGITIMES企划
Autodesk的CFD软件可模拟厂房气流、压力分布,有效改善厂内正压效果,以避免气体滞留与污染问题。

不少人对无尘室皆有基本认识,知道它是藉由将密闭空间内空气中的污染物排除,创造一个洁净环境,广泛适用于对环境污染敏感的产业,例如半导体生产、液晶屏幕生产、生技制药、精密机械、医院等等;尤以晶圆制程对无尘等级的要求最高,只因若一粒灰尘落在晶圆上,都可能导致整个线路毁损、晶圆被迫报废。为有效控制各种变因,无尘室需要严格控管温度、湿度与落尘量。

尽管无尘室并非新议题,但工程师欲做好无尘室的设计布局,仍是不简单的课题。此乃因为无尘室没有所谓的最佳格局标准,往往肇因于产品或制程的不同而有所差异,举凡空间大小、温湿度、进气与排气风口位置、过滤循环方式,甚或人员与在制品的物流动线...等等变量,皆需纳入考量,才能有效避免粉尘或污染的空气滞留。

时至今日,因市场需求丕变导致生产节奏加快,且消费大众对产品精密度的要求也不断攀升,造成智能工厂浪潮崛起,影响所及,厂房设计必须保有弹性,才好因应日后升级,因而改变了无尘室的要求等级,工程师不只无法套用过往经验来规划无尘室,甚至常见的Try and Error设计方式也变得不管用,从而面临莫大挑战。对此台湾欧特克(Autodesk)资深技术经理蔡进忠认为,唯有藉由数码化软件设计无尘室,才可望突破重重考验。

展望今后的无尘室规划重点,除了如同前述需顾及未来可能升级的潜在变因外,亦需要正视「环保节能」大势所趋,将省电节能纳入设计考量,如此包括无尘室中的气流强度、进气/排气设备的风速马力配置都变得至关重大,务需在设计阶段执行模拟分析,确认无尘室的气流保持正压、并拥有良好的热舒适度,才能避免无尘室无法通过验收的风险。

并用各项工具,流畅执行无尘室设计专案

值得一提,无尘室仅是整个产线当中的一环,因此谈到完整的产线规划,还需综合考量厂房建筑、暖通空调、产线设备空间布局、产线平衡分析、物流动线分析...等等环节,并依产品制程所需,针对若干设备进行客制化设计开发,以达成生产效率与良率上的要求,才可望克竟全功。

有监于无尘室与生产线从设计、分析到施工等所有历程,皆牵涉繁多的技术需求,Autodesk遂提供完整解决方案,内含从产品设计开发、模拟分析、生产制造、厂房建筑、暖通空调(HVAC)整段设计施工的软件机能,确保无尘室从无到有的流程可流畅运行。

比方说工程师可利用Autodesk Revit软件构建3D的厂房建筑,以Inventor设计生产制造上所需各式设备,再透过Factory Design模块进行产线平衡分析与动线规划,最后因应无尘室的温湿度、粉尘管控等需求,利用流体力学分析(CFD)软件执行各种流场分析,以达到改善过热与逃生路线、改善洁净度、改善厂内正压效果、严防气体二次污染等多重综效。

Autodesk是建筑信息模型化(BIM)的领导厂商,也是业界唯一提供机械、建筑与传媒动画解决方案的公司,故针对无尘室或工厂设计,有能力无缝集成从建筑设计、设备设计、产线规划等完整流程之图档与资料,便于专案团队制作提案用的模拟照片、动画或输出为虚拟实境(VR),让主管或客户在实际产线布建前,预先体验新产线规划的优势,藉此大幅提高成案的机会,从而协助客户快速提升竞争力。