خطوط تولید اتاق تمیز در ساخت نیمه‌هادی‌ها، بسته‌بندی دارویی، مونتاژ تجهیزات پزشکی و تولید بیوتکنولوژی به ایستگاه‌های کاری اپراتور متکی هستند که به محیط کنترل‌شده اطراف خود آسیب نمی‌رسانند. هر محفظه، مسیر کابل و سطح لمسی که روی خط قرار می‌گیرد، یک منبع بالقوه آلودگی است - به این معنی که سخت‌افزار محاسباتی باید با همان استاندارد تجهیزات فرآیند نگهداری شود.

1. پیش‌زمینه کاربرد

این محیط‌ها معمولاً تحت طبقه‌بندی‌های ISO 14644 قرار می‌گیرند، جایی که تعداد ذرات معلق در هوا، تمیزی سطح و گازدهی مواد به طور فعال نظارت می‌شوند. یک ایستگاه کاری اپراتور در این فضا باید بدون تبدیل شدن به نقطه ضعف در یک فرآیند در غیر این صورت مهر و موم شده، این استاندارد را برآورده کند.

تاسیساتی که ایستگاه‌های کاری HMI را در خطوط اتاق تمیز مستقر می‌کنند، معمولاً در چند دسته قرار می‌گیرند:

• کارخانه‌های تولید ویفر نیمه‌هادی، که در آن‌ها ذرات زیر میکرون مستقیماً بر بازده تولید تأثیر می‌گذارند
• خطوط پر کردن و بسته‌بندی دارویی که تحت الزامات GMP فعالیت می‌کنند
• سلول‌های مونتاژ تجهیزات پزشکی که به شرایط کاری تقریباً استریل نیاز دارند
• مجموعه‌های تولید بیوتکنولوژی با چرخه‌های بهداشت سختگیرانه بین اجرای دسته‌ای

مسئله تکراری در تمام این تنظیمات این است که کامپیوترهای صنعتی بر اساس کنترل آلودگی طراحی نشده‌اند، بلکه بر اساس عملکرد محاسباتی طراحی شده‌اند و طراحی بهداشتی را به عنوان یک فکر ثانویه باقی می‌گذارند.

2. چالش‌های کلیدی

تاسیساتی که سعی در قرار دادن سخت‌افزار محاسباتی مستقیماً روی خط اتاق تمیز دارند، بدون توجه به صنعت، با مجموعه مشابهی از موانع روبرو می‌شوند.

• تولید ذرات از محفظه‌های استاندارد. دریچه‌های خنک‌کننده، درزها و محفظه‌های پلاستیکی در پنل‌های PC معمولی، ذرات را به دام انداخته و می‌ریزند، که در یک محیط تولیدی تنظیم شده که در آن تعداد ذرات معلق در هوا به عنوان بخشی از سوابق کیفیت ثبت می‌شود، رد صلاحیت می‌شود.
• تخریب شیمیایی ناشی از روتین‌های بهداشتی. پروتکل‌های اتاق تمیز نیاز به پاک کردن مکرر با الکل ایزوپروپیل، پراکسید هیدروژن یا سایر ضدعفونی‌کننده‌های تهاجمی دارند. قرار گرفتن مکرر در معرض، قاب‌های پلاستیکی، چسب‌ها و سطوح لمسی مهر و موم نشده را سریع‌تر از آنچه اکثر تیم‌های تدارکات پیش‌بینی می‌کنند، تخریب می‌کند.
• مسیرهای آلودگی در پورت‌ها و شکاف‌ها. کانکتورهای در معرض، ورودی‌های کابل مهر و موم نشده و شکاف‌های اطراف سخت‌افزار نصب، شکاف‌هایی ایجاد می‌کنند که در آن‌ها باقی‌مانده و رشد میکروبی بین چرخه‌های تمیز کردن جمع می‌شود - دقیقاً همان نوع سطحی که کارکنان بهداشت در طول ممیزی‌ها پرچم‌گذاری می‌کنند.
• دسترسی به نگهداری بدون شکستن مهار. سرویس‌دهی به یک ایستگاه کاری در یک منطقه طبقه‌بندی شده معمولاً نیاز به تغییر رسمی پروتکل دارد. سخت‌افزاری که به طور مکرر خراب می‌شود یا نیاز به مداخله فیزیکی دارد، خطر عملیاتی را بسیار فراتر از زمان تعمیر خود افزایش می‌دهد.

3. الزامات فنی

صحیح بودن مشخصات سخت‌افزار برای یک منطقه تولیدی تمیز به معنای رسیدگی به روش محفظه و آب‌بندی ابتدا، سپس ساخت مشخصات محاسباتی و اتصال در اطراف آن است.

4. پیاده سازی راه حل

Sihovision پنل PCهای فولاد ضد زنگ مهر و موم شده را در ایستگاه‌های کاری اپراتور در سراسر یک خط اتاق تمیز چند منطقه‌ای نصب کرد و جایگزین ترکیبی از تبلت‌های تجاری و ترمینال‌های قاب باز شد. این استقرار شامل ادغام فیزیکی در زیرساخت‌های دیواری و بازویی و اتصال در سطح نرم‌افزار به MES موجود بود.

1) ادغام محفظه و نصب

• محفظه فولاد ضد زنگ با پنل جلویی صاف مهر و موم شده با واشر.
• ایستگاه‌های کاری که به صورت فلاش در دیوارهای پارتیشن اتاق تمیز نصب شده‌اند یا در بازوهای مفصلی در هر ایستگاه اپراتور قرار گرفته‌اند.

2) رابط لمسی برای عملیات با دستکش

• محفظه فولاد ضد زنگ با پنل جلویی صاف مهر و موم شده با واشر.
• ایستگاه‌های کاری که به صورت فلاش در دیوارهای پارتیشن اتاق تمیز نصب شده‌اند یا در بازوهای مفصلی در هر ایستگاه اپراتور قرار گرفته‌اند.

3) اتصال PLC و MES

• هر ایستگاه کاری از طریق RS485 سریال و اترنت به لایه اتوماسیون تاسیسات متصل شد.
• رابط مستقیم با PLCهای سطح خط و سیستم اجرای تولید.

4) پیکربندی محفظه سفارشی

• اندازه نمایشگر و انتخاب پورت قبل از استقرار کامل در مرحله نمونه اولیه اصلاح شد.
• پشتیبانی مهندسی برای مطابقت با ردپای تجهیزات موجود و مشخصات ساخت دیوار اتاق تمیز ارائه شد.

5. نتایج پروژه

پس از استقرار کامل در سراسر خط اتاق تمیز، تاسیسات بهبودهای قابل اندازه‌گیری در کنترل آلودگی، فرکانس نگهداری و گردش کار عملیاتی را ثبت کرد.

• نتایج ممیزی بهداشت بهبود یافت پس از اینکه محفظه‌های مهر و موم شده شکاف‌ها و دهانه‌های دریچه را که در بررسی‌های داخلی قبلی پرچم‌گذاری شده بودند، از بین بردند. زمان پاک کردن سطح کاهش یافت زیرا کارکنان دیگر نیازی به کار در اطراف اجزای در معرض نداشتند.
• بازدیدهای نگهداری برنامه‌ریزی نشده در مناطق طبقه‌بندی شده به طور قابل توجهی کاهش یافت. محفظه مهر و موم شده از نفوذ رطوبت و مواد شیمیایی به سخت‌افزار قبلی جلوگیری کرد.
• کامل بودن داده‌های MES بهبود یافت هنگامی که هر ایستگاه کاری مستقیماً به سیستم نظارت بر تولید متصل شد. اپراتورهایی که داده‌های دسته‌ای را ثبت می‌کردند، شکاف رونویسی را که هنگام ورود دستی داده‌ها و ورود بعدی وجود داشت، حذف کردند.
• مستندسازی انطباق ساده‌تر شد برای نگهداری، با تمیزی مداوم سطح در هر ایستگاه کاری که از الزامات گزارش‌دهی مداوم ISO 14644 و GMP تاسیسات پشتیبانی می‌کند.

6. گواهی مشتری

"پس از تعویض به واحدهای فولاد ضد زنگ مهر و موم شده، تیم بهداشت با آنها مانند هر سطح اتاق تمیز دیگری رفتار می‌کند. این ثبات زمانی که برای ممیزی آماده می‌شوید، بسیار مهم است،" گفت مدیر یک تاسیسات بسته‌بندی دارویی.

همان تاسیسات، استقرار را به دو مجموعه تولید اضافی در عرض شش ماه از نصب اولیه گسترش داد و کاهش اصطکاک بین برنامه نگهداری IT و پروتکل دسترسی به اتاق تمیز را به عنوان محرک اصلی این تصمیم ذکر کرد.