สายการผลิตคลีนรูมในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การบรรจุยา อุปกรณ์ทางการแพทย์ และการผลิตเทคโนโลยีชีวภาพ ต้องอาศัยเวิร์กสเตชันของผู้ปฏิบัติงานที่ไม่ส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมที่ควบคุมไว้รอบๆ ตัว ตู้ สายเคเบิล และพื้นผิวสัมผัสทุกชิ้นที่วางอยู่บนสายการผลิตเป็นแหล่งปนเปื้อนที่อาจเกิดขึ้นได้ ซึ่งหมายความว่าฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ต้องมีมาตรฐานเดียวกันกับอุปกรณ์กระบวนการผลิตเอง

1. ภูมิหลังการใช้งาน

สภาพแวดล้อมเหล่านี้มักอยู่ภายใต้การจำแนกประเภท ISO 14644 ซึ่งมีการตรวจสอบจำนวนอนุภาคในอากาศ ความสะอาดของพื้นผิว และการปล่อยก๊าซของวัสดุอย่างสม่ำเสมอ เวิร์กสเตชันของผู้ปฏิบัติงานภายในพื้นที่นี้จำเป็นต้องเป็นไปตามมาตรฐานนั้นโดยไม่กลายเป็นจุดอ่อนในกระบวนการที่ปิดสนิท

โรงงานที่ติดตั้งเวิร์กสเตชัน HMI ทั่วทั้งสายการผลิตคลีนรูม โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นไม่กี่ประเภท:

• โรงงานผลิตแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งอนุภาคขนาดเล็กกว่าไมครอนส่งผลโดยตรงต่อผลผลิต
• สายการผลิตยาแบบเติมและบรรจุภัณฑ์ที่ดำเนินการภายใต้ข้อกำหนด GMP
• เซลล์ประกอบอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ต้องการสภาพแวดล้อมการทำงานที่เกือบปราศจากเชื้อ
• ชุดการผลิตเทคโนโลยีชีวภาพที่มีรอบการทำความสะอาดที่เข้มงวดระหว่างการผลิตแต่ละชุด

ปัญหาที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในทุกสภาพแวดล้อมเหล่านี้คือคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมไม่ได้ออกแบบมาเพื่อควบคุมการปนเปื้อน แต่เน้นที่ประสิทธิภาพการประมวลผล ทำให้การออกแบบที่ถูกสุขอนามัยเป็นเรื่องรอง

2. ความท้าทายหลัก

โรงงานที่พยายามติดตั้งฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์โดยตรงบนสายการผลิตคลีนรูมจะพบกับอุปสรรคชุดเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงอุตสาหกรรม

• การสร้างอนุภาคจากตู้มาตรฐานช่องระบายความร้อน รอยต่อ และตัวเรือนพลาสติกบนพีซีแบบพาเนลทั่วไปจะกักเก็บและปล่อยอนุภาค ซึ่งไม่สามารถยอมรับได้ในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีการควบคุม ซึ่งจำนวนอนุภาคในอากาศจะถูกบันทึกเป็นส่วนหนึ่งของบันทึกคุณภาพ
• การเสื่อมสภาพทางเคมีจากการทำความสะอาดระเบียบการคลีนรูมกำหนดให้เช็ดทำความสะอาดด้วยไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ หรือน้ำยาฆ่าเชื้อที่รุนแรงอื่นๆ บ่อยครั้ง การสัมผัสซ้ำๆ ทำให้ขอบพลาสติก กาว และพื้นผิวสัมผัสที่ไม่ได้ปิดผนึกเสื่อมสภาพเร็วกว่าที่ทีมจัดซื้อส่วนใหญ่คาดการณ์ไว้
• เส้นทางการปนเปื้อนที่พอร์ตและช่องว่างขั้วต่อที่เปิดเผย ช่องเสียบสายเคเบิลที่ไม่ได้ปิดผนึก และช่องว่างรอบๆ ฮาร์ดแวร์ยึด ทำให้เกิดรอยแตกที่สิ่งตกค้างและการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์สะสมระหว่างรอบการทำความสะอาด ซึ่งเป็นพื้นผิวที่เจ้าหน้าที่ทำความสะอาดจะระบุระหว่างการตรวจสอบ
• การเข้าถึงเพื่อบำรุงรักษาโดยไม่ทำลายการกักกันการซ่อมบำรุงเวิร์กสเตชันภายในพื้นที่ที่จำแนกประเภท โดยทั่วไปต้องมีการเปลี่ยนแปลงระเบียบการอย่างเป็นทางการ ฮาร์ดแวร์ที่เสียบ่อยหรือต้องการการแทรกแซงทางกายภาพจะเพิ่มความเสี่ยงในการดำเนินงานเกินกว่าเวลาซ่อมแซม

3. ข้อกำหนดทางเทคนิค

การกำหนดคุณสมบัติฮาร์ดแวร์ให้ถูกต้องสำหรับพื้นที่การผลิตที่สะอาด หมายถึงการจัดการกับตู้และวิธีการปิดผนึกก่อน จากนั้นจึงสร้างคุณสมบัติการประมวลผลและการเชื่อมต่อรอบๆ

4. การนำโซลูชันไปใช้

Sihovision ติดตั้งพีซีแบบพาเนลสแตนเลสสตีลแบบปิดผนึกที่เวิร์กสเตชันของผู้ปฏิบัติงานทั่วทั้งสายการผลิตคลีนรูมแบบหลายโซน แทนที่แท็บเล็ตเชิงพาณิชย์และเทอร์มินัลแบบเปิด การติดตั้งครอบคลุมทั้งการรวมเข้ากับโครงสร้างผนังและแขน และการเชื่อมต่อระดับซอฟต์แวร์กับ MES ที่มีอยู่

1) การรวมตู้และการติดตั้ง

• ตัวเรือนสแตนเลสสตีลพร้อมแผงหน้าเรียบปิดผนึกด้วยปะเก็น
• เวิร์กสเตชันติดตั้งแบบฝังเรียบเข้ากับผนังคลีนรูม หรือวางบนแขนปรับระดับได้ที่เวิร์กสเตชันของผู้ปฏิบัติงานแต่ละราย

2) อินเทอร์เฟซสัมผัสสำหรับการใช้งานด้วยถุงมือ

• ตัวเรือนสแตนเลสสตีลพร้อมแผงหน้าเรียบปิดผนึกด้วยปะเก็น
• เวิร์กสเตชันติดตั้งแบบฝังเรียบเข้ากับผนังคลีนรูม หรือวางบนแขนปรับระดับได้ที่เวิร์กสเตชันของผู้ปฏิบัติงานแต่ละราย

3) การเชื่อมต่อ PLC และ MES

• เวิร์กสเตชันแต่ละเครื่องเชื่อมต่อผ่าน RS485 ซีเรียลและ Ethernet กับชั้นระบบอัตโนมัติของโรงงาน
• การเชื่อมต่อโดยตรงกับ PLC ระดับสายการผลิตและระบบการผลิต

4) การกำหนดค่าตู้ที่ปรับแต่งเอง

• การปรับขนาดจอแสดงผลและการเลือกพอร์ตได้รับการปรับปรุงในระหว่างขั้นตอนต้นแบบก่อนการติดตั้งเต็มรูปแบบ
• ให้การสนับสนุนด้านวิศวกรรมเพื่อให้เข้ากับพื้นที่อุปกรณ์ที่มีอยู่และข้อกำหนดการก่อสร้างผนังคลีนรูม

5. ผลลัพธ์โครงการ

หลังจากการติดตั้งเต็มรูปแบบทั่วทั้งสายการผลิตคลีนรูม โรงงานได้บันทึกการปรับปรุงที่วัดผลได้ในด้านการควบคุมการปนเปื้อน ความถี่ในการบำรุงรักษา และขั้นตอนการดำเนินงาน

• ผลการตรวจสอบการทำความสะอาดดีขึ้นหลังจากตู้แบบปิดผนึกได้ขจัดรอยแตกและช่องระบายอากาศที่เคยถูกระบุในการตรวจสอบภายในก่อนหน้านี้ เวลาในการเช็ดทำความสะอาดพื้นผิวลดลงเนื่องจากเจ้าหน้าที่ไม่ต้องทำงานรอบๆ ส่วนประกอบที่เปิดเผย
• การเข้าเยี่ยมชมเพื่อบำรุงรักษาโดยไม่คาดฝันภายในเขตที่จำแนกประเภทลดลงอย่างมากตัวเรือนแบบปิดผนึกป้องกันความชื้นและสารเคมีซึมเข้าสู่ฮาร์ดแวร์ก่อนหน้านี้
• ความสมบูรณ์ของข้อมูล MES ดีขึ้นเมื่อเวิร์กสเตชันแต่ละเครื่องเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบตรวจสอบการผลิต ผู้ปฏิบัติงานที่บันทึกข้อมูลแบทช์ได้ขจัดช่องว่างการถอดความที่มีอยู่เมื่อข้อมูลถูกบันทึกด้วยตนเองและป้อนภายหลัง
• เอกสารการปฏิบัติตามข้อกำหนดทำได้ง่ายขึ้นในการบำรุงรักษา ความสะอาดของพื้นผิวที่สม่ำเสมอที่เวิร์กสเตชันแต่ละแห่งสนับสนุนข้อกำหนดการรายงาน ISO 14644 และ GMP อย่างต่อเนื่องของโรงงาน

6. คำรับรองจากลูกค้า

"หลังจากเปลี่ยนมาใช้เครื่องสแตนเลสสตีลแบบปิดผนึก ทีมทำความสะอาดปฏิบัติต่อพวกมันเหมือนกับพื้นผิวคลีนรูมอื่นๆ ความสม่ำเสมอนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อคุณเตรียมตัวสำหรับการตรวจสอบ" ผู้จัดการโรงงานบรรจุยา กล่าว

โรงงานแห่งเดียวกันได้ขยายการติดตั้งไปยังชุดการผลิตเพิ่มเติมอีกสองชุดภายในหกเดือนหลังจากการติดตั้งครั้งแรก โดยอ้างถึงการลดความขัดแย้งระหว่างตารางการบำรุงรักษา IT และระเบียบการเข้าถึงคลีนรูมเป็นปัจจัยขับเคลื่อนหลักในการตัดสินใจ