Tworzymy cleanroom – jak uniknąć podstawowych błędów?

Wielu błędów można uniknąć odpowiednio przygotowując projekt oraz umiejętnie go realizując. W krótkim artykule trudno jest wnikliwe opisać cały proces powstawania cleanroom, pominiętych więc zostanie kilka istotnych kwestii, takich jak choćby wybór lokalizacji czy inżynieria finansowa. Przedstawione zostaną jedynie najważniejsze etapy projektu, które mogą zadecydować o powodzeniu inwestycji.

Kolejność prac

Typowa kolejność prac w projekcie, którego celem je powstanie zakładu produkcyjnego lub wydzielonej strefy czystej przedstawia się następująco:

• podstawowe wymagania niezbędne do projektowania.
• wybór wyposażenia, linii produkcyjnych.
• przygotowanie koncepcji projektowej – podział pomieszczeń, dopasowanie parametrów środowiskowych, lokowanie technologii itp. Na tym etapie zwykle powstają dane do obliczenia nakładów inwestycyjnych oraz wydatków na utrzymanie (CAPEX i OPEX).
• opracowanie dokumentacji projektowej, w tym projekt budowlany, odstępstwa, zgłoszenia, pozwolenia, projekt wykonawczy itp.
• realizacja projektu, budowa
• projekt powykonawczy
• przeprowadzenie szkoleń dla użytkowników obiektów
• instalacja wyposażania – istotny etap, w którym prace wykonywane muszą być już w warunkach czystych
• końcowe odbiory
• kwalifikacja i walidacja
• testowe uruchomienie procesu
• oddanie obiektu do użytkowania
• zobowiązania gwarancyjne i serwisowe.

Jak już wspomniano wcześniej, lista ta stanowi uproszczenie na potrzeby niniejszego artykułu. Może być jednak traktowania jako przydatne zestawienie, porządkujące proces. Projektowanie, budowa a następnie zapewnienie funkcjonowania zakładu produkcyjnego bądź wydzielonej strefy produkcyjnej jest złożonym zadaniem wymagającym od inwestora oraz zespołu realizacyjnego połączenia szeregu umiejętności menadżerskich, głębokiej wiedzy o planowanych procesach produkcyjnych, a także doświadczenia w projektowaniu, budowie i użytkowaniu obiektów.

 

Fot. 1. Mobilna strefa czysta

Stabilna podstawa

Niezależnie czy będziemy tworzyć nowy zakład produkcyjny o powierzchni tysięcy metrów kwadratowych czy niewielką przenośną strefę czystą zawsze rozpoczynając projektowanie należy przygotować dokument URS (specyfikacja wymagań użytkownika, user requirement specification).

W cleanroom obligatoryjną podstawę do przygotowania URS nakłada norma ISO 14644, która składa się z 17 części. Dokument URS zawiera przede wszystkim zestawienie wymagań i potrzeb użytkownika obiektu wraz z wykazem norm i standardów, na podstawie których będzie prowadzony proces produkcyjny lub badawczy. Ponadto opisuje planowany ruch towarowy i osobowy, niezbędne procedury, instrukcje, szkolenia, itp.

Specyfikacja wymagań użytkownika jest podstawowym dokumentem niezbędnym dla prawidłowego projektowania, wykonania a w końcu użytkowania obiektu produkcyjnego, w szczególności z wydzielonymi strefami czystymi typu cleanroom. Opracowanie dokumentu URS wymaga ze strony projektanta/ wykonawcy specjalistycznej wiedzy, doświadczonego zespołu i ścisłej współpracy z inwestorem oraz użytkownikiem.

W opracowanie URS ze strony wykonawcy zaangażowany powinien być zespół, w skład którego wchodzą co najmniej: kierownik projektu (Project Manager), który zna normy i wymogi obowiązujące w konkretnej branży i będzie partnerem dla użytkownika. Oczywiście prowadzi także projekt jako koordynator. Jest też zespół architektów, projektanci instalacji HVAC, konstruktor, projektanci instalacji elektrycznych i niskoprądowych, projektanci instalacji gazów technicznych i instalacji wodno-kanalizacyjnej. Uzupełnia ich zespół "branżowców", odpowiedzialny za organizację bezpieczeństwa pracy oraz bezpieczeństwa pożarowego oraz prawnik – nadzorujący proces od strony zgodności z obowiązującym przepisami.

Dobre przygotowanie URS zapewnia, że projekty będą wnikliwie przemyślane a obiekt właściwie wykonany. Dokument URS ewoluuje wraz z obiektem, konieczne jest jego modyfikowanie w przypadku zmian w procesie lub zmian w samym obiekcie.

 

Fot. 2. Śluzy osobowe i towarowe w cleanroom dla dużych przepływów osobowych i towarowych

Projektowanie

Już na etapie przygotowywania URS, należy przemyśleć dalsze prowadzenie projektu. Przed inwestorem stoi decyzja czy działać w modelu zaprojektuj i wybuduj/serwisuj, czy realizować zadanie w rozdzielnych etapach przez różne firmy, np. projektowanie oraz wykonawstwo powierzyć dwóm podmiotom a serwis obiektu prowadzić samodzielnie. W przypadku typowego obiektu produkcyjnego takie rozdzielenie prac może być sensownym rozwiązaniem, jednakże dla obiektów typu cleanroom najbezpieczniejszym rozwiązaniem jest współpraca z wyspecjalizowaną firmą, która jest w stanie przeprowadzić projekt od etapu planowania, poprzez budowę aż na serwisie obiektu kończąc. Takie rozwiązanie pozwala uniknąć wielu błędów, których eliminowanie w przyszłości może okazać się bardzo kosztowne, a użytkowanie wadliwie wykonanego obiektu niebezpieczne.

Jak już wspomniano wcześniej, projekty stref czystych znacznie różnią się od typowych projektów budowalnych. Celem w stworzeniu cleanroom, będzie zawsze proces przebiegający w obiekcie i to na nim skupiony musi być zespół projektowy i wykonawczy. Wymaga to ze strony wszystkich członków zespołu specjalistycznej wiedzy i doświadczenia oraz wysokiego poziomu koordynacji zadań.

Najlepiej, jeśli zespół ten tworzy obiekt od etapu opracowywania dokumentu URS, poprzez projektowanie i wykonanie, aż po cykliczny serwis. Każdy etap prac projektowych, jest rejestrowany i akceptowany zgodnie z procedurami, jakich wymagają zdefiniowane w dokumencie URS normy i standardy (np. ISO 14644, GMP, ESA, VDI, standardy branżowe, wewnętrzne normy i procedury zakładowe, wymogi konkretnego procesu, itd.). Ważna jest także formalna strona realizacji, kontakt z urzędami i inspekcjami.

Przed rozpoczęciem projektowania dobrze jest określić standard projektowy by nie rozminąć się w oczekiwaniach co do szczegółów dokumentacji. W dokumentacji projektowej muszą znaleźć się karty zatwierdzenia materiałów (MAF), które jasno określają wszelkie materiały budowlane i konstrukcyjne. Materiały konstrukcyjne, instalacja HVAC, instalacje elektryczne, instalacje wodno-kanalizacyjne oraz układy pomiarowe – wszystko to musi tworzyć jednolity, przemyślany system. Warto też pamiętać, że częścią dokumentacji projektowej dla obiektów cleanroom powinny być procedury wejścia/wyjścia, utrzymania klas czystości oraz harmonogramy serwisowe a także programy szkoleniowe dla menadżerów, operatorów i służb utrzymania obiektu ze strony klienta. Dobra firma realizująca strefy czyste jest w stanie oszacować koszty użytkowania projektowanego obiektu na okres dwóch lata od momentu oddania go do użytkowania, zawierające co najmniej koszty mediów, materiałów eksploatacyjnych, serwisu, itp.

 

Fot. 3. Nowatorska strefa produkcji ISO 7 (instalacja i uruchomienie w kilka dni)

Budowa

Prowadzenie budowy czystej jest odpowiedzialnym i złożonym zadaniem, które nie powinno być wykonywane przez ekipy bez specjalistycznych szkoleń i doświadczenia. Należy zwrócić uwagę, by budowa była od początku prowadzona w modelu budowy czystej, a zespół wykonawczy nie składał się z nieznających się podwykonawców. Najlepiej korzystać z usług firm posiadających prze szkolony, dobrany zespół osób projektujących i budujących cleanroomy. Do budowy cleanroom konieczne jest specjalistyczne wyposażenie i wieloletnie doświadczenie.

 

Fot. 4. Zakład produkcyjny z cleanroom w końcowym etapie budowy

Szkolenia

 

Fot. 5. Typowa odzież w cleanroom dla elektroniki, motoryzacji i pokrewnych branż

Już na etapie opracowywania dokumentu URS należy przygotować programy szkoleń menadżerów, operatorów i służb utrzymania ruchu. Zespół użytkownika musi zostać odpowiednio przeszkolony, a niezbędne minimum stanowią: szkolenie kierownika strefy czystej, operatorów pracujących w strefie czystej, służb utrzymania ruchu, specjalistyczne szkolenie stanowiskowe BHP.

Powyższe szkolenia są obowiązkowe i powinny być przygotowane oraz przeprowadzone przez firmę projektową i wykonawczą. Oprócz szkoleń podstawowych, warto pomyśleć o szkoleniach, przydatnych w danym procesie. W zakresie szkoleń zdecydowanie można polecić wartościowe szkolenia z międzynarodową akredytacją i certyfikatami International Confederation of Contamination Control Societies (ICCCS).

Funkcjonowanie strefy

Po oddaniu obiektu do użytkowania jego prawidłowe funkcjonowanie wymaga nieustannego dbania o zachowanie wymaganego poziomu czystości oraz nadzór nad parametrami środowiska Zależnie od klasy czystości strefy należy zaopatrzyć ją w zestaw wyposażenia, umożliwiający realizację tego zadania (systemy pomiarowe, wyposażenie sprzątające, środki chemiczne, itp.) urządzenia, meble, odzież, a nawet sprzęty biurowe muszą zostać zwalidowane do pracy w cleanroom i w odpowiedni sposób użytkowane. Jest to istotne, ponieważ każdy przedmiot może pylić i generować zanieczyszczenia, ważne jest nawet miejsce ich umieszczenia wewnątrz strefy czystej. Wrogami czystości są nawet przedmioty tak "niewinne" jak papier, telefony, klawiatury komputerowe – wszystkie one występują w wersjach dopuszczonych do stosowania w strefie czystej. Wartością nie do przecenienia jest właściwie przygotowany system pomiarowy, kalibrowany i najlepiej nadzorowany on-line. Interesującym rozwiązaniem jest stała umowa serwisowa z firmą wykonawczą, która weźmie odpowiedzialność za funkcjonowanie obiektu, będzie prowadziła wymiany elementów eksploatacyjnych, naprawy, nastawy w urządzeniach, korekty ustawień czy nawet dostawy wyposażenia i specjalistyczny serwis prania odzieży czystej. Kompleksowy serwis daje bezpieczeństwo użytkownikowi, który może skupić się na prowadzeniu procesu a efekt skali zapewnia korzystny efekt finansowy.

Podstawowe błędy

Użytkowanie i serwisowanie wadliwie zaprojektowanego i wykonanego cleanroom, o ile będzie możliwe, szybko pochłonie większe sumy niż budowa strefy czystej z zastosowaniem przemyślanych rozwiązań Najczęściej spotykane błędy obejmują: brak dokumentu URS, prowadzenie projektu ze strony inwestora/ użytkownika przez zespół bez doświadczenia w projektach cleanroom (zalecane szkolenia i wizyty w innych obiektach), brak zrozumienia przez projektanta i wykonawcę procesu, który będzie przebiegał w cleanroom, błędnie zdefi- niowane środowisko produkcyjne, materiały konstrukcyjne nie odpowiadające klasie obiektu i wymogom procesu, powierzenie projektowania cleanroom do przypadkowego biura projektowego, brak planu budowy czystej i brak procedur odbiorowych.

Problemem mogą być także źle określone punkty pomiarowe oraz błędnie dobrane mierniki, które fałszują rzeczywistą klasę cleanroom, wybór na wykonawcę firmy bez sprawdzonych referencji w danym procesie, posługiwanie się w użytkowaniu obiektu tylko klasyfikacją czystości powietrza bez pomiarów czystości powierzchni, oddanie obiektu do użytkowania bez szkoleń użytkowników, a nawet umowa na prace budowlane, która nie odnosi się do specyfiki cleanroom.

Obiekt w dobrych rękach

Projekt, budowa, uruchomienie, a następnie sprawowanie opieki serwisowej nad całością − tego może oczekiwać użytkownik i jest to niewątpliwie wygodne oraz efektywne rozwiązanie, które warto zlecić podmiotowi zdolnemu zrealizować projekt kompleksowo, który będzie pracował z przeszkolonym użytkownikiem.

Jerzy Kustra, Cleanproject

Cleanproject
www.cleanproject.pl