新建廠FFU安裝程序之改善研究

前言 Introdution

潔淨室(cleanroom)之施工及各項設施之安裝，基本上仍以人力執行為主。因此尋求最適當之工法、工序，以節省人力、減少工時，對於cleanroom施工之cost & schedule 將可產生明顯而立即之效益。本文即探討其中之 FFU(Fan Filter Unit) & ULPA(Ultra Low Penetration Air) filter 之安裝程序，來尋求最佳化之改善手法，以達到節省人力、減少工時之目標。

現況回顧 Background

本公司目前新建廠之clean-room施工，有關於FFU+ULPA之安裝程序概述如下：

1. 於土建承商完成建築物主體結構及相關之cleanroom樓板、週界牆面、粉光、油漆、清潔等工作，移交予cleanroom承包商；
2. cleanroom承商先行施作『二次鋼構』，再依高程順序進行各項管線安裝，如：消防灑水管路(main & sub-main sprinkler pipe)、主線槽(main power/signal cable-tray)、風管(ductwork)等，直至完成 ceiling grid T-bar 之安裝。
3. 基於施工人員之安全考量，將盲板(blank panel)先行鋪設完成，才開始進行FFU+ULPA之安裝；
   此時ceiling grid上方需安排至少3位施工人員(配戴双勾式安全帶)，ceiling grid下方需使用移動式施工架 (或電動升降自走車)，並搭載至少2位施工人員；另外，地面上還需有至少2~3位施工人員負責搬運FFU & ULPA供前述人員進行安裝。所以，一個安裝小組至少需7~8位施工人員。
4. 由地面人員將FFU & ULPA搬運至移動式施工架 (或電動升降自走車)旁，與施工架上人員合作，將FFU & ULPA搬上施工架，每批次約1~2組FFU+ULPA (依施工架工作平台面積而定)；參見圖一。
   在此同時，ceiling grid上方之施工人員先行拆除 T-bar 保護膠套。

   圖一

   
5. 再由施工架上2位人員將1台FFU抬起，經過ceiling grid開口，遞交給ceiling grid上方(踩踏於T-bar上) 之2名人員接手；接手後並將FFU抬高，以留下適當空間，此時FFU仍由人員抬著，並不放下；
   後續再由施工架上人員將1片ULPA拿起，遞交給ceiling grid上方(踩踏於T-bar上) 第3位人員，然後ULPA仍由人員拿著，並不放下；參見圖二。

   圖二

   
6. 在此 FFU & ULPA仍由T-bar上方人員抬著，並未放下的同時；施工架上2位人員隨即將T-bar翼板安裝妥當；參見圖三。

   圖三

   
7. 翼板裝妥後，ceiling grid上之第3位人員將手中之ULPA擺放於T-bar翼板上，並調整至正確位置。
8. Ceiling grid上方另2位人員再將FFU放下，並由第3位人員協助對準ULPA位置，擺放妥當。
9. Ceiling grid上方之施工人員(踩踏著T-bar或 walkable盲板)移動至下一個預定安裝FFU之ceiling grid開口處；而移動式施工架(或電動升降自走車)之2位施工人員則下降至地面，再移動此施工架(或自走車)到下一個預定安裝FFU之ceiling grid開口處。
10. 繼續重覆以上步驟4-9之安裝動作。
11. 上述之動作流程，其工作效率平均約為：每4min.可完成一組FFU+ULPA；若以4個工作小組(7~8人/組)，約13 days可完成6240 sets(FFU+ULPA)之安裝，總共大約需要416 man-days。

改善計畫 Methodology

針對上述大量耗用人力之FFU+ULPA安裝流程，擬採取以下之改善方案，以減少人力與工時。

1. 於本改善方案之規劃中，工作人員將不需要踩踏在T-bar上活動，如此可使工作人員活動更便利，且降低施工之墜落風險；故於ceiling grid T-bar施作完成後，在盲板未鋪設前，即開始進行FFU+ULPA之安裝。
2. 於開始安裝FFU+ULPA之前，即可先行備妥大型移動式施工架，此施工平台之理想尺寸為 400cm(L)X400cm(W)，高度依ceiling grid高程而決定，主要設計重點為：施工平台距離T-bar約60cm，可使FFU+ULPA能在T-bar下方自由移動，以達正確定位；而施工人員也能夠在平台上，跨越T-bar而自由行動；且平台範圍能夠涵括 9 (3X3) 個ceiling grid，其中有4個將安裝FFU+ULPA，如此可減少人員上下平台、移動施工架之時間；參見圖四、圖五。
   而組建此施工平台，預估需12 man-days可完成4座施工平台；至於其材料費用，則因此平台可於不同工程專案重覆使用，故忽略不計。

   圖四、安裝FFU+ULPA工作平台使用示意圖

   

   圖五、工作平台涵蓋範圍分析

   
3. 人員安排如下：
   2位人員於物料暫存區，將FFU & ULPA以自攻螺絲予以結合妥當，以便於搬運；參見圖六。
   另2位人員由物料暫存區，將已結合之FFU+ ULPA，搬運至施工平台旁；在平台上方，則安排4名施工人員；故一個工作組需8位施工人員。

   圖六

   
4. 先由地面人員將已結合之FFU+ULPA搬運至移動式施工架旁，再與平台上4位人員合作，將FFU+ULPA搬上施工平台，每批次可搬4組FFU+ULPA；可使用小型電動升降機(俗稱小蜜蜂)進行垂直運送，以提高由地面搬運至施工平台之速度、並節省人員體力。
5. 搬運到施工平台上之FFU+ULPA，由平台上之4位施工人員，移到正確位置後；由其中2人將FFU+ULPA垂直提起，另2人則迅速將T-bar翼板裝置妥當，則FFU+ULPA即可放下至正確定位；一個步驟即可完成FFU+ULPA之安裝，不需將FFU與ULPA分為兩個步驟安裝；參見圖七。

   圖七、工作平台使用示意圖

   
6. 依序完成4組FFU+ULPA之安裝後，平台上之4位施工人員，才需下降至地面，然後移動此施工架到新的施工位置。
7. 繼續重覆step-(4) 到step-(6) 之安裝動作。
8. 上述之動作流程，經模擬其工作效率約為，平均每2.5min.可完成一組FFU+ULPA；若以4個工作小組(8人/組)，約8 days可完成6240 sets (FFU+ULPA)之安裝，總共大約需要260man-days。

結果與分析 Result

1. 由前述兩種施工方式之比較，目前之傳統手法，約需416 man-days；而採用改善手法，則需272 man-days (12+260)；約可獲得35%之人力節省 (討論案例為6240 sets FFU+ULPA)。
2. 改善後的工作流程中，施工人員不再需要踩踏於ceiling grid T-bar上工作及移動位置；新方案中，施工人員完全只在平坦、穩固的施工平台上工作、移動，此一特點對於施工安全，也有很大之幫助。
3. 新方案之工法，同時也避免了施工人員双手碰觸到ULPA filter濾材的機會，如此可避免ULPA filter受損之機率，也提高施工品質。

結論 Conclusion

本文所探討之改善方案，對施工承包商各種extra cost的產生影響最少；但是卻能夠獲得最大之man-days改善效益，是一合理、低成本、且有效益之改善方案，非常值得在後續新建廠房時，要求cleanroom承包商，依據此方案執行，以獲取業主與承商之双贏。