Мы стремимся к разработке отечественной платформы CAE/CFD и программного обеспечения для извлечения 3D-моделей, специализируясь на предоставлении решений по цифровому моделированию и проектированию для оптимизации проектирования, сокращения потребления энергии и выбросов, а также снижения затрат и повышения эффективности в таких областях, как биомедицина и передача болезней, производство высокотехнологичных материалов, проектирование чистых помещений, центры обработки данных, хранение энергии и терморегулирование, а также тяжелая промышленность.
В таких высокотехнологичных производственных областях, как производство полупроводников, биомедицина и прецизионная оптика, одна мельчайшая частица пыли может привести к сбою всего производственного процесса. Исследования показывают, что при производстве интегральных схем каждое увеличение количества частиц пыли размером более 0,3 мкм на 1000 частиц на кубический фут увеличивает процент дефектов на 8%. В стерильном фармацевтическом производстве чрезмерное количество летучих бактерий может привести к браку целых партий продукции. Чистые помещения, краеугольный камень современного высокотехнологичного производства, гарантируют качество и надежность инновационных продуктов благодаря точному контролю на микронном уровне. Технология моделирования с помощью вычислительной гидродинамики (CFD) революционизирует традиционные методы проектирования и оптимизации чистых помещений, становясь движущей силой технологической революции в области проектирования чистых помещений. Производство полупроводников: война с микронной пылью. Производство полупроводниковых микросхем — одна из областей с самыми строгими требованиями к чистым помещениям. Процесс фотолитографии чрезвычайно чувствителен к частицам размером всего 0,1 мкм, что делает эти сверхмелкие частицы практически необнаружимыми с помощью традиционных детекторов. Фабрика по производству 12-дюймовых пластин, использующая высокопроизводительные лазерные детекторы пылевых частиц и передовую технологию очистки, успешно контролировала колебания концентрации частиц размером 0,3 мкм с точностью ±12%, увеличив выход продукции на 1,8%.
Биомедицина: хранитель бактериального производства
При производстве стерильных фармацевтических препаратов и вакцин чистые помещения играют решающую роль в предотвращении микробного загрязнения. В биомедицинских чистых помещениях требуется не только контролировать концентрацию частиц, но и поддерживать необходимую температуру, влажность и перепады давления для предотвращения перекрестного загрязнения. После внедрения интеллектуальной системы чистых помещений производитель вакцин снизил стандартное отклонение количества взвешенных частиц в зоне класса А с 8,2 до 2,7 частиц/м³, что сократило период рассмотрения сертификации FDA на 40%.
Аэрокосмическая промышленность
Прецизионная обработка и сборка компонентов аэрокосмической техники требуют создания чистых помещений. Например, при обработке лопаток авиационных двигателей мельчайшие примеси могут вызывать дефекты поверхности, влияющие на производительность и безопасность двигателя. Сборка электронных компонентов и оптических приборов в аэрокосмическом оборудовании также требует создания чистых помещений для обеспечения их надлежащего функционирования в экстремальных условиях космоса.
Производство точного машиностроения и оптических приборов
В прецизионной обработке, например, при производстве высококачественных часовых механизмов и высокоточных подшипников, чистые помещения позволяют снизить воздействие пыли на прецизионные компоненты, повышая точность и срок службы изделий. Производство и сборка оптических приборов, таких как литографические линзы и линзы для астрономических телескопов, могут осуществляться в чистой среде, что предотвращает появление поверхностных дефектов, таких как царапины и выбоины, обеспечивая при этом высокие оптические характеристики.
Технология моделирования вычислительной гидродинамики: «цифровой мозг» проектирования чистых помещений
Технология моделирования вычислительной гидродинамики (CFD) стала основным инструментом проектирования и оптимизации чистых помещений. Использование методов численного анализа для прогнозирования потоков жидкости, переноса энергии и других связанных физических характеристик значительно повышает производительность чистых помещений. Технология CFD для оптимизации воздушных потоков позволяет моделировать воздушный поток в чистых помещениях и оптимизировать расположение и конструкцию приточных и вытяжных вентиляционных отверстий. Исследование показало, что правильное расположение и схема движения вытяжного воздуха вентиляционных фильтров (FFU), даже при уменьшении количества HEPA-фильтров на выходе, позволяет достичь более высокой степени чистоты помещения и при этом добиться значительной экономии энергии.
Тенденции будущего развития
Благодаря прорывам в таких областях, как квантовые вычисления и биочипы, требования к чистоте становятся всё более строгими. Для производства квантовых бит требуется даже чистое помещение класса ISO 0.1 (т.е. размер частиц ≤1 на кубический метр, ≥0,1 мкм). Чистые помещения будущего будут развиваться в сторону более высокой чистоты, интеллектуальности и устойчивости: 1. Интеллектуальные обновления: интеграция алгоритмов ИИ для прогнозирования тенденций концентрации частиц с помощью машинного обучения, проактивная корректировка объёма воздуха и циклов замены фильтров; 2. Применение цифровых двойников: создание трёхмерной системы цифрового картирования чистоты, поддержка удалённых инспекций с использованием виртуальной реальности и снижение фактических затрат на ввод в эксплуатацию; 3. Устойчивое развитие: использование низкоуглеродных хладагентов, солнечной фотоэлектрической энергии и систем переработки дождевой воды для снижения выбросов углерода и даже достижения «чистых помещений с нулевым уровнем выбросов углерода».
Заключение
Технология чистых помещений, являясь невидимым стражем высокотехнологичного производства, постоянно развивается благодаря таким цифровым технологиям, как вычислительная гидродинамика (ВГД), обеспечивая более чистую и надёжную производственную среду для технологических инноваций. Благодаря постоянному развитию технологий чистые помещения будут продолжать играть незаменимую роль во всё более высокотехнологичных областях, защищая каждый микрон технологических инноваций. Будь то производство полупроводников, биомедицина или производство оптических и прецизионных приборов, синергия чистых помещений и технологий ВГД-моделирования будет способствовать развитию этих областей и созданию новых научных и технологических чудес.
Время публикации: 18 сентября 2025 г.