用模擬預測干擾，讓設計更快速、更精準 —— Fuji Xerox 採用 CST Studio Suite 優化多功能印表機的EMC與ESD設計

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在今日的數位辦公環境中，多功能印表機早已不只是列印與影印的工具，更是承載文件處理、網路通訊、掃描管理與資安控制等多重功能的智慧設備。每一部現代印表機的誕生，都代表著高密度電子元件的整合與複雜的電磁設計工程。

成立於1962年的 富士全錄（Fuji Xerox Co., Ltd.），是全球文件服務與通訊領域的領導品牌，擁有頂尖的影印機、印表機與商用輸出系統開發能力。其產品行銷全球，致力於提供辦公室與企業最可靠的文件解決方案。為了提升新世代印表機的設計效率與電磁兼容性能，富士全錄選擇導入 SIMULIA CST Studio Suite 作為電磁模擬的核心工具，成功提升產品開發效率並降低測試成本。

挑戰：面對高度模組化電子設計的電磁干擾風險

現代多功能印表機往往由多個電子模組組成，例如：主控板、通訊模組、LED列印頭、觸控式UI面板、電源供應等，這些模組之間存在大量訊號連結，若未妥善處理，極易引發 電磁干擾（EMI） 或 靜電放電（ESD） 問題。

真實挑戰場景：

EMC困擾：產品在通過認證測試階段發生 EMI 超標，但無法清楚辨識干擾來源與耦合路徑。
模組共存難題：因模組採用共通架構與外殼設計，部分設計變更會影響整體EMC表現。
開發時程壓力：為了符合上市時程與品質要求，急需在不增加樣機成本的情況下完成修正。

Business professional interacting with virtual chip interface, symbolizing digital technology, semiconductor innovation, and AI hardware solutions.

導入策略：結合3D建模與高性能運算的模擬流程

針對上述困境，富士全錄導入了 CST Studio Suite，並將模擬流程深度整合至產品開發前期。透過這套高精度電磁模擬平台，工程師能在樣機製作前預測潛在問題、模擬改良方案，最終提升整體設計品質與可靠性。

🎯 成功模擬場景一：UI模組與機構結構之間的耦合

某次開發過程中，富士全錄發現 UI 面板模組存在 EMI 問題，實測數據顯示當 UI 與金屬機構的接觸點數量變動時，EMC 效能有所不同，但無法透過實測判定耦合路徑。

透過 CST 模擬：

將 UI 的 PCB 模組以 3D 模型匯入 CST
同步匯入從 CAD 軟體轉出的金屬機構框架
進行 EMI 頻譜模擬與電流路徑分析

在使用東京工業大學 TSUBAME 超級運算叢集進行 MPI 並行計算與 GPU 加速後，富士全錄團隊在一個工作日內即完成整體模型模擬。最終成功解釋 UI 與結構件之間電流傳導路徑的成因，並據此優化接地結構與模組接觸方式，有效壓低 EMI 峰值。

🎯 成功模擬場景二：LED列印頭的靜電抗擾設計

靜電放電問題一向是消費性電子的隱形殺手。富士全錄也曾在 LED 列印模組上遭遇 ESD 測試失敗。傳統作法需不斷修改 PCB 布線並重製樣機進行實測，不僅耗時更增加成本。

透過 CST Studio Suite 模擬 ESD 測試：

在軟體中重建完整的 ESD 測試環境
輸入不同版本的 PCB 設計模型
評估靜電放電路徑、敏感區域與能量分佈

模擬結果與實測高度吻合，工程師根據分析數據調整走線與保護設計，成功提升抗 ESD 能力並減少失敗風險。

實際效益：減少實體樣機、提升設計效率

根據富士全錄的開發團隊回饋，CST Studio Suite 的導入帶來以下顯著效益：

✅ 減少樣機迭代與測試次數

模擬取代大量量測，開發流程更加精實，設計周期明顯縮短。

✅ 預測問題、提前防堵

可在初期辨識 EMI/ESD 問題並提供科學依據進行設計修正。

✅ 提升設計精準度

模擬與實測結果高度一致，讓設計調整方向更具信心與依據。

✅ 強大工具整合能力

支援匯入 EDA 電路檔案、3D CAD 結構模型，並具備 GPU 加速功能，操作順暢且效率高。

富士全錄裝置開發平台部門的 大角誠（Makoto Ohkado）先生表示：

「CST Studio Suite 提供了極高的使用便利性與強大功能，像是 EDA 匯入與 GPU 加速，這些特色有效加速我們的開發週期，減少設計反覆修正的次數。」

結語：從模擬出發，強化設計前瞻性與競爭力

在電子裝置日趨複雜、電磁問題難以避免的情況下，唯有仰賴高精度模擬，才能真正達到「預測問題、精準調整、快速上市」的理想流程。富士全錄以 CST Studio Suite 成功實現此一目標，將模擬技術從輔助工具轉變為核心戰略利器。

這份案例不只是產品開發效能的提升，更是一種研發思維的進化，為全球電子製造業者帶來重要的啟示與實踐典範。

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讓模擬，成為您產品設計最值得信賴的夥伴。

引用資料來自: Fuji Xerox