カスタムセンサへの4ステップ:OEMメーカがその方法を説明します。

機械やデバイスが次第にインテリジェントで効率的かつ柔軟になるにつれて、センサは重要な役割を果たしています。センサは、例えば、ロボットが様々な材料に開けたドリルの穴の深さなどの重要なデータをフィードバックします。

企業コンサルティング会社のローランド・バーガー氏によると、計測エレクトロニクスを統合したセンサの世界的な需要は、2020年には300億台に増加する見込みで、これは2015年の約2倍の台数になります。また、デジタル化されたセンサの需要が急上昇する中で、その必要要件も高度化する傾向が見られます。

「今日のセンサは、常に各アプリケーションにマッチさせる必要があります。データを正確かつ確実に提供し、かつ機械やシステムに容易に統合できることが重要です。」とHBM重量計測技術の営業担当マネージャー、ヘルマン・メルヅ氏は述べています。特定の顧客のアプリケーション用に特別に開発されたOEM(Original Equipment Manufacturer)センサは、既存のシステムを再構築せずに統合できるように設計できます。また既存の部品をアクティブセンサにすることも可能です。

カスタムメイドセンサへの4つのステップ

農業機器から医療機器、ロボットから消費財まで、HBMセンサはますます複雑化する技術に対応する必要があり、その開発も短納期が要求されます。

計測技術の世界的リーダーであるHBMのスペシャリストは、リーン・エンジニアリングにより開発プロセスを合理化します。「多くの場合、お客様のセンサは半年後に量産されます。電動自転車のような革新の可能性の高い新製品については、顧客と協力して行うプロジェクトの秘密保持契約(NDA)から始まります」と同氏は述べています。

「当社の実証済みのひずみゲージ(SG)技術により、ホイールベアリングやサポートエレメントなどを利用した堅牢なセンサを製造できます。」

HBMは新しいカスタムセンサを設計・製造するのに4つのステップしか必要としません。

1. デザインフェーズ

最初の数週間、HBMの専門家は、センサの使用目的を明確にするために顧客と協力し、計測のために考慮すべきコンポーネント(例えば、農業用車両の横方向の位置を監視する車軸)を調査します。既存のコンポーネントをアクティブセンサに変える可能性も探求されます。「アプリケーションとFEA(Finite Element Analysis)の正確な分析を完了することで、さらなる開発作業の基礎を築くことができます」とメルヅ氏は述べています。

2. テストコンセプトと提案

次の数週間で、テストコンセプトの作成と提案:要件を満たす方法を示すコントロール図、量産プロトタイプのコスト見積もり、および量産の目標価格を提出します。顧客の承認を受けた後、HBMは最初のプロトタイプを作成します。「ラピッドプロトタイピングでは数週間で機能テスト用センサを提供します」と同氏は言っています。「この納期は、米国の開発チームがすでに20年近くの特注センサシステムの経験を持っているため、さらに短くできる場合があります。」

3. プロトタイプテスト

プロトタイプが完成すると、顧客のアプリケーションに設置しテストします(HBMは必要に応じてテスト機器を提供し、使い方を指導します)。一般に、ここでは、センサの接続位置、計測電子機器などの詳細を評価し調整します。同時に、HBMの専門家は、テスト結果を使用して、ひずみゲージを最適化します。

「HBMは、精密計測の基礎となるひずみゲージの開発と製造を提供するOEMセンサシステムの数少ないプロバイダの1つです。」

メルヅ氏によると、

「特定アプリケーションに合わせてカスタムメイドされたひずみゲージをさらに細かく調整して、センサを強力かつ正確にします。1000種類以上のカスタムひずみゲージを開発してきた経験がここで活かされています。」

4. 量産

テストが成功裏に完了したことで、開発されたプロトタイプのOEMセンサは、量産に移行できます。開発と生産は、HBMでは密接に連携しています。技術開発から生産までのプロセスが、グローバルSAP、経験豊富な国際物流チーム、そしてクラス最高の品質管理システムによって正確かつ効果的に実行されます。

ヘルマン・メルヅ氏のインタビュー

 

HBMは、顧客の要求を満たすためにカスタムセンサを提供しています。これらのOEMセンサはどのような分野に使用されていますか?

HBMは、医療機器製造、農業機器、機械製造、および車両建設機械など様々な業界の顧客を抱えています。業界それぞれに非常に特殊な個別要件があります。一例を挙げると、当社のOEMセンサは、農業をより効率的にするアプリケーションに関して、現代の農業機械をサポートしています。肥料や種子の散布では、現場の土壌条件に最適に適合させることができます。病院のベッドからCTスキャンまで、電力を使用する医療機器には、力、ひずみゲージ、荷重または圧力センサが機械的影響を監視するために使用されています。HBMのセンサがあらゆる情報を提供しています。

 

センサの開発はどのようなプロセスで行われますか?

ほぼすべてのアプリケーションに適応させた高性能カスタムセンサを作ることができ、それを行うには4つのステップしか必要としません。センサの使用目的により、どの部品にセンサを使用すべきか、顧客と一緒に考えます。車軸荷重を監視する場合は、車両の車輪サスペンションになる可能性があります。当社の開発チームは、コンセプトを作成後、プロトタイプを製造し、顧客のサイトでテストします。プロトタイプがテストに合格すると、量産に移行します。

 

OEMセンサを量産するのにどれくらいの時間がかかりますか?

もちろん、これはプロジェクトごとに異なり、要件にもよります。わずか6ヶ月で新しいセンサで量産に移行できる場合もあります。私たちの焦点は、初めから開発チームと生産チームが協力しながら、リーン・エンジニアリングを通じて開発プロセスを円滑かつ効果的に保つことにあります。最初のエンジニアリング会議の後、FEAを実行してコンセプト設計を完了します。プロトタイプが承認されると、その内容を生産にシームレスに統合することができます。このような迅速さは、HBMを市場でユニークな存在にしています。

高性能なOEMセンサの開発を可能にする総合的専門知識

「HBMは、50年にわたる計測技術の経験を1つの屋根の下に集めています。これにより、ひずみゲージ、アクセサリから計測エレクトロニクスまで、カスタムセンサを開発するノウハウを総合的に活用して、高い精度と信頼性を備えた完全なシステムをお客様に提供しています。」とメルヅ氏は結論づけています。

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