業種ヘルスケア / 産業オートメーション
主な機能：エージング試験システム設計 · 熱工学 · スケーラブルアーキテクチャ · ワークフロー最適化 · 高密度電力試験
概要
リチウムイオン電池で駆動する携帯型医療機器および産業機器において、エージング試験は、電池のサイクル安定性、充電時の安全性、そして製品全体の寿命を確保するための極めて重要な工程です。本プロジェクトにおける主な課題は、試験時間が長いことでした。すなわち、各ユニットごとに連続6時間の充放電サイクルが必要であり、それがクライアントの生産ラインに大きなボトルネックを生んでいました。PCBCart は、100台のユニットを同時に試験できる、高密度かつカスタマイズされたエージング試験治具を設計しました。乱雑な「平置き」方式から、垂直配置で気流を最適化した構造へと移行することで、熱的安全性を高め、作業効率を改善し、クライアントの厳しい納期要求を満たすことに成功しました。
背景
クライアントの製品では、負荷状態におけるバッテリーの健全性と性能を検証するために、厳格な 6 時間の電源エージングサイクルが必要とされている。 当初、テストは初歩的な構成で実施されていた。製品は個別の USB ケーブルでコンピュータに接続され、開放された生産トレイの上に平置きされていた。 しかし、受注量が増加するにつれ、この方法は維持できなくなった。テストエリアはケーブルで散乱し、過剰な床面積を占有し、作業者が個々のデバイスの状態を監視することを困難にしていた。 さらに重要な点として、このような整理されていない状態は、多品種生産プロセスにおける品質と安全性に対するリスクとなっていた。
課題
スループットとキャパシティのボトルネック交渉の余地のない6時間のテストサイクルのため、通常の直列テストや小ロットテストでは、大量生産の要求に追いつくことができなかった。
熱蓄積による危険性：アクティブ充電中、リチウム電池は多量の熱を発生します。高密度かつ水平方向の配置により自然空冷が妨げられ、局所的な熱蓄積が生じて、安全遮断が作動したり、デリケートな部品を損傷したりする可能性があります。PCB部品.
運用上の可視性と誤判断もつれたケーブルの「巣」が製品のステータスインジケーターを覆い隠していた。この視認性の欠如により、「テスト漏れ」や、テスト済みユニットと未テストユニットを誤って混在させてしまうリスクが高まっていた。
施設の最適化水平配置は、高価な生産フロアスペースの非効率的な利用となり、他のための容量を制限していたHMLV（多品種少量生産）プロジェクト。
エンジニアリングインサイト
中で高密度電力試験熱管理とプロセスのスケーラビリティが成功の二本柱である。クライアントのボトルネックを解決するために、2Dレイアウトから3D垂直アーキテクチャへと移行することが解決策であると私たちは認識した。基板を垂直に吊り下げることで、「煙突効果」を利用した受動的な放熱が可能になり、同時にケーブルマネジメントを治具の構造フレームに統合することができた。
最適化戦略
カスタムモジュラー治具設計：PCBCart のエンジニアリングチームは、すべての USB 電源ラインとデータラインを内部構造内に隠蔽した、専用のエージングラックシステムを開発しました。これにより、5S のリーン生産方式の基準に合致した、クリーンでプロフェッショナルな「プラグ・アンド・プレイ」作業環境が実現しました。
垂直気流熱工学私たちは、ユニットを吊り下げた垂直方向の状態で保持するための治具を設計しました。この設計により、周囲の空気に対する表面積の露出が最大化され、製品をトレイの上に平置きする場合と比べて、より優れた放熱が可能になります。
スケーラブルな並列テスト：ハードウェアおよびソフトウェアインターフェースを構成し、100チャネルの並列テスト環境をサポートできるようにしました。これにより、従来は10台分に必要だったスペースの一部で、100台を同時にテストできるようになりました。
標準化されたビジュアルマネジメント新しい治具の整然とした配置により、作業者はすべてのステータスLEDを一目で確認でき、判断ミスのリスクを排除し、6時間のサイクルが完了した後の取り外し作業を効率化できます。
結果
大幅なスループット向上：100台同時試験を無事に実施し、エージング工程が最終梱包および出荷を遅らせることがないようにしました。
環境安全の強化サーモグラフィにより、熱の蓄積が解消され、製品温度が安全な運転範囲内に維持されていることが確認されました。
効率の向上清潔で整理された作業スペースにより、オペレーターの段取り時間と保守の複雑さが30％削減されました。
ゼロ品質逸脱明確な視覚的インジケーターと体系的なケーブル管理を組み合わせた結果、テスト識別率は100％の正確性を達成しました。
長期エージング試験による生産ボトルネックに直面していますか？
PCBCart と提携して、安全性、省スペース性、生産スループットを最大化する高密度カスタムテスト治具を開発しましょう。
