Walcz ze Skalą za pomocą Skali

We współpracy z Samsung

Na początku sierpnia 2016 r. Samsung Electronics zajmował znaczącą pozycję w globalnym przemyśle smartfonów. Firma była gotowa rozszerzyć swoją obecność, wprowadzając na rynek innowacyjny, flagowy produkt. Galaxy Note7, ze swoim unikalnym, eleganckim kształtem i wiodącymi w branży funkcjami, takimi jak kolorowy wyświetlacz, był bardzo wyczekiwany przez obserwatorów branży, blogerów i konsumentów na całym świecie przez wiele miesięcy, zanim trafił na półki.

Jednak pod koniec tego miesiąca zaczęły pojawiać się doniesienia o incydentach z Note7. To przyspieszyło globalne wycofanie, po którym Samsung szybko zidentyfikował problem: zwarcie baterii spowodowane odchyleniem elektrody ujemnej. Skany CT i rentgenowskie wykazały, że galaretka (konstrukcja stosowana w większości cylindrycznych akumulatorów) została ściśnięta w woreczku na akumulator, co osłabiło separator między dwiema elektrodami, tworząc wiele ścieżek do zwarcia. Aby zapewnić zastępcze urządzenia Note7, Samsung zaangażował drugiego dostawcę — takiego, który dostarczył część oryginalnych baterii Note7 na całym świecie bez żadnych incydentów. Ten dostawca potwierdził, że może bezpiecznie zaspokoić pełne zapotrzebowanie na urządzenia zastępcze Note7 na całym świecie. Jednak akumulator zastępczy wkrótce doznał drugiej, wyraźnej awarii spowodowanej nienormalnie wysokimi zadziorami na wypustce elektrody dodatniej z powodu wad spawów ultradźwiękowych.

Ostatecznie Samsung wycofał Note7 z rynku niecałe dwa miesiące po jego premierze. Raporty branżowe szacują, że Samsung stracił na sprzedaży około 10 miliardów dolarów.

Niemal tak szybko, jak trwał proces wycofywania produktów, Samsung wdrożył program zarządzania bezpieczeństwem, który nie ma sobie równych pod względem zakresu i rozmiaru w branży mobilnej. Rozszerzając istniejące testy baterii i tworząc nowe poziomy testów, Samsung opracował całościowe ramy jakości i bezpieczeństwa znane jako 8-punktowa kontrola bezpieczeństwa baterii. Samsung ustanowił te protokoły kontroli i przeglądu w ramach procesów zapewniania jakości zarówno wewnętrznych, jak i dostawców baterii — od produkcji poszczególnych komponentów, które składają się na samo urządzenie, poprzez proces łączenia tych komponentów i montażu telefonu, aż po koniec, gdy gotowe urządzenie zostało poddane dodatkowym badaniom.

Gigant elektroniczny uzupełnia również ten reżim testowy o niezależną grupę doradczą ds. baterii składającą się z czterech ekspertów — trzech ze środowisk akademickich i jednego z branży — którzy oceniają procesy Samsunga i jego odpowiedzi na problemy związane z materiałami, wzornictwem i dynamiką baterii.

Poczyniliśmy znaczne inwestycje, aby zarzucić jak najszerszą sieć w poszukiwaniu rozwiązań – mówi Justin Denison, starszy wiceprezes ds. strategii produktów i marketingu w Samsung Electronics America. Firma posiada niestandardowe obiekty testowe na masową skalę, które umożliwiają inżynierom wyszukiwanie potencjalnych problemów lub usterek podczas produkcji oraz weryfikację jakości i bezpieczeństwa urządzeń przed ich wydaniem. Samsung nie tylko osiąga swój główny cel, jakim jest podnoszenie jakości produktów, ale także poprawia sposób, w jaki cała branża zarządza kontrolą jakości.

Pod presją

Program ulepszonego bezpieczeństwa firmy Samsung obejmuje więcej testów w całym łańcuchu produkcyjnym, w tym zwiększoną integrację z procesami testowymi dostawców. Obecnie wykorzystuje większe próbki, w niektórych przypadkach testuje urządzenia i baterie w partiach przekraczających 100 000 sztuk.

Samsung podjął również dalekosiężną inicjatywę mającą na celu zwiększenie jego zdolności do ograniczania ryzyka awarii. Ten złożony projekt zwiększył zdolność firmy do systematycznego i kompleksowego wykrywania usterek baterii, zanim dotrą one do konsumentów. Co ważniejsze, stworzył też ogromną ilość danych na temat samego zjawiska awarii baterii smartfonów. Innymi słowy, ich skala działalności zapewniła Samsungowi nieocenione narzędzie, które może pomóc w dokładnym przewidywaniu i proaktywnym łagodzeniu problemów produkcyjnych, które jeszcze nadejdą, oraz dzieleniu się tymi odkryciami w całej branży.

Wyzwania Samsunga dotyczące baterii zostały postawione w kontekście rosnącej szybkości i złożoności branży smartfonów. To środowisko produkcyjne wywiera niezwykłą presję na wszystkich uczestników w całym łańcuchu dostaw — co jest wzmacniane przez podstawowe zasady nauki o energetyce i materiałoznawstwie, w tym ciągłe napięcie między gęstością akumulatora (skład elektrody i innych aktywnych materiałów w litowo- bateria jonowa) i jej moc. Gerbrand Ceder, profesor inżynierii materiałowej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley i członek Samsung Battery Advisory Group, stwierdził, że chociaż baterie nie mają bezpośredniego odpowiednika dla prawa Moore'a dotyczącego półprzewodników, średnia moc baterii smartfona skutecznie podwoił się w ciągu ostatniej dekady, do średnio 700 watogodzin na litr.

Niespodziewana niespodzianka

Żaden z powyższych czynników nie jest ściśle przyczyną awarii baterii Note7, zarówno osobno, jak i wspólnie. Rzeczywiście, ta konstelacja przemysłu i dynamiki technicznej jest od jakiegoś czasu stała dla wszystkich producentów urządzeń. Zarządzanie usterkami można rozwiązać na dwa sposoby: można stworzyć środowisko bez usterek… lub zaprojektować środowisko operacyjne pod kątem awarii i energicznie naprawiać projekty i procesy w przypadku wykrycia awarii, mówi Ceder. Następnie przyznaje, że warunki zerowego błędu są praktycznie niemożliwe do osiągnięcia. Dzieje się tak jeszcze bardziej w środowisku produkcyjnym tak dużym, jak Samsung lub innych dużych producentów.

Samsung odpowiedział na to wyzwanie, ulepszając swoje procesy zapewniania jakości — zarzucając szerszą sieć i ulepszając systemy wykrywania i łapania tych awarii. Oznaczało to zarówno zaprojektowanie nowych i ulepszonych testów, jak i zwiększenie próbkowania testowanych urządzeń, a także złożenie widoku makro Grupy Doradczej ds. Baterii.

Więcej testów, więcej współpracy

Wysiłki firmy Samsung oznaczają znaczne inwestycje w czas, materiały i koszty produkcji.

W firmie Samsung dążymy do znaczących innowacji produktowych, aby sprostać rosnącym potrzebom konsumentów — ale nasze dochodzenie nauczyło nas, że musimy również wprowadzać innowacje w naszych procesach. Niezależnie od tego, czy chodzi o projektowanie, inżynierię czy zapewnienie jakości, nieustannie poszukujemy obszarów, w których możemy poprawić, mówi Denison.

Firma Samsung była w stanie wykorzystać znaczną wiedzę specjalistyczną w zakresie zarządzania zmianami, aby usprawnić swoje procesy zarządzania bezpieczeństwem. 8-punktowa kontrola bezpieczeństwa baterii firmy Samsung nie tylko zinstytucjonalizowała serię przeglądów w całym łańcuchu dostaw, ale także poprawiła wiele testów obejmujących próbki gotowych urządzeń na dużą skalę, co wydaje się unikalne w branży.

Pięć z tych testów, w tym test trwałości pod kątem przebicia i przeładowania baterii, było już procesami w ramach systemu bezpieczeństwa firmy Samsung, ale teraz zostały rozszerzone o zwiększoną częstotliwość i/lub dodatkowe etapy testów na różnych etapach procesu produkcyjnego.

Dodano również trzy całkowicie nowe testy wytrzymałościowe akumulatorów: test ładowania i rozładowania przeprowadzany na każdym etapie produkcji; przyspieszony test użytkowania obejmujący scenariusze intensywnego użytkowania, mówi Denison; oraz test całkowitego lotnego związku organicznego.

Te osiem testów odbywa się na trzech różnych etapach. Pierwszy etap koncentruje się na zapewnieniu, aby nadchodząca jakość komponentów spełniała wymagania Samsunga. Sześć testów przeprowadza się na wszystkich przychodzących partiach akumulatorów, które zwykle wynoszą od 10 000 do 15 000 jednostek, a połowa testów przeprowadzanych na tym etapie to testy niszczące. Jeśli podczas tego testu zostanie zauważona nawet pojedyncza awaria, cała partia akumulatorów zostanie wyrzucona. Samsung i dostawca następnie przerywają proces montażu, aby ocenić pierwotną przyczynę problemu z baterią.

Gdy partia baterii zostanie zatwierdzona do produkcji, przeprowadzane są dodatkowe testy baterii i urządzeń w miarę ich przechodzenia przez proces produkcji telefonu. Baterie są odrzucane, jeśli nie przejdą testów. Samsung przeprowadza również pełny test urządzenia po początkowej fazie produkcji, który obejmuje masowy test ładowania i rozładowania oraz przyspieszony test użytkowania. Następnie Samsung przeprowadza testy na masową skalę, gromadząc istotne dane w trakcie całego procesu.

Procesy kontroli jakości i testowania firmy Samsung są coraz bardziej powiązane z procesami dostawców i podwykonawców baterii. Podstawowym elementem 8-punktowej struktury kontroli bezpieczeństwa baterii jest poleganie na ścisłej współpracy między przychodzącymi zespołami kontroli jakości firmy Samsung i jej dostawcami.

Wysiłki firmy Samsung — testowanie na poziomie jakości i skali znacznie przekraczającej wymagania branżowe — zakończyły się być może największym na świecie zbiorem danych dotyczących awarii urządzeń i problemów z wydajnością. Częścią tych wysiłków są ściślejsze metodologie gromadzenia i zarządzania danymi.

Każda bateria, która przepływa przez nasz łańcuch dostaw, ma na sobie kod QR [kod szybkiej odpowiedzi lub kod kreskowy], który pozwala nam monitorować jakość i wydajność każdej baterii przechodzącej przez proces produkcyjny naszego urządzenia, który jest następnie dodawany do ogromna baza danych, mówi Denison. Dodatkowo skala testów pozwala na stworzenie puli danych, która mogłaby przekształcić szeroką sieć detektywistyczną w narzędzie predykcyjne.

Jak mówi Ceder, istnieje bezprecedensowa ilość informacji i spostrzeżeń, które można wygenerować na podstawie sposobu i skali, z jaką Samsung analizuje działania związane z ładowaniem w urządzeniach.

Awarie produktów i komponentów są nieuniknione w każdym procesie produkcyjnym. Produkcja w dużych ilościach daje możliwość replikowania incydentów. Przy mniejszych wolumenach produkcji może być trudniej odróżnić uzasadnione problemy od jednorazowych awarii. Jednak po przypomnieniu Note7 Samsung zamienił rozmiar, skalę i złożoność swojego łańcucha dostaw w atut.

Zbudowanie lepszego silnika do wykrywania igieł w stogu siana nie jest samo w sobie rewolucyjne, ani nawet naprawdę możliwe. Jednak zwiększając liczbę testów i skalę wielkości powiązanych próbek, Samsung opracował innowacyjne rozwiązanie do łagodzenia awarii, które będzie miało ogromne konsekwencje dla całej branży. W odpowiedzi Samsung stworzyła platformę współpracy w zakresie kontroli jakości, w której może uczestniczyć cała branża i z której może czerpać korzyści.

Więcej informacji o technologii Samsunga znajdziesz na samsung.com

ukryć