Escala de lucha con escala

En alianza con Samsung

A principios de agosto de 2016, Samsung Electronics disfrutó de una posición destacada en la industria mundial de teléfonos inteligentes. Estaba a punto de expandir su presencia con el lanzamiento de un innovador producto insignia. El Galaxy Note7, con su exclusivo factor de forma elegante y características líderes en la industria, como su pantalla a color, había sido muy esperado por observadores de la industria, blogueros y consumidores de todo el mundo durante meses antes de que llegara a las tiendas.

Sin embargo, a fines de ese mes, comenzaron a surgir informes de incidentes de Note7. Esto precipitó un retiro global, luego de lo cual Samsung identificó rápidamente el problema: un cortocircuito en la batería causado por una desviación del electrodo negativo. Las tomografías computarizadas y los rayos X revelaron que el rollo de gelatina (un diseño utilizado en la mayoría de las baterías cilíndricas recargables) estaba comprimido en la bolsa de la batería, lo que debilitó el separador entre los dos electrodos, creando múltiples rutas de cortocircuito. Para proporcionar dispositivos Note7 de reemplazo, Samsung contrató a un proveedor secundario, uno que había proporcionado una parte de las baterías Note7 originales a nivel mundial sin incidentes. Este proveedor confirmó que podía satisfacer con seguridad la demanda total de los dispositivos de reemplazo Note7 en todo el mundo. Sin embargo, la batería de reemplazo pronto experimentó una segunda falla distinta causada por rebabas anormalmente altas en la lengüeta del electrodo positivo debido a defectos de soldadura ultrasónica.

Finalmente, Samsung retiró el Note7 del mercado menos de dos meses después de su lanzamiento. Los informes de la industria estimaron que Samsung perdió unos $ 10 mil millones en ventas.

Casi tan rápido como se llevó a cabo el proceso de retiro, Samsung implementó un programa de gestión de seguridad sin paralelo en su alcance y tamaño para la industria móvil. Al aumentar las pruebas de batería existentes y crear nuevos niveles de prueba, Samsung desarrolló un marco holístico de calidad y seguridad conocido como Verificación de seguridad de la batería de 8 puntos. Samsung instituyó estos protocolos de inspección y revisión en sus procesos de control de calidad internos y de sus proveedores de baterías, desde la producción de los componentes individuales que componen el dispositivo en sí, pasando por el proceso de unir esos componentes y ensamblar el teléfono, hasta el mismo final, cuando el dispositivo completo fue sujeto a pruebas adicionales.

El gigante de la electrónica también complementa este régimen de prueba con un Grupo asesor de baterías independiente compuesto por cuatro expertos, tres del mundo académico y uno de la industria, que revisan los procesos de Samsung y sus respuestas a problemas relacionados con los materiales, el diseño y la dinámica de las baterías.

Hemos realizado importantes inversiones para lanzar la red más amplia posible, en la búsqueda de soluciones, dice Justin Denison, vicepresidente senior de estrategia y marketing de productos de Samsung Electronics America. La empresa cuenta con instalaciones de prueba a gran escala hechas a la medida, que permiten a los ingenieros buscar posibles problemas o fallas durante la producción y validar la calidad y seguridad de los dispositivos antes de su lanzamiento. Samsung no solo está logrando su objetivo principal de aumentar la calidad del producto, sino que también está elevando la forma en que toda la industria administra el control de calidad.

Bajo presión

El programa de seguridad mejorado de Samsung incluye más pruebas a lo largo de la cadena de producción, incluida una mayor integración con los procesos de prueba de sus proveedores. Ahora utiliza tamaños de muestra más grandes, en algunos casos probando dispositivos y baterías en lotes que superan las 100.000 unidades.

Samsung también emprendió una iniciativa de gran alcance destinada a aumentar su capacidad para mitigar el riesgo de fallas. Este complejo proyecto ha aumentado la capacidad de la empresa para detectar de manera sistemática y completa los defectos de las baterías antes de que lleguen a los consumidores. Más importante aún, también ha creado un inmenso volumen de datos sobre el fenómeno de la falla de la batería del teléfono inteligente. En otras palabras, su escala de operaciones ha brindado a Samsung una herramienta invaluable que puede ayudarlo a predecir con precisión y mitigar de manera proactiva los problemas de producción por venir y compartir esos hallazgos en toda la industria.

Los desafíos de la batería de Samsung se establecieron en un contexto de velocidad y complejidad crecientes en la industria de los teléfonos inteligentes. Este entorno de producción ejerce una presión extraordinaria sobre todos los participantes a lo largo de la cadena de suministro, que se ve amplificada por las reglas fundamentales de la ciencia de la energía y los materiales, incluida la tensión constante entre la densidad de una batería (la composición del electrodo y otros materiales activos en un litio- batería de iones) y su potencia. Gerbrand Ceder, profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad de California Berkeley y miembro del Grupo Asesor de Baterías de Samsung, ha declarado que, si bien las baterías no tienen un equivalente directo a la ley de semiconductores de Moore, la potencia promedio de la batería de un teléfono inteligente tiene efectivamente se duplicó durante la última década, a un promedio de 700 vatios hora por litro.

Una sorpresa sorprendente

Ninguno de los factores anteriores es estrictamente la causa de las fallas de la batería del Note7, ya sea de forma aislada o conjunta. De hecho, esta constelación de dinámica industrial y técnica ha sido una constante para todos los fabricantes de dispositivos durante algún tiempo. La gestión de fallas se puede abordar de dos maneras: puede crear un entorno sin fallas... o diseñar su entorno operativo para fallas, y corregir enérgicamente los diseños y procesos cuando se detectan fallas, dice Ceder. Continúa admitiendo que las condiciones de cero fallas son prácticamente imposibles de lograr. Esto es aún más cierto en un entorno de producción tan grande como el de Samsung o el de otros grandes productores.

Samsung respondió al desafío mejorando aún más sus procesos de control de calidad, lanzando una red más amplia y mejorando los sistemas para detectar y detectar esas fallas. Esto ha significado diseñar pruebas nuevas y mejoradas y aumentar la muestra de dispositivos probados, así como incorporar la vista macro del Grupo Asesor de Baterías.

Más pruebas, más colaboración

Los esfuerzos de Samsung representan inversiones significativas en tiempo, materiales y costos de producción.

En Samsung, nos esforzamos por lograr una innovación de productos significativa para satisfacer las crecientes necesidades de los consumidores, pero lo que nuestra investigación nos enseñó es que también debemos innovar en nuestros procesos. Ya sea en diseño, ingeniería o control de calidad, buscamos constantemente áreas en las que podamos mejorar, dice Denison.

Samsung pudo aprovechar la importante experiencia en gestión de cambios para mejorar sus procesos de gestión de la seguridad. La verificación de seguridad de la batería de 8 puntos de Samsung no solo institucionalizó una serie de revisiones a lo largo de la cadena de suministro, sino que también mejoró múltiples pruebas que involucran muestras a gran escala de dispositivos completos, lo que parece ser único en la industria.

Cinco de estas pruebas, incluida una prueba de durabilidad que somete a las baterías a pinchazos y sobrecargas, ya eran procesos como parte del régimen de seguridad de Samsung, pero ahora se han mejorado con mayor frecuencia y/o etapas de prueba adicionales en diferentes fases del proceso de producción.

También se agregaron tres pruebas de estrés de batería completamente nuevas: una prueba de carga y descarga realizada en cada etapa de producción; una prueba de uso acelerado que involucra escenarios de uso intensivo, dice Denison; y una prueba de compuestos orgánicos volátiles totales.

Estas ocho pruebas se llevan a cabo en tres etapas distintas. La primera etapa se enfoca en garantizar que la calidad entrante de los componentes cumpla con los requisitos de Samsung. Se realizan seis pruebas en todos los lotes entrantes de baterías, que normalmente oscilan entre 10 000 y 15 000 unidades, y la mitad de las pruebas realizadas en esta etapa son pruebas destructivas. Si se observa una sola falla durante esta prueba, se desecharán todas las baterías. Samsung y el proveedor luego detienen el proceso de ensamblaje para evaluar la causa raíz del problema de la batería.

Una vez que se aprueba la producción del lote de baterías, se realizan pruebas adicionales en las baterías y los dispositivos a medida que avanzan en el proceso de producción del teléfono. Las baterías se rechazan si no superan las pruebas. Samsung también realiza una verificación completa del dispositivo después de la fase de producción inicial, que incluye una prueba de carga y descarga masiva y una prueba de uso acelerado. Luego, Samsung realiza pruebas a gran escala, recopilando datos vitales durante todo el proceso.

Los procesos de prueba y control de calidad de Samsung están cada vez más vinculados a los de sus proveedores y subcontratistas de baterías. Un componente fundamental del marco de verificación de seguridad de la batería de 8 puntos es la confianza en una colaboración profunda entre los equipos de control de calidad entrantes de Samsung y los de sus proveedores.

Los esfuerzos de Samsung (pruebas a un nivel de calidad y escala mucho más allá de los requisitos de la industria) han culminado en lo que puede ser la recopilación de datos más grande del mundo sobre fallas en el dispositivo y problemas de rendimiento. Parte de este esfuerzo son metodologías más estrictas de recopilación y gestión de datos.

Cada batería que fluye a través de nuestra cadena de suministro tiene un código QR [código de respuesta rápida o código de barras], que nos permite monitorear la calidad y el rendimiento de cada batería que pasa por nuestro proceso de producción de dispositivos, que luego se agrega a un base de datos masiva, dice Denison. Además, la escala de las pruebas permite un conjunto de datos que podría transformar una amplia red de detección en una herramienta predictiva.

Hay una cantidad sin precedentes de información y conocimiento que se puede generar a partir de la manera y la escala con la que Samsung analiza las actividades de carga en el dispositivo, dice Ceder.

Las fallas de productos y componentes son inevitables en cualquier proceso de fabricación. Producir en grandes cantidades permite la capacidad de replicar incidentes. Con volúmenes de producción más pequeños, puede ser más difícil distinguir entre problemas legítimos y fallas únicas. Sin embargo, a raíz del evento de retiro del Note7, Samsung convirtió el tamaño, la escala y la complejidad de su cadena de suministro en un activo.

Simplemente construir un mejor motor de detección de agujas de pajar no es revolucionario en sí mismo, o incluso realmente posible. Sin embargo, al aumentar la cantidad de pruebas y la escala de los tamaños de muestra relacionados, Samsung ha desarrollado una solución innovadora para la mitigación de fallas que tendrá ramificaciones masivas en toda la industria. La respuesta de Samsung ha creado una plataforma de colaboración de control de calidad en la que puede participar toda la industria y de la que puede beneficiarse.

Para obtener más información sobre la tecnología de Samsung, visite Samsung.com

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