Échelle de combat avec échelle

En partenariat avec Samsung

Début août 2016, Samsung Electronics occupait une position de premier plan dans l'industrie mondiale des smartphones. Il était sur le point d'étendre son empreinte avec le lancement d'un produit phare innovant. Le Galaxy Note7, avec son facteur de forme élégant unique et ses fonctionnalités de pointe telles que son écran couleur, avait été très attendu par les observateurs de l'industrie, les blogueurs et les consommateurs du monde entier pendant des mois avant qu'il n'arrive sur les tablettes.

À la fin de ce mois, cependant, des rapports d'incidents Note7 ont commencé à faire surface. Cela a précipité un rappel mondial, après quoi Samsung a rapidement identifié le problème : un court-circuit de la batterie causé par une déviation de l'électrode négative. Les tomodensitogrammes et les rayons X ont révélé que le jelly roll (une conception utilisée dans la plupart des batteries rechargeables cylindriques) était comprimé dans la pochette de la batterie, ce qui affaiblissait le séparateur entre les deux électrodes, créant de multiples chemins de court-circuit. Afin de fournir des appareils Note7 de remplacement, Samsung a fait appel à un fournisseur secondaire, celui qui a fourni une partie des batteries Note7 d'origine dans le monde entier sans incident. Ce fournisseur a confirmé qu'il pouvait répondre en toute sécurité à l'ensemble de la demande d'appareils de remplacement Note7 dans le monde entier. Cependant, la batterie de remplacement a rapidement connu une deuxième panne distincte causée par des bavures anormalement élevées sur la languette de l'électrode positive en raison de défauts de soudage par ultrasons.

Finalement, Samsung a retiré le Note7 du marché moins de deux mois après son lancement. Les rapports de l'industrie ont estimé que Samsung avait perdu quelque 10 milliards de dollars de ventes.

Presque aussi rapidement que le processus de rappel s'est déroulé, Samsung a mis en place un programme de gestion de la sécurité sans précédent dans sa portée et sa taille pour l'industrie mobile. En complétant les tests de batterie existants et en créant de nouveaux niveaux de test, Samsung a développé un cadre holistique de qualité et de sécurité connu sous le nom de contrôle de sécurité de la batterie en 8 points. Samsung a institué ces protocoles d'inspection et d'examen dans ses processus d'assurance qualité internes et de ses fournisseurs de batteries - de la production des composants individuels qui composent l'appareil lui-même, en passant par le processus d'assemblage de ces composants et d'assemblage du téléphone, jusqu'au très fin, lorsque le dispositif terminé a été soumis à des tests supplémentaires.

Le géant de l'électronique complète également ce régime de test avec un groupe consultatif indépendant sur les batteries composé de quatre experts - trois du milieu universitaire et un de l'industrie - qui examinent les processus de Samsung et ses réponses aux problèmes liés aux matériaux, à la conception et à la dynamique des batteries.

Nous avons fait des investissements importants afin de jeter le plus large filet possible, dans la recherche de solutions, déclare Justin Denison, vice-président directeur, Stratégie produit et marketing chez Samsung Electronics America. La société dispose d'installations de test à grande échelle sur mesure, qui permettent aux ingénieurs de rechercher des problèmes ou des défauts potentiels pendant la production et de valider la qualité et la sécurité des appareils avant leur sortie. Samsung atteint non seulement son objectif principal d'améliorer la qualité des produits, mais améliore également la façon dont l'ensemble de l'industrie gère le contrôle de la qualité.

Sous pression

Le programme de sécurité amélioré de Samsung comprend davantage de tests tout au long de la chaîne de production, y compris une intégration accrue avec les processus de test de ses fournisseurs. Il utilise désormais des échantillons plus importants, testant dans certains cas des appareils et des batteries par lots dépassant 100 000 unités.

Samsung a également entrepris une initiative de grande envergure visant à accroître sa capacité à atténuer le risque de défaillance. Ce projet complexe a augmenté la capacité de l'entreprise à détecter systématiquement et complètement les défauts de batterie avant qu'ils n'atteignent les consommateurs. Plus important encore, il a également créé un immense volume de données sur le phénomène de panne de batterie de smartphone lui-même. En d'autres termes, l'ampleur de leurs opérations a fourni à Samsung un outil inestimable qui peut l'aider à prévoir avec précision et à atténuer de manière proactive les problèmes de production à venir et à partager ces découvertes dans l'industrie.

Les défis de la batterie de Samsung ont été posés dans un contexte de vitesse et de complexité croissantes de l'industrie des smartphones. Cet environnement de production exerce une pression extraordinaire sur tous les participants tout au long de la chaîne d'approvisionnement - qui est amplifiée par les règles fondamentales de la science de l'énergie et des matériaux, y compris la tension constante entre la densité d'une batterie (la composition de l'électrode et d'autres matériaux actifs dans un lithium- batterie ionique) et sa puissance. Gerbrand Ceder, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'Université de Californie à Berkeley et membre du Battery Advisory Group de Samsung, a déclaré que, bien que les batteries n'aient pas d'équivalent direct à la loi sur les semi-conducteurs de Moore, la puissance moyenne d'une batterie de smartphone a effectivement doublé au cours de la dernière décennie, pour atteindre une moyenne de 700 wattheures par litre.

Une surprise sans surprise

Aucun des facteurs ci-dessus n'est strictement la cause des pannes de batterie du Note7, que ce soit isolément ou de concert. En effet, cette constellation de dynamiques industrielles et techniques est une constante pour tous les fabricants d'appareils depuis un certain temps. La gestion des pannes peut être abordée de deux manières : vous pouvez soit créer un environnement zéro défaut… soit concevoir votre environnement d'exploitation pour les pannes, et corriger vigoureusement les conceptions et les processus lorsque des pannes sont détectées, explique Ceder. Il poursuit en admettant que les conditions zéro défaut sont pratiquement impossibles à atteindre. C'est encore plus vrai dans un environnement de production aussi vaste que celui de Samsung ou d'autres grands producteurs.

Samsung a relevé le défi en améliorant encore ses processus d'assurance qualité, en élargissant son réseau et en améliorant les systèmes pour détecter et détecter ces défaillances. Cela a signifié à la fois la conception de tests nouveaux et améliorés et l'augmentation de l'échantillonnage des appareils testés, ainsi que l'intégration de la macro-vision du Battery Advisory Group.

Plus de tests, plus de collaboration

Les efforts de Samsung représentent des investissements importants en temps, en matériel et en coûts de production.

Chez Samsung, nous nous efforçons d'innover de manière significative pour répondre aux besoins croissants des consommateurs, mais ce que notre enquête nous a appris, c'est que nous devons également innover dans nos processus. Que ce soit dans la conception, l'ingénierie ou l'assurance qualité, nous recherchons constamment des domaines dans lesquels nous pouvons nous améliorer, déclare Denison.

Samsung a pu tirer parti de l'importante expertise en matière de gestion du changement pour améliorer ses processus de gestion de la sécurité. Le contrôle de sécurité de la batterie en 8 points de Samsung a non seulement institutionnalisé une série d'examens tout au long de la chaîne d'approvisionnement, mais a également amélioré plusieurs tests impliquant un échantillonnage à grande échelle d'appareils terminés, ce qui semble unique dans l'industrie.

Cinq de ces tests, y compris un test de durabilité soumettant les batteries à des crevaisons et à des surcharges, faisaient déjà partie du régime de sécurité de Samsung, mais ont maintenant été améliorés avec une fréquence accrue et/ou des étapes de test supplémentaires à différentes phases du processus de production.

Trois tests de résistance des batteries entièrement nouveaux ont également été ajoutés : un test de charge et de décharge effectué à chaque étape de la production ; un test d'utilisation accéléré impliquant des scénarios d'utilisation intensive, explique Denison ; et un test de composés organiques volatils totaux.

Ces huit tests se déroulent en trois étapes distinctes. La première étape consiste à s'assurer que la qualité entrante des composants répond aux exigences de Samsung. Six tests sont effectués sur tous les lots de batteries entrants, ce qui représente généralement entre 10 000 et 15 000 unités, et la moitié des tests effectués à ce stade sont des tests destructifs. Si même une seule panne est observée lors de ce test, le lot entier de batteries sera jeté. Samsung et le fournisseur arrêtent ensuite le processus d'assemblage pour évaluer la cause première du problème de batterie.

Une fois que le lot de batteries est approuvé pour la production, des tests supplémentaires sont effectués sur les batteries et les appareils tout au long du processus de production du téléphone. Les batteries sont rejetées si elles échouent aux tests. Samsung effectue également une vérification complète de l'appareil après la phase de production initiale, qui comprend un test de charge et de décharge massif et un test d'utilisation accélérée. Samsung effectue ensuite des tests à grande échelle, collectant des données vitales tout au long du processus.

Les processus de contrôle qualité et de test de Samsung sont de plus en plus liés à ceux de ses fournisseurs et sous-traitants de batteries. Un élément fondamental du cadre de vérification de la sécurité de la batterie en 8 points repose sur une étroite collaboration entre les équipes de contrôle qualité entrantes de Samsung et celles de ses fournisseurs.

Les efforts de Samsung - des tests à un niveau de qualité et d'échelle bien au-delà des exigences de l'industrie - ont abouti à ce qui pourrait être la plus grande collecte de données au monde sur les problèmes de défaillance et de performances des appareils. Une partie de cet effort consiste à resserrer les méthodologies de collecte et de gestion des données.

Chaque batterie qui circule dans notre chaîne d'approvisionnement porte un code QR [code de réponse rapide ou code à barres], pour nous permettre de surveiller la qualité et les performances de chaque batterie tout au long de notre processus de production d'appareils, qui est ensuite ajouté à un énorme base de données, dit Denison. De plus, l'échelle des tests permet un pool de données qui pourrait transformer un large réseau de détective en un outil prédictif.

Il existe une quantité sans précédent d'informations et d'informations qui peuvent être générées à partir de la manière et de l'échelle avec lesquelles Samsung analyse les activités de charge dans l'appareil, déclare Ceder.

Les défaillances des produits et des composants sont inévitables dans tout processus de fabrication. Produire en grand nombre permet de reproduire les incidents. Avec des volumes de production plus petits, il peut être plus difficile de faire la distinction entre les problèmes légitimes et les défaillances ponctuelles. À la suite de l'événement de rappel Note7, cependant, Samsung a transformé la taille, l'échelle et la complexité de sa chaîne d'approvisionnement en un atout.

Construire simplement un meilleur moteur de détection d'aiguilles de botte de foin n'est pas en soi révolutionnaire, ni même vraiment possible. Cependant, en augmentant le nombre de tests et l'échelle des tailles d'échantillons associées, Samsung a développé une solution innovante pour l'atténuation des défaillances qui aura des ramifications massives dans l'ensemble de l'industrie. La réponse de Samsung a créé une plate-forme de collaboration de contrôle de la qualité à laquelle l'ensemble de l'industrie peut participer et dont elle peut bénéficier.

Pour en savoir plus sur la technologie de Samsung, visitez samsung.com

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