“6 Sigma”品质管理的研究

luntaner

“6 Sigma”品质管理的研究
Francis To

    在不少印刷公司取得ISO 9000品质保证的同时，在品质保证发展上，近年提出了“6 Sigma”的品质管理。
$ e+ f" N3 d; I& {- v    不少跨国性企业已采用这品质管理概念，并要求他们的供应商提供此种保证。根据“Publishing Weekly”报导，美国印刷业于昨午已开了一个有关的会议。一些大型印刷公司，譬如RR.Ronaldley等已作有关的尝试，相信这风气在未来两年势必影响本港。
一、“6 Sigma”的历史：
0 a# x# x+ a( d    在70年代，Motorola面对日本严峻的挑战，其主席Bob galvin决定在品质上改善，来迎战日本高品质的挑战。在1981年，他要求其产品必须在五年内有10倍的改善。于1987年，Motorola建立了“6 Sigma”的概念，基于统计学上的原理，“6 Sigma”代表着品质合格率达99.9997%或以上。换句话说，每一百万件产品只有3.4件次品，这是非常接近“零缺点”的要求。“6 Sigma”计划要求不断改善产品、品质和服务，他们制定了目标、工具和方法来达到目标和客户完全满意（Total Customer Satisfaction）的要求。在过程上他们提供了黑带（Black Belt）和绿带（Green Belt）的有经验工程人员和顾问推行整个计划，并成为品质改善的先锋。
    Motorola的“七步骤方法”（Seven Step Method），“不断改善”（Continuous Improvement）和客户完全满意（Total Customer Satisfaction）都是取材自TQM（全面优质管理概念）。他们提出新设计文化，简化生产步骤，采用机械臂、通用网络等来达到他们5“九”（99.999%)品质要求。1989年，Motorola更成功取得“Motorola Baldnige National Quality Award”奖项。1989年，Bob Galvin又提出另一个十倍品质改善的要求，并于1991年完成。自1981年起，Motorola已录得1000倍（1000∶1）的品质改善。其他公司，譬如Boeing,Caterpllar,Corning,General Electric,Digital Equipment和IBM等公司都采用“6 Sigma”方法去改善品质。
    Motorola其中一个成就就是把以前“3 Sigma”（合格率为99.73%）的品质要求提高至“6 Sigma”。他们把传统合格率百分比的要求改变为百万分比或亿万分比。
二、何谓“6 Sigma”
1. Sigma的解释
“Sigma”的定义是根据俄国数学家P.L.Chebyshtv(1821-1894）的理论形成。根据他的计算，如果有68%的合格率，便是±1 Sigma(或Standard Steviation)，±2 Sigma有95%的合格率，而±3 Sigma便达至99.73%的合格率。
+ t8 a1 B  W: n$ c; L    在70年代，产品如果达到2 Sigma便达到标准。但在80年代，品质要求已提升至3 Sigma。这就是说产品的合格率已达到99.73%的水平，只有0.27%为次货。又或者解释为每一千货产品只有2.7件为次品。很多人以为产品达至此水平已非常美满。可是，根据Evans和Lindsay一书提出，如果产品达到99.73%合格率的话，以下事件便会继续在美国发生：
    ——每年有20000次配错药事件
( X+ ?& x+ w9 T( b    ——每年有超过15000婴儿出生时会被抛落地上
/ R# }+ t- |9 ?8 l0 N; {( X: D( B    ——每年平均有9小时没有水、电、暖气供应
! u- X  K4 S; K# y1 S/ f8 L% D) e    ——每星期有500宗做错手术事件
    ——每小时有2000封信邮寄错误
    虽然合格率已达到99.73%的水平，但相信各位读者对以上品质要求并不满意。所以有很多公司已要求“6 sigma”的品质管理。就是说其品质要求是“3 sigma”的一倍。其合格率为99.99966%(Motorola所谓的5“九”了），每一百万种产品中只有3.4件是次品（非常接近零缺点要求）。相比之下，3 sigma容许在1百万件产品中有2700件次品。事实上，日本已把“6 sigma”成为他们品质要求的指标。
2. “6 sigma”的计算方法：
/ L2 l% L7 k7 Z* @8 n; f- ~    其实“6 sigma”是有别于1920年代Bell研究所的研究员Walter A Shewhart发展的“品质管制表”的概念[注解1]。它是根据（Cp)Process Capability Index而定出其关系的。
. _4 }, K9 J, \# w* PCp=(UCL-LCL)/6 sigma
如果Cp＜1就代表未能达到指标
Cp=1已达到3 sigma的要求
Cp＞2代表已超过3 Sigma的要求
    但是如果要达到6 Sigma，Cp必然达到2[注解2]。其实，根据“The Six Sigma Way”一书[注解3]的公式，可以很简单便算出其结果。
! T. o( [- G  b" L" c# M6 U（次品的数目÷总次品的机会）×106=PPM（Parts Per Million)或DPMO（Defection Per Million Opportunities)
! M6 T) @9 w/ C& g, S2 \总次品机会=总检查数目×每件产品潜在次品机会
    根据PPM的结果，在换算表中便可得知是否已达到“6 sigma”的要求。

合格率Yield(%)	次品于一百万分之机会 - N. l0 ?8 ]) A7 \DPMO(Defect per Million Opportunities)	Sigma	流行年代 Quality Standards accepted in Periods
6.68	933200 ! w% C9 A  H% r! @	0 , ^) z9 f/ x/ ?; S
8.455	915450	0.125
10.56	894400	0.25	6 ^0 ^$ l+ {0 v9 r* b; B7 P
13.03   F6 L6 U/ ~; w7 s/ }	869700 5 k$ l" X( ?; c& U' C& m	0.375
15.87	841300	0.5 ( s: e# X6 o) k+ i/ v
19.08 5 U% N' a$ u: Z: `# |+ H. {	809200 # ]6 U% _5 K- K; n: i0 s5 C! m2 y	0.625 ' N5 ?+ z/ |: e9 m+ L
22.66   H+ |7 n, c: C8 t/ o0 O	773400 ! X3 P! i' ]& P+ V	0.75 " l# e0 O, i4 B& w1 D* Z
26.595	734050	0.875 4 S( z4 P" k0 a) v! _4 Z	& S9 {8 |9 j) Q- Y! j" s
30.85 * D' {! S1 {5 [	691500 ' f( Y5 R9 z) u	1 9 B- [) `2 C4 l5 }
35.435	645650 3 `, K2 }" k- W% J	1.125 , T; v) Q! M9 y, p8 N	: @  M% K6 a1 _& ^
40.13	598700	1.25 # ?( y, |+ q. A' v
45.025 & ]8 `2 s. f4 ^	549750	1.375 $ f8 h& K! d0 U( j8 K: e1 I	$ Q) K5 {, b7 t) X
50 % f' T$ p2 K( m# H) v	500000	1.5 ! V$ h% H0 o. `# k* L2 k
54.975	450250	1.625 . R2 D2 S2 c7 _- {' v. ~$ q- ]3 N
59.87 + L5 U  V' Z. X/ X  {1 N	401300	1.75
64.565 3 X7 c% H4 e0 Q4 u9 |	354350   E& ~2 G! M& e& L( s	1.875	$ ^4 ?2 o- W6 h; S* O, D
69.15	308500	2	1970s
73.405 9 M. y: l$ g% H. x  d	265950   K! V: q6 i% r, ]; K- o% j4 c	2.125	n; Z8 M3 y' p- Q7 R2 x
77.34	226600 5 D# n2 P# p$ A$ y3 J5 B1 ]. T	2.25 : j" R+ z0 C/ o) L/ d/ B  r	) W4 o6 y( E- t& C# k# b
80.92	190800	2.375
84.13 6 d- H/ F4 ?8 R9 Q% Z, f	158700	2.5 5 x( y8 a. w% e	5 h: o0 y. C$ @
86.97	130300 , ~; |! k4 S( Z	2.625   A) ?0 y+ j' e2 c: g; ?! e
89.44	105600 , V  s5 W, e" ^+ }7 f	2.75 ' q2 P' F; N' [: v' R
91.545 7 |) U2 Q) x; D	84550 + K( I; i; {- K4 `/ K7 A	2.875	6 m+ i, K9 M1 L+ q$ Q! u2 K
93.32 . _! a% }; |( c4 O	66800 $ W  A# v  v, |! y. E. z	3	1980s
94.79	52100 - {2 |& x! s- l0 k7 U	3.125
95.99	40100 & n* \8 ?. G7 E2 m# H) Z$ w$ O	3.25 / w' z- B% x6 v  u% U	1 f3 f: b% i8 r$ m/ i# W6 _  v, t* m9 b
96.96 1 }, M, R( m0 W4 {2 T5 t+ X	30400	3.375	2 V& `) E+ L# I! @& u6 `' Z( B
97.73 6 n6 s. N8 z  _' G2 B. ]- Y4 J	22700 3 j' q+ z+ A0 V! A  ^/ O9 O  J5 Z	3.5 ( X; q3 q( I, g3 y9 g5 x" P	3 N0 m( Q5 M$ w% z+ T
98.32 ; x  i) {0 A' V: y6 E( ~6 K	16800	3.625
98.78 8 D* j: s# g: _; Q	12200	3.75 % q! a8 M) i' C  ~2 c' k	9 s; @! b! i+ V8 q& Z& H) ~+ b
99.12 / K7 V( i( ^9 i3 ?	8800	3.875 # Q. A# }  T1 g3 r
99.38	6200	4 1 F$ H# ^% M& ]  [6 T6 E	Early 1990s
99.565	4350	4.125	& A' R5 ]  c/ ~
99.7 ) f% ^& V5 d0 P4 ]5 h$ c# _	3000	4.25 & F7 f+ \2 T' o. P1 @( E	3 {+ a6 l+ v! p. o4 e
99.795	2050 $ u" b  v. Z! Y! w( c- w8 L9 d	4.375 ( p" q+ K7 u/ w) Q  ]
99.87 5 |- j" G3 d) @& Z# c9 H5 y1 L	1300	4.5	3 C- W% }9 u; z
99.91 5 y# _+ s+ X0 f* X* d	900	4.625 6 M2 S* a$ `2 E: d6 Y5 D	- n8 N% V/ a3 _* C4 ]
99.94 - L% i! o7 N% I, l8 ~	600	4.75	* c: y" l& ^* [: w' k* o
99.96	400	4.875	, t6 p/ Z4 c4 R% y) {& ]5 W# w
99.977	230 , C+ P  t, z7 W+ L5 V2 L	5 ) x% }2 x4 [& F7 O: C4 ]- F) E	Mid 1990s
99.982 * d, j8 y( C. m* [" f" L0 g	180	5.125
99.987 - i) A1 f- u; x	130 5 w3 a; j0 T' K8 E2 m% C	5.25 1 T8 W' i/ z% o+ f
99.992	80 4 J& b. h7 j% M! I" D	5.375
99.997 + C; u' ~/ V1 m) t- ^; O) s7 [- B	30	5.5 " w2 T4 d; c2 B( l( Y	5 z5 H5 z* Q. V7 M* ^2 ~
99.99767	23.35 / K& v* A) k- l  W$ @. _. V	5.625 ' g* a1 [# N" S" n" h% ~" i	. J# ]' h' u3 Z5 P# w, f! F
99.99833	16.7 5 ~; j) i9 o4 S* S3 d; r	5.75 * X5 p( ^/ K$ G	2 J# a, Z6 Z' A4 o+ N$ o
99.999 8 ^3 g9 @/ G4 _5 p- @- Y3 u	10.05 1 S; c: D# W3 {, d2 j$ C: c( O1 \	5.875 6 m. E1 L& T1 e% k8 l	! A/ p0 _# Z8 v& a
99.99966	3.4 6 P: N9 ?, H7 @	6 9 W. e7 @: P, u" ~- L4 w: O	2000s

luntaner

三、品质改善的发展：
) D2 F% @* Y; E2 o    一九二○年代，Bell研究所的研究员，Walter A.Shewhart根据统计学方法发展出“品质管制表”（Control Chart）的概念。他的同事，W.Edwards Deming把此方法在战后的日本发扬光大，从而制定了日本产品商品质要求的路向。五十年代便发展了AQL（Acceptable Quality Level),AOQL（Average Outgoing Quality Level)和LTPD（Lot Tolerance Percent Defective）等方法。六十年代，由于苏联在太空发展上较美国成功，美国国防部提出“零缺点”的管理要求。他们以为如果工人能保证生产可达到零缺点，品质便有保证。
: m9 A2 C5 U8 P6 Y; D    一九八七年，影响各行各业的ISO 9000出现。在品质管理上，它是一个很好的制度。可是，这些文件管理只产生官僚化现象。这制度只可以保证现有品质要求，但在产品不断改善（Continuous Improvement)方面，并没有什么贡献。
+ p2 {7 u9 p8 a/ z, W: k% F. a  A    其实在八十年代至九十年代，亦倡行全面优质管理方法（Total Quality Management)，其方法是不断改善品质，以达到零缺点的梦想。在西文国家，有几位品质管理专家对国际品质管理有异常重大的影响，其中佼佼者有戴明（W.Edward Deming)、朱兰（Joseph H.Juran)、哥斯比（Philip Crosby）等。过去十多年来，西文国家的大企业若考虑推行品质改善计划，差不多都一定会参考这些大师的著作，甚至聘请他们为顾问。特别在日本，Deming和Juran绵有异常崇高的地位，以Deming为名的“Deming Award”（戴明品质奖），至今仍是日本品质管理的最高荣誉。
6 p5 ~$ h* E1 i0 i    可是，当时Juran提出的品质成本曲线理论（Cost of Quality），在八十年代已备受挑战。（见图一）
. j! ~7 [( L3 G1 _; Z1 V7 v    他以为当品质改善至某一程度时，就算再大量增加资源改善，其效果是不明显的。所以所谓零缺点是不切实际的理想。当时亦流行当品质达到某一范围，便算合格。其理论正如射龙门一样，若足球射在方格内，便取得一分（见图二及三）。
' \0 r1 `3 u& u1 N0 j. r# K7 ^! n    由于科技进步，各类仪器能够取代人手，发挥防止次品出现的机会。一个突破性的品质成本曲线出现（见图四）。
    如果在预防和检定增加资源方面，“零缺点”理想是可以达到的。再加上当时日本一位品质管理专家Taguchi推翻射龙门的品质要求理论，他提出产品品质要在某一点的中线位置，高于或低于此点便代表成本上升（检查、测试、翻工等），并代表增加客人的不满（见图三）。其他品质管理专家，如Ishikawa,Kaizen等都抱着同一理念。
    在品质理论上，当时的品质管理大师都以为通过品质圈（Quality Circles），品质控制及保证和各级员工训练和参与等，便能达到“全面优质管理”的效果。经过十多年的努力，除了Xerox的例子比较突出外，其成就并不显著，考其原因，正如Peter S.Pande在“The Six Sigma Way”一书提出注解4，“全面优质管理”概念缺乏有经验的管理层由上而下推行。最致命的是缺乏明确目标来推行，他们不知道怎样才能达到目标。所以很多时候他们定位错误，引致浪费资源。
    “全面优质管理”的努力并不是白费的，Motorola在一九八七年提出的“Six Sigma”品质管理方法，是建基于“全面优质管理”并加以改善。他们“不断改善”（Continuous Improvement）,七步骤方法（Seven Step Method）和客户完全满意（Total Customer Satisfaction)等都是取材自“全面优质管理”（TQM）概念。Motorola在口号上加上“6 sigma”的产品要求目标，并利用黑带（Black Belt）的有经验管理人员来推行。Motorola和General Electric便是典型的成功例子，亦引发其他公司学习。与此同时，不少有关“6 sigma”的书本、文章在互联网上出现。再加上不少品质顾问公司宣扬及提供“6 sigma”管理的服务，可谓百花齐放，一时无俩。
    可是，“6 sigma”的成功亦引来不少敌人，如Thomas Pyzdek的“Motorola's Six Sigma Program”注解5和Arthur M.Schneiderman的“Question:When is Six Sigma not Six Sigma/Answer:When it's the Six Sigma Metric!!”注解6一文都质疑Motorola在统计学上的偏差。根据他们的计算，6Sigma代表每一亿个产品只有2个次品。Motorola所谓的6 Sigma可能只达到4.5 Sigma而已。在本质改善方面，6 Sigma并不代表终极，8 Sigma、10 Sigma、12 Sigma会继续出现，根据Arthur M.Schneiderman的说法，当达到10 Sigma时，以Motorola的方法，便和正确的方法有1000倍的偏差。再者，他又质疑厘定品质要求的标准是否合理。在生产成本节省上，亦代表产品开发和品质检定的成本增加，他们是否取得平稀奇呢？他认为所谓“6 Sigma”其实只是口号，其中心还是“全面优质管理方法（Total Quality Management）”
3 p1 n/ d- }, z' p% v    再者，Keki R.Bhote，曾在Motorola推行6 Sigma计划担任高级顾问一职，在他的“World Class Quality”一书中指出Motorola提供的只是婴孩形的“6 Sigma”（Baby Six Sigma-“The Little Q”），他以为他提出的“最终极6 Sigma”(The Ultimate Sigma-“The Big Q”)最为有效。他提议的“实验议计”（Design of Experiments-DDE）和“十个最有效工具”（The Ten Powerful Tool for the 21st Century）注解7最能达致世界级的品质管理要求。
( R. x+ b: I( \) W6 D# g: S    四、 小结：
2 q' X3 ~+ i4 D0 _. S* n    在品质改善道路上，各家学说理论可谓五花八门，百花齐放，其目的是“不断改善”（Continuous Improvement），以达“零缺点”水平。可是，希望各位读者不要被前文的图表和计算方法吓倒。前文所说，只是印证品质管理发展和“6 Sigma”的定义。如果能够达到“零缺点”和“优质管理”，其计算方法和前文提供的可谓风马牛不相及，希望各位读者不要本末倒置，花费时间在以上的统计。老实说，“6 Sigma”只是其口号，如果达到“6 Sigma”或“零缺点”才是其精神所在。
    虽然现在有很多顾问公司都以“6 Sigma”为口号，提倡品质改善服务，可是，其内容五花八门，各师各法，与ISO9000的严格要求完全不一样。总括而言，他们都以全面优质管理（Total Quality Management）为基石，并结合各品管理论专家的成果，从而制定他们的方法。譬如Peter S.Pande一书着重员工的训练，但是KeKi R.Bhote一书着重各类统计方法监察和鉴定产品便是极端的例子。
    无论如何，Motorola“6 Sigma”是利用“七步骤方法”（Seven-Step Method）才成功。老实说，“七步骤方法”并不是什么惊天动地的新发明，它只是“全面优质管理”（Total Quality Management）的一个方法。再结合Walter Shewhart的PDCA周期“Plan（计划）-Do(实行）-Check（检查）-Act(制定）”，便成为“不断改善”(Continuous Improvement)的目标。当然，Motorola在“七步骤方法”上会加上“团队精神”，“由上至下推行方法”，“6 Sigma口号”，和各“品质检定”等方法，才能成功。

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谢谢发帖，学习下。