“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。
+ {" ^) U6 i, C  D    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：
' E7 X2 F1 b! ]    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。
; m& u2 k5 [+ q& R7 G1 m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。
    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
    ——每年有超过15000婴儿出生时会被抛落地上
    ——每年平均有9小时没有水、电、暖气供应
    ——每星期有500宗做错手术事件
+ }8 i5 g+ a1 h: G( X/ V    ——每小时有2000封信邮寄错误
( b$ ]/ f! m+ x' H    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。
0 J( y2 c& t4 [* l* L/ z" g4 P2. “6 sigma”的计算方法：
& d7 ?  j) }4 Y8 C/ e  `+ x; @    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。
! c4 A5 y* H3 j& NCp=(UCL-LCL)/6 sigma
3 k' z8 p. m7 u% S8 M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
7 F1 U1 S  A, g    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。
5 m" ~) X6 P2 h' _, L& Y（次品的数目÷总次品的机会）×106=PPM（Parts Per Million)或DPMO（Defection Per Million Opportunities)
1 i9 j9 s' O: o/ e; u4 L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 , B# D# ?* j7 v1 @+ YDPMO(Defect per Million Opportunities)	Sigma	流行年代 & f+ Z# M( Z; s9 W  c  D+ tQuality Standards accepted in Periods
6.68 8 ]5 z% B4 d7 c0 t	933200	0 ! [) V4 c& Y! s+ Y# D& a% e
8.455	915450 9 |# ?* ~8 z8 O) E% R+ Q	0.125   Y. V6 g, ]  j( j: r/ [) S4 d
10.56	894400 3 L6 J- i; ]+ s- C$ A% A  t  w	0.25 1 D0 A! _7 m9 U' _( x* u( {: G  F- X8 e! I	/ {; I' x* }# H. u" P1 T% o* @
13.03	869700	0.375 ( m# s+ C$ B$ H7 S( ~2 _	# F  s8 k- [3 W
15.87	841300	0.5	$ C6 x9 ^: t6 P7 {' x
19.08	809200	0.625
22.66	773400	0.75 " i1 B+ F) g- X  ~. f$ Q
26.595 $ x% ]- ^. S" A1 w	734050	0.875 3 x) N; s) [, q, t+ C" C. L	v7 F( ?- s) ^$ A) `7 e! P
30.85 . ~5 h: t; N7 t: O' G! E	691500	1
35.435 9 M" i. W6 Y5 a4 i- L+ \) O0 A  k	645650	1.125 9 f6 g" W! O, h! a! K' s2 g8 e: Q  M	5 Z/ P3 T* C( t! _1 J
40.13	598700	1.25	6 p* O: J- g% o
45.025	549750	1.375 ( m& G3 a/ O, B2 Q+ b- E	7 N6 Z( ^- U2 [! g/ e7 ^
50 5 t; {- ?  R# M2 K9 K, _	500000	1.5 1 T, D6 ^8 l; n$ @3 ~1 T
54.975 4 q2 G  b; w% W+ l2 W" K	450250 ) a: E+ o# X+ s( G	1.625 ! u3 v# L5 S) n	1 L6 A/ p' o9 o* `2 j
59.87 ! d1 h) }- W; ?7 F, F5 R" ?4 p	401300 ; C0 B9 J5 ~' ~9 k( r	1.75 8 p5 x; ~& g4 D* V! g	9 [& n6 k0 @% V& E5 }! Z
64.565	354350	1.875 % G0 ]3 ^! v. B! I% ~/ o
69.15	308500 9 N( v5 b3 ]% U8 f9 F	2	1970s
73.405	265950 ) ~1 Z& q& M" L- I9 T2 m" k3 ?( f4 U	2.125 0 N7 j. c2 m- q	' |9 w. F/ b- d3 `
77.34	226600	2.25 9 a2 x8 N! R5 ^1 O	$ S  A4 Y2 q% o* {3 D2 A1 E- x5 Z
80.92	190800 5 ~. K* V/ }( X9 t1 b	2.375	~% j& z5 ^9 E
84.13 8 L( F. y# h! q* `0 U/ Y	158700 1 j% z. _. k" y0 ^$ i	2.5 : c' y" [# x9 g  [; @	; ?& U/ _0 ^# [6 v* Q
86.97	130300 3 W+ c2 k. g2 N1 m4 j3 x$ P: _	2.625	% p; q5 r3 ]7 @9 ?
89.44 ) S: [0 }6 T$ h- p	105600 , S6 K& z5 R) B" G5 H	2.75
91.545 / V& ~4 b4 z! r# Q6 l3 W	84550	2.875 3 Z3 r- ~' G. x0 m, e5 A" V# g5 B
93.32 ) N7 w+ X; d) h4 I2 f	66800 3 q: p! G" D; C! T. D) _1 _7 k* |6 ?- x	3 1 Q3 u9 x' X) y3 _( w2 C# ~	1980s
94.79	52100	3.125 1 `2 s( j" j7 E4 W! [
95.99	40100 6 r2 S) S0 i5 C4 s	3.25 9 u- ~8 ^- m: E' a+ X	+ H' |/ }/ N" j* P! |
96.96 8 J; L1 l, x8 C	30400	3.375 % p+ g6 E) [+ E) W	$ h# k+ e& m4 h; Q
97.73	22700 % l. w) Y5 F% Y) _5 h; z& o0 ~( p8 j. @	3.5
98.32 8 X4 g6 q+ I' E, p7 X0 N	16800	3.625
98.78	12200	3.75
99.12	8800	3.875 * n. O$ q; `4 C( K: c& h	! k: w8 s( m& a
99.38 4 Y6 h, @6 }5 c% C8 z	6200	4	Early 1990s
99.565	4350	4.125 & T0 G2 M% C( w) y) g5 {- R
99.7 * U" k  c: o2 c" W+ \7 t	3000	4.25 $ |. X) h( K' J4 M2 @: {
99.795 7 t. L: {' m* N. ~+ e	2050 0 q6 w" T& f' \+ j2 ?	4.375	# N0 z  n; `; R: m. z2 U
99.87	1300	4.5	, P1 G1 Q1 \! I% [1 ^0 W  C
99.91	900 . a" @. ^# s5 u; w/ t	4.625 ( {. K& [% V/ o, f) y( ~" a: G! h
99.94	600	4.75
99.96	400 5 u' g; v% N* G* W/ ]/ a0 @) E  B/ F	4.875	& c" b! y- i7 O8 j$ ?% Q4 F
99.977 ' N7 f0 @% C2 K7 K	230	5 ) U7 j2 j" \+ M" f) _	Mid 1990s
99.982	180 ( g& k1 B# q% ?+ I# w/ k	5.125 ! J7 R8 C% M/ o- N* a" [+ {
99.987	130 ) F( \1 }; F4 p' I. P	5.25 ) ?; A4 c8 S' z+ \9 w5 w
99.992	80 ; G9 s% G9 a  X9 H2 m	5.375
99.997	30	5.5	" ?- T! x7 L/ W% p8 V
99.99767	23.35	5.625 9 P9 p' W5 ^* @	0 x6 V: y5 ]! W! Q
99.99833 . n. b% F' p( f) Z0 I	16.7	5.75 4 Q% e+ F) v! @$ R: ^) M	% b: Z6 ~  i2 Q9 v% i; A
99.999	10.05	5.875 3 }1 R! O5 w$ W! j; M
99.99966	3.4	6	2000s

luntaner

三、品质改善的发展：
    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。
    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。
    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。
5 J4 e# k0 s; ~' l! E5 D    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）
# a" K8 H+ p/ z- A    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）。
    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）”
    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。
, l8 D& P4 x* t5 ]" ~) `$ K0 J    四、 小结：
    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。
: P% m# F$ `& S: g9 c' v( Q    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。