“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。
    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：
5 I7 f' [! y3 B, Q5 z' E: r    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。
! a8 ~  B( E) E* t    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
6 o2 }+ l, q0 z) I! t; h$ @$ p    ——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
# Z& k& _. t* n$ o    ——每小时有2000封信邮寄错误
- l7 c0 n+ P. h! D, m    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：
    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。
8 ^9 ?' K& \1 q; T& v3 c+ N# qCp=(UCL-LCL)/6 sigma
9 O4 L8 G8 Q, {如果Cp＜1就代表未能达到指标
% \9 L3 E4 \7 n3 u  j9 w" dCp=1已达到3 sigma的要求
Cp＞2代表已超过3 Sigma的要求
5 O. f; t1 p! n    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。
（次品的数目÷总次品的机会）×106=PPM（Parts Per Million)或DPMO（Defection Per Million Opportunities)
总次品机会=总检查数目×每件产品潜在次品机会
" w9 ~! R% Z) n: y: Z    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 DPMO(Defect per Million Opportunities)	Sigma	流行年代 Quality Standards accepted in Periods
6.68 , [3 W) T' J4 I# V' w% Y( [	933200 3 P; J, _8 F( l; f2 E7 ]5 V# K2 k	0
8.455 / S) |4 ^  B6 x0 V	915450	0.125
10.56 : r  o  v1 \9 G4 Z; z& `0 g	894400	0.25 3 R+ z, q! S; ^, h7 o9 X) V' j  ]	- \; S4 A0 s8 Y* r4 ~0 W
13.03 " @5 |2 N. o5 Q9 M4 o* F	869700	0.375
15.87 ( i3 t& ]% p1 n: ]	841300	0.5 4 ]: {' Z8 H" l5 t; W; I# h
19.08	809200	0.625 8 N& ]5 w1 d# Y6 k) @* w
22.66	773400 * ]6 y! I% y3 T5 I) ^9 K, v! Y( n	0.75	$ ^8 x- D# o, O
26.595 % g. D7 b- A$ A* O1 M+ \' k	734050	0.875 8 h$ `, c  s  u$ y
30.85	691500	1
35.435 3 l5 @5 P7 P  E3 F% F- Q; }& d	645650	1.125 7 y; {! E  h; d% }	- h: a9 C" @  U9 z$ |1 V
40.13 : e5 E/ U# K4 S; V	598700 $ Z: d8 D7 h% X	1.25 8 B& ^: S1 O# }  \; m	- e. y0 ~2 G( Q# n
45.025 : h. ?& S3 S* w) u3 y/ p0 k& D- C	549750	1.375 9 ~$ y$ z, z, J4 q) [  m	* G- t1 f0 s$ y/ Q7 d( N! A/ s
50 1 J# \# s1 y! ?# n3 l	500000 # s! ~/ M- ^$ Y	1.5
54.975 / [" b0 y. U) V* i( |	450250 . [2 M, Q# K/ ~0 ~8 P	1.625 / h* M& f1 R2 [7 z; W' Z* V' e	$ D* M/ ^' v! M( L
59.87	401300 / q- D7 S) D! _8 G: @	1.75	8 x6 e$ M- [2 |! V
64.565	354350	1.875 / a( t& n+ g6 h& x
69.15	308500 ! g6 H* Q9 \1 h	2	1970s
73.405 0 T3 F: a. Q' g9 v" x* l2 R	265950 & r( f5 b0 X  n3 G, {	2.125 $ X" w+ K, M/ i7 v, Q/ L
77.34 % }$ [( O. F1 ?. j0 j( e4 ^	226600	2.25
80.92 " S$ Y. N+ m: b, o6 R: m/ t6 A	190800 ; O9 e) T' E2 o. j' C, S	2.375 . j2 t, j2 K% s% ~  e7 o. j% _	: E& E4 I% z! Q& E2 N5 l! w3 }
84.13	158700	2.5 6 \6 ^1 \! t) I- m; S( Z4 H. u
86.97	130300 0 T" ]; Q7 {0 S& }7 l# d, j9 S	2.625 9 ~9 L8 j7 n3 ^
89.44	105600 % G; t3 \) g7 Y% N	2.75
91.545	84550	2.875 + X8 T2 j2 y4 B! [
93.32 - q$ e, D# x  C$ P( F	66800	3 ' }. a" {- L2 s. V/ B; c" N	1980s
94.79	52100 0 Q0 u  c- U7 J  }	3.125
95.99 $ I" l: t; i2 m" s# q: Z8 s: f	40100 4 |( |; d' V& P. Q# F) v+ ?7 e	3.25 9 }8 W- a% P4 ^+ k% Q	- U, N) l8 Q5 s6 h7 `3 {+ c# y$ ?
96.96	30400 ' i0 s4 J* h0 J7 I	3.375 ) ~6 o  x! l& A
97.73 9 B" D, N5 ]. {# _	22700 2 C4 _" m) l" |  ^! X) I	3.5 / c# z. @6 r/ c; }2 X0 J/ I  n	4 I6 q: Z" q/ L
98.32	16800 $ f" z% W4 D$ X3 y	3.625 " B3 e1 q% q  X5 [; J2 h( P	- \5 `6 Y- c3 W
98.78	12200	3.75 7 ?, W# ?  X0 l5 I+ Z. D; Y: J
99.12 4 l) h% U  K1 [1 C" j5 c* O, U	8800 * ?8 E8 o5 a4 \6 j3 D! r	3.875 7 Y/ F- V2 s5 `4 Z
99.38	6200	4	Early 1990s
99.565 ! u* P. D6 o5 f9 O$ X  w	4350	4.125 * M1 Z! W9 N% r( M' i) a7 }0 ]
99.7	3000 ; ]* k! s3 Z/ Y! ~1 |7 Q7 t	4.25   C  x2 g+ u1 |" D
99.795	2050	4.375 " e4 {0 L( o5 h, S	7 R# p/ g( Q$ C! L/ s) {
99.87	1300 4 ?4 Z( W4 B6 O( ~	4.5	. `9 E& p/ M( u# j6 Z
99.91	900	4.625	+ d: a7 I; P( n- A9 b
99.94 ' m9 P  v/ n% |7 ]7 _$ m	600	4.75 6 N/ T+ R% J  j' |# E
99.96	400	4.875 % l5 O4 C4 \/ S2 i% I
99.977 , a5 k) M8 a1 ]7 k: _. V5 y	230	5 1 r1 j0 l2 M+ H( b# X	Mid 1990s
99.982 0 n( g: ]1 v4 L" Z2 U1 r3 j	180 & k) Y! t, z, G( M	5.125   }+ z7 s; b  t4 `" Z
99.987	130	5.25
99.992	80 " j% t: t- C  L! |6 }	5.375
99.997 - k' @  {1 |# C( Y" p9 W	30	5.5
99.99767 $ q# h6 r7 I2 W0 J/ o' t8 [6 O8 o	23.35	5.625
99.99833	16.7	5.75
99.999	10.05 : u, G- X% N6 \( f	5.875
99.99966 ' o. T) U+ r# h* h	3.4	6	2000s

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三、品质改善的发展：
, |6 f7 V6 E, E" B/ n# k# ]    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。
; p7 u3 o2 @& l    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。
    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）
    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）。
/ i- m, f6 [- m4 w: V    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。
; s" q% g- F- O: |( F    “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。
    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。
    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。