“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。
+ q  @, i1 @7 N6 w5 t6 \" v& _一、“6 Sigma”的历史：
. I' Y  c  p, H% V6 j" p    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。
9 Y2 C% ?# E1 y. V    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。
3 {4 Y* p! e$ E9 u; E+ p( u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。
2 ~0 Y  T$ A+ Z  Q3 V7 ?2 H    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：
6 [" r* f" [9 Q! g) o    ——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
# d/ V/ c6 m$ r) d7 L9 z9 }    ——每星期有500宗做错手术事件
    ——每小时有2000封信邮寄错误
; s$ F$ c, O0 E    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。
Cp=(UCL-LCL)/6 sigma
$ Z: w& P4 S* |$ j3 ?如果Cp＜1就代表未能达到指标
Cp=1已达到3 sigma的要求
1 e9 ~; Q  x! @) P# \: x9 MCp＞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。
（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
5 X9 A5 l& D0 G+ k9 h0 G3 K    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。
" ]" C$ B. u. t" Y+ |' D

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 7 N+ Z( K' Z* y	933200 4 y0 r4 k0 }: T3 Q$ g5 q	0 0 I6 X) C5 Q. F
8.455 : r5 n3 Z& j$ M7 v7 }* S: L	915450	0.125
10.56	894400 6 k% |) _) P+ Q8 a+ R0 t: x" m	0.25 2 w+ l, p9 ~/ t# g4 J
13.03 1 A4 u& v8 l: _3 a  l( P# ~' z	869700 8 w2 q/ R$ ]$ V4 r! D9 B& Z4 C0 }	0.375
15.87	841300 5 Q2 E! x# h7 H! N# Z  D	0.5
19.08	809200 2 I/ O8 z( c! z& w) y	0.625 : Q! Z) _$ Y( S1 J. \( R0 ~	8 l" L2 b* b; {# Z
22.66	773400	0.75 3 x) X" E3 _1 y, r8 R& T	/ G% ^  V2 j& b! ]- Y+ @, Y( d+ e
26.595 ' d3 C$ a& B$ b2 Q) _/ H. a	734050	0.875 ' r5 [9 s: G! z# [	0 y% y+ n) N$ _1 @$ N1 {
30.85 " t0 @! o2 ]9 o; \	691500 9 z" q. X  u& }0 A- [	1 3 k! S  y- D; B  p
35.435 , A$ T& n0 p4 c) E/ I8 j$ S# s  {	645650	1.125 $ o' ~4 a1 c, W' q/ s3 n	# Q0 l2 Y4 f8 N/ T9 x: V
40.13 / h, }3 J3 z0 _" s  |4 {# g	598700	1.25
45.025	549750	1.375	C) W4 a5 [  A( p+ c2 [$ Q: {: i
50	500000 $ m* V2 Q4 K2 @# C1 j( f	1.5 ! p8 |2 U7 x7 {+ f	* J* G$ z6 ~( J, i6 A6 p* K
54.975 # Z' K+ H0 ]/ q8 @2 s7 X	450250	1.625 / B5 ]5 A$ i, B5 W0 ~7 e. h. Q	7 A" C$ |0 @7 i0 y) D% H7 g* O  Y
59.87	401300	1.75	* G- G6 P4 l. X9 w
64.565	354350	1.875 % C: i; Z9 ~( U' i; \
69.15   Q: T/ J8 y3 W+ U* G# \" |8 ?	308500	2 5 n4 _* X  W: A/ W0 U: ~( L	1970s
73.405	265950	2.125
77.34 0 k6 A4 Q+ u* U( L# j4 M4 l6 m	226600	2.25
80.92	190800 * G) ]: g# D0 Y	2.375 ; ]2 k; h/ `4 |5 z& J
84.13	158700	2.5	% R! D% b% W1 v8 F" P( K! G4 n- j
86.97	130300	2.625
89.44	105600	2.75
91.545	84550	2.875 + c# W5 L5 ?0 l% A: o0 V0 Y	R# a6 G$ M2 ?* M
93.32 1 W2 W2 M, J* y2 k0 L	66800	3	1980s
94.79 8 y6 p+ |& {5 S  r5 x& O	52100	3.125 . p  u, [3 ?7 v; Y
95.99 # A3 U0 x3 F% K8 f	40100	3.25 6 m# Y% i" y% l2 H% n& \	6 n9 J+ s* L" K5 M0 {4 P
96.96 ' V7 b. X! {3 j$ c& p* C$ Q	30400 : B9 k0 g0 n( w% a	3.375 # n& ?; R! {0 p2 Q6 z9 f
97.73 $ A# a5 ~8 n. j" {	22700 / M% O4 C" {. Q! w( C: S$ H	3.5 * M3 l8 u  F# x
98.32 , h1 X$ F' |% z3 d4 U5 d9 C; I$ J	16800 % P1 p; M" x4 n2 r+ F4 d	3.625 1 h9 L6 {1 b% \, M9 p6 r& s+ I, d" T	2 V4 q8 j, A3 K4 D) `7 d
98.78 ; o2 m2 x, z0 @8 M	12200	3.75	* _7 o6 h- Y; C; l* P3 y( C5 y0 @
99.12 9 M. ~! o: r/ D- S5 F& y4 ?5 R  B	8800	3.875
99.38	6200 ; S  n7 o, @2 C6 J	4	Early 1990s
99.565 - i) c) d2 ~4 T% Z. x' @1 T, `& s# d	4350	4.125 5 r, @8 ~4 w5 l& x8 o1 L  P	H* u8 J! \# x; X' k
99.7	3000	4.25	9 t$ m1 {1 S) B
99.795 - \8 R7 P4 l) F9 i7 f	2050	4.375 / g2 J: J0 R5 _* T1 c. L1 A! U+ c( H
99.87 3 ?5 T, Z5 v# d	1300 , `9 D6 @6 I/ g0 C  F	4.5 & L/ b2 j% x% q* s" h2 `5 Z	4 d+ P1 b9 j# s# z6 F
99.91	900	4.625 ! g+ b+ ^) A/ `* j, P
99.94 1 O) R( l4 _2 `0 \2 o+ m( j	600 ) W0 f' O7 ^* @# }	4.75	0 q3 U% t$ B! z* o+ n
99.96   a# Z, @) S# P% l* i; m$ \	400 ! a) q) t' D3 b0 t0 o* \3 R	4.875
99.977	230 / _) S) }: }  |5 c' s8 d	5 " f) b9 S" x& c- ?/ P$ j	Mid 1990s
99.982	180 9 r+ M% A, i; a% N0 e1 H	5.125 # V, m4 b2 d% U  C
99.987	130	5.25
99.992	80	5.375
99.997 3 k8 o2 V! V# g6 }# P5 Z	30	5.5
99.99767 7 b+ v" i  C7 p8 Z	23.35	5.625
99.99833 3 P6 a/ _) `3 w% c6 q; w	16.7 ! n) ^" n- V- q/ k	5.75
99.999 1 E% @. K3 T. `& `+ Z. p2 o	10.05	5.875 3 [0 o) r9 S! g( j5 q
99.99966	3.4	6 3 D& c  ~" v& i- D# C9 ?" b	2000s

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三、品质改善的发展：
4 I! B( g. a7 a+ h6 ?    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。
( r% E, G& ?( a/ v7 a' s1 [    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。
' q; h* E# z3 N9 S. 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）
    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）。
: P7 B. _: y1 m    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。
/ E" q6 c& m  g! w1 U    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。
( |7 @7 X, S  I; Z    “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）”
7 ]+ S1 T! Q& ?. |, X    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。
, e& T4 M: r3 k    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。
/ k0 G: {9 ]. P* Y- ^# X6 ^3 R    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。