“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。
* i$ o  _4 V! @; k9 z9 p( U* b一、“6 Sigma”的历史：
    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。
5 c0 w  x* v: J3 `    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。
, e( n0 d' Z' e# F4 M- o  W$ A    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：
. h5 l' x* a  l4 ^' J2 U; R    ——每年有20000次配错药事件
- |4 R( N6 s7 ^9 m3 b# }9 _! ]    ——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
  i8 G8 E3 j" }: T    ——每星期有500宗做错手术事件
    ——每小时有2000封信邮寄错误
* T5 o( L$ g) f% O! O, w    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。
% R/ s3 C) |* N2. “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
3 H. E/ J& v  E, _/ H( z如果Cp＜1就代表未能达到指标
* s- W& q4 f! c/ vCp=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。
2 n% t& L4 j0 m/ |) E# D0 U# Y& s# J（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
    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。
8 R) a1 V6 Z0 N3 N. y1 F- {

合格率Yield(%)	次品于一百万分之机会 DPMO(Defect per Million Opportunities)	Sigma	流行年代   i1 B) ]8 n( N9 J& j$ qQuality Standards accepted in Periods
6.68 7 D% m: }/ u. t5 L	933200 * j" M; E6 S& n* I, t	0	* M2 L8 D3 E+ D4 {
8.455 4 }, [8 q! j8 P: l& U1 W	915450	0.125	" `; j7 G) \+ v4 `( r5 e
10.56 / E4 M( ?' r( E) X0 i	894400 + @% C7 d4 R* i6 F0 M9 J6 A9 ?	0.25 * x* R% U5 R$ n' J( n: P	. ^" y! s( Z9 A1 ]/ T
13.03   w- |2 J: P9 P+ o	869700 0 q  [+ R" D/ k1 p! K	0.375 ) L$ r% Q( o; x	1 N' r5 B% X( {5 D1 K
15.87	841300	0.5
19.08	809200	0.625 : l4 ^5 N+ R/ m0 T
22.66 ! F! j2 A8 Y) I	773400	0.75
26.595	734050	0.875	. ~* Y  d! o/ y
30.85 ' f# b. i1 m# j	691500	1 0 D) ?2 k2 n  e: t7 T' Y3 \	+ |# d6 T9 j  Y7 h+ L& u( }
35.435	645650 . M- }2 z9 r% k* O	1.125	4 U& {$ I! j% L/ Y/ F; }; j
40.13	598700	1.25 3 V' i5 z" a+ A! B& i- i5 G. ]
45.025 : y  w* h6 o1 J- r3 a	549750 " i& o1 D1 t, N) I+ [% W$ ?  c  r; A	1.375 0 p7 P6 |* [% r0 J2 J3 i
50 2 L, m) F4 y) ?! U( P% Z	500000	1.5 + z. j6 ~: J3 @* k+ h, d' g4 v	. w) D- J; x$ ]5 ^9 P" @  C
54.975	450250	1.625
59.87	401300	1.75 . i( v7 K5 h& Y( Y7 L) T
64.565 2 i: m/ a8 o7 U  L+ [5 n0 J	354350 ; g& B& J6 v2 m	1.875 5 Q  L( P5 F! F& W5 o	3 ]5 j2 r. [  x
69.15	308500	2 " {% R: E( W+ `! i: V6 _' ^	1970s
73.405 . _2 J8 ]9 b4 ?	265950 # Q5 J) Z( e' m	2.125	7 y3 {; j. M  r
77.34	226600	2.25
80.92	190800 0 d% l4 |; l0 W9 m' S	2.375 ; O' {. F; G7 z9 s/ x, u	7 k+ V) V% n7 M
84.13	158700	2.5
86.97 ' H7 p% g0 Z/ ^3 k; d	130300	2.625
89.44	105600	2.75	; @3 W. r5 u( _# U5 ]
91.545 9 U- d! k3 [, C& x	84550	2.875
93.32	66800 2 _2 D3 P. U4 p  R7 A- E	3	1980s
94.79	52100	3.125 ; }/ C- I7 M3 d8 q) N: Q
95.99 ; ^) w( \# O8 }' L! [8 v" p	40100   {+ `& V; a* ]	3.25
96.96 4 C: B6 `8 n8 n# [" m# ^	30400 5 ^$ }. G7 M! E# j+ {) w+ K	3.375
97.73	22700 ; b- R. }2 ~/ t* N# d6 B	3.5
98.32	16800	3.625	$ j2 c' w) x# M  @
98.78 8 u1 Z5 J) u7 z6 ?( i	12200	3.75	w/ c7 j) {. m% I! u
99.12	8800	3.875 8 m9 Q. @# p! }
99.38 6 }* M/ W' _* O+ _& b3 V9 T	6200	4	Early 1990s
99.565	4350 0 g+ |/ u# E  l2 k0 D. L6 e	4.125	7 x) w  o- J) B: {4 [( V/ z
99.7 4 G% |0 u+ J; _1 T, y	3000 : o- j" N0 I  }( q) e8 V	4.25 3 B) }) f" Z3 n, [; ~" o; w* G+ g	& P5 z' E$ m: E: V. r# G4 Q- \  O, k
99.795	2050	4.375
99.87	1300	4.5	! v8 x. n, U5 z3 K
99.91 ! m( `7 e3 x( g7 p' s	900 8 Z( {' M# t" E# ~% u	4.625	3 S2 u9 ?7 V* Q3 }4 A, S! d, j" S
99.94 $ h9 D9 c$ L9 }) _	600 % O) C- m7 E& ~# `	4.75 5 k, S0 q  y: v- A$ j( ~% R
99.96 8 \  l. \& ?, H" T( k' n	400 0 k; V0 j9 L% s	4.875 # G$ H1 \; P6 d" {
99.977 9 O' f6 O3 {3 J; ~: B	230	5 5 \3 z! ?8 }9 Y* h) s	Mid 1990s
99.982	180 ; Z0 A* N' L  b  G& Z2 }	5.125 & Y9 o! Q* o# ?5 |0 t	$ f7 I( n1 w" l* K: U! p
99.987	130	5.25 4 _0 `: v  @: m+ T+ S9 R	- H3 f: ?. M5 L: o
99.992 5 `# t% v  y1 [+ [% O  [	80 # S. z6 [9 W7 s0 R# z+ b, x	5.375 4 m0 p9 f/ s8 [	7 m* E0 ]- b- x& ^8 C& J' A
99.997	30	5.5
99.99767	23.35	5.625 * k9 T' k) u: K  N% l	% q% s- Z* n" ^$ X# |/ Y7 n
99.99833 7 H3 W, z. |' w% o/ p4 W	16.7	5.75 , z5 g9 x9 z" W" T7 v9 E' h$ i) f7 Q
99.999	10.05	5.875 ( J: b" P/ X; a
99.99966 9 k& L8 y- ]3 v' P	3.4 1 Y3 y( W/ C  ^4 \	6	2000s

luntaner

三、品质改善的发展：
' ]% u1 _# @) p    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。
+ P( {1 b8 V$ O* X5 K1 X    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。
& B/ l8 a$ W; A9 Y: V3 e& V    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）
+ |8 I! X0 f, C3 c. x! 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）。
! j$ L& z8 u( E3 N6 i/ e    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。
1 C+ m  W, X' X    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）”
' v3 h; Y/ b- K$ }. i    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。
- S! |7 t5 {2 {) J. G    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。