“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。
# M7 Y5 h4 Z+ f6 d7 y- d, o    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：
/ P& \9 n/ B* T# t& m6 m    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。
) A( o: u% y  b$ a    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。
0 |$ z$ T) {+ Q2 A二、何谓“6 Sigma”
% N! J! u* z* H7 F0 u' @  X/ Q7 i1. 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。
7 j6 v: X7 |* H, n, y% q% n    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：
4 w% n2 \2 V4 u    ——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
- t" b: {# a& D# X! s( \    ——每年平均有9小时没有水、电、暖气供应
! b* [9 J; `5 x* \: S    ——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：
    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 L8 u8 n+ \' f& z7 oCp=(UCL-LCL)/6 sigma
如果Cp＜1就代表未能达到指标
2 ]' V: D/ k9 E2 LCp=1已达到3 sigma的要求
8 S% j  y* w8 a" cCp＞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。
( S6 _; M+ g; R2 Z（次品的数目÷总次品的机会）×106=PPM（Parts Per Million)或DPMO（Defection Per Million Opportunities)
# h& k0 F% _# {/ z/ r" ^6 J总次品机会=总检查数目×每件产品潜在次品机会
* D# t* S- m/ r: q9 X    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 % h  I% O8 _) {/ Q8 m' ^/ S& P( tDPMO(Defect per Million Opportunities)	Sigma	流行年代 Quality Standards accepted in Periods
6.68	933200 ( p! F/ a# Q7 e  D	0 9 \+ U0 F% ~( h% r- w1 F
8.455 $ @! W+ o6 R: f8 s" n' X2 v	915450 % `* K. f; V0 @' [3 ^$ r! h	0.125   h1 C' j+ @, n7 v9 a/ ?
10.56 5 v4 \  v' q5 B5 ^; M* b' \. I9 G9 i	894400	0.25	* K& W& Y  }+ ~5 U/ m( u
13.03	869700 " c; ?7 V! K" m9 k4 e* F1 C	0.375 + G( {2 Y; Y4 |  r4 Y9 C( Q4 a& i	" J% G+ N/ U7 [& L0 I
15.87	841300	0.5
19.08	809200	0.625 & f4 P2 E, [1 S+ h% w! [/ ~: y	' z1 v, k7 s5 M$ o+ N- ], e; j6 T
22.66 5 v. A: I  B7 a	773400 ' r0 V' g! C: K! q1 R% o, T/ j% U: s	0.75 / n. l; s  e6 A! k8 @6 O+ r+ ?* X' s	8 F7 A- o2 a! |4 O0 T
26.595 0 D2 ?6 p) r, y) w, E, s) W	734050	0.875 % U( P2 C& H" N' [$ n4 X
30.85 : t& c8 `# ]7 R. j	691500 5 N0 F- X, L: J* m  B	1 / w9 G  X, r/ ?& R
35.435 " M( ]- N" |: [5 B4 i" {+ e	645650	1.125	6 i  b; p* N$ P! H4 I& Q' F
40.13	598700	1.25 % {- _2 |2 @0 r* J; J
45.025	549750	1.375	0 r3 L: D# ?! O. U# S( h5 o
50 ; q6 S* ]& s: e' H* Z) z1 G	500000 ( R/ z  Q! M* n$ f4 }" y0 T	1.5 4 m7 O, A6 [$ T) p2 p  [
54.975 % v. \  b" V6 l' @% F7 v	450250	1.625	8 |- D8 h% `2 I" T
59.87	401300	1.75 2 Z3 o! S9 k) z+ f	4 c: a: h% W# K7 a* H! W
64.565 - e  H2 i# Z% E' F	354350 6 Y5 Q: r* M5 h$ @. H	1.875 / I6 H2 W0 \0 @# y0 G5 h8 g! v	% f2 Q& j5 V- A, J" h
69.15 : p0 l* B7 j6 ?& J7 I& d+ D) c	308500 5 o" p/ W, t9 w8 ~8 N% V* L* w+ ]	2 * A$ T6 U6 @# N2 n	1970s
73.405	265950 ) {( P! X; i# }# L	2.125	5 Y* G4 t6 X5 a; L6 j. w
77.34 , o0 y, K: n. w) d6 o	226600 , H+ ?- _1 w2 d! V1 _* M: ?% x	2.25	: V. S) B) l$ Q8 e2 \/ j
80.92 9 \2 r7 o( u5 O/ B& ?	190800	2.375 4 L: [- g+ E7 e% H" q2 k2 g	" w+ ]7 U  x7 T2 r! K
84.13 * M) X4 |) _& N	158700	2.5 : X  G: R8 [+ Z7 q$ D9 S
86.97 # P; m2 T1 u, T% i5 u! o	130300 9 ^/ K  \0 E* J9 C  E	2.625 3 O% t+ \0 y. W+ J2 Y9 K. Q4 d: n
89.44 3 I0 r  b) @' z- U	105600	2.75
91.545 * q: k& H" \4 _6 S  D; \0 T: w7 \	84550	2.875 ; A$ A+ k" l) y1 {! I
93.32	66800	3	1980s
94.79	52100	3.125	& t6 T( x  R# r- M- y( `
95.99 2 @! N3 m* O! v7 ]- Z3 E/ c8 c0 L	40100 $ Y' B" M2 K& t" ?$ N	3.25	# I* [4 g7 c% o# J5 g- s
96.96	30400 ) q6 P6 N$ ]# m" n	3.375
97.73	22700	3.5 ( t4 R( R7 A/ M3 ^4 Z1 o- i
98.32 * k# j0 x* E, c* k	16800	3.625 ; t: R) y! y" |3 e! u0 u
98.78 * e! b; v& ^6 h/ o& }/ T, y	12200 5 A) j( ]' S% D: a/ Q% o' K' u7 {3 q	3.75 # H$ ]; i# v/ h# U9 P( E7 g
99.12 % A2 X  L" H; {$ Z, I8 E$ e	8800	3.875
99.38	6200 # g: h! [0 A% V& I	4	Early 1990s
99.565 " G$ F' B, y( Z	4350	4.125 . x# h% e3 j4 q6 c2 q2 c
99.7	3000 ( H; e& S  G& H) @, o; {2 F+ r	4.25 * s! X1 Z' {. r
99.795 9 j% V5 \( V5 ^! R; b: D2 e	2050	4.375 5 J9 ]" x" c, g% i2 f7 C2 ]& r	# F( t0 m3 |2 i$ S. ^
99.87	1300	4.5 / r! o2 Q6 ~1 w	/ X' \2 c" k4 h% a/ u  v& k# @9 y( }
99.91 ; V+ Y( ^- v& B2 S	900 9 s; D0 H. \' j+ ^8 u0 b7 Y" \	4.625 ) c' W; w6 F  z" b- d8 m	+ z& O3 E* e. ^4 d+ O: X
99.94	600 " Y: p1 X3 R' q$ }	4.75
99.96 1 z% r5 A- y9 d- a+ g$ a2 L  v3 A	400	4.875
99.977	230 . P4 h1 ]  p- x9 e2 I0 Z: b; g	5 0 j8 @5 }6 r4 u7 d1 O- n* i	Mid 1990s
99.982	180	5.125 ; Q' Q) M* z  ?8 R
99.987 4 i% U! F$ T# \' ]; v# E& H	130 : t) p! U7 j7 [7 A1 J/ l) q/ {( U	5.25 ; N' Q6 O0 s- \8 S) b( D# m) P	+ l, }5 i! D2 i. f
99.992 0 O4 n1 W  o/ K+ H7 B4 s+ m& ^9 i- U	80 . F" r! V+ T/ x' D6 a  f% d	5.375
99.997	30 2 [( `+ S# ~9 w6 \+ o  u/ y' b4 ?	5.5 ! f2 o% k8 c. d" ?4 g* |	2 `/ f& n" m, t6 Y0 ]
99.99767	23.35 . r2 k2 F- t3 ]7 ~% h" e	5.625
99.99833	16.7	5.75
99.999 8 t* e; D5 |' _' g  [- s	10.05	5.875 - }7 G6 a& ~, Z" x: ?. g+ s$ y* b
99.99966	3.4 $ p1 T! S" ~  y. K* ?  J2 p	6 4 \$ W0 S; W) s% X$ I  r* h	2000s

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三、品质改善的发展：
' T8 ~8 m$ y1 z; k4 f    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。
& Q: A3 U+ ^, l. M' V+ O) q    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）
- H, d$ O* k7 R" k0 |7 Z( E    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）。
' s$ Z5 m8 i0 x    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）。
) y, l- S; ~  q# F    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。
: ^/ `/ R5 K; X. F    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。
% J; K, C0 j( L" {1 N4 r5 \0 |    “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。
, Z5 ]% e1 f) r0 B2 p  E    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。
, c: c8 R, W" D/ j, y5 L( J    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。