“6 Sigma”品质管理的研究

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“6 Sigma”品质管理的研究
! A3 _% k& d! p$ F' vFrancis 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。
0 ^4 e  W8 ]) h1 ?/ b: J1 {" I一、“6 Sigma”的历史：
0 I8 ]0 _- d4 p" b" A, W    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。
6 B' B& d5 l* d, ?8 e  C* X    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。
% ~% H+ v, U: C二、何谓“6 Sigma”
0 ]5 K2 M% ~7 J+ g4 a1 e! N1 |1. Sigma的解释
  t- U- }  d$ `( S- B; [( X1 b; K“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。
$ N; E. j- l0 ?, M    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：
* R2 q5 ~9 z+ ]% J! `5 |$ E) v( 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
    ——每星期有500宗做错手术事件
; X! {2 z0 g2 i% e    ——每小时有2000封信邮寄错误
3 T3 \0 p2 E& ^# G6 v    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。
1 l& x1 o( l+ H; S: m' w0 i6 K2. “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
2 V& v6 L5 e9 O如果Cp＜1就代表未能达到指标
' c8 v: B* W" t4 B1 b. \8 Z  SCp=1已达到3 sigma的要求
1 x2 e$ z$ O8 B: ]/ ?. ?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。
0 `% C; x: w6 J; f* N6 N. t$ z（次品的数目÷总次品的机会）×106=PPM（Parts Per Million)或DPMO（Defection Per Million Opportunities)
/ Y0 n0 c* k+ Y) C% A' C7 ~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 G( ?/ G! c. G
! Q4 x2 o, E* N9 Q1 s, v

合格率Yield(%)	次品于一百万分之机会 DPMO(Defect per Million Opportunities)	Sigma	流行年代 : q' P+ q! L( B7 V, {$ }7 [0 O! `Quality Standards accepted in Periods
6.68 ( V9 U+ n% F2 H7 @  M	933200 * D$ S, D+ l0 S	0	1 Q7 F4 I3 E/ g9 ?3 C: ^
8.455	915450   Z) P2 a' ]: Q3 C5 l, N) E	0.125	/ W  I; r/ a  @3 R# m& O. r
10.56	894400 , r! U# G/ I! {% p	0.25	$ s& a8 b7 H5 j& m: R5 X
13.03 8 W( Z/ o2 |, u5 t2 w5 r	869700	0.375	5 F2 W* |$ o1 |+ g% h
15.87	841300	0.5 1 m: P0 u$ `, e. D. \* C. W
19.08 % \" ^! q3 {) l5 W6 q2 P  f9 y	809200 6 K: m. I+ N1 {+ i% P' N* v# C% s	0.625
22.66	773400 . v7 f6 w$ |; F8 M& v! K	0.75	X- i2 G9 J6 q6 ]" X8 s
26.595 + q- f4 Q0 z! z1 W	734050 / Y7 ^& P) Z2 v) v- m) d* w	0.875
30.85	691500 6 w" ]# l8 F. |% n1 s/ B	1	: g6 J/ T$ E! C) o# L
35.435	645650	1.125
40.13 / y' |8 W/ e( @3 e) z+ n	598700	1.25 1 C) ]! W7 `8 d/ C& C/ H" ]9 `
45.025	549750	1.375 6 _) n7 z7 \3 ^7 q
50 " t: d! K6 R# u/ O/ N	500000 4 i; g7 r0 p" U$ U0 }  b	1.5 * B8 l" W/ B6 c3 W6 \. t3 k4 X3 j
54.975 6 k  A% {, j8 F	450250	1.625	: e' R& g. \1 K! ~/ ?; ]
59.87 ( z* c! u7 E/ g3 K  f  t  c	401300	1.75	8 g3 m, _; W* I( ~, d
64.565   b9 A- g( g9 [! j! E	354350	1.875 & f8 {4 h4 b5 m+ _
69.15	308500	2	1970s
73.405	265950	2.125
77.34 , b4 P' ^4 F7 Z	226600 / Z) N. n+ P2 k* m- f# U$ ~	2.25 # P2 R( P1 E- ^# \* w& g1 ^
80.92	190800	2.375 6 T4 D* t3 u* A  s  u" O9 J, ?6 l- h6 `
84.13	158700 0 x$ ?, L  k: r  N! J' v	2.5
86.97	130300 6 a0 [) b$ f; Y- j) ]& Q	2.625	) g' K; h  `3 `
89.44	105600	2.75	+ h1 h1 Z0 _9 A8 O/ |6 V$ ]0 z, V
91.545   {9 y5 e# a/ z9 q2 H3 l  Z	84550 ; X/ o. b' K6 ^" l) A" ~	2.875
93.32 / E0 t0 Q6 \! }7 `8 K; |$ u) B( N	66800	3	1980s
94.79 1 q. w  Y. H( x7 x( Z	52100	3.125 4 v* w* Y0 _+ F2 m2 X% C	& D: r) }- V2 N" x! l5 i+ q
95.99	40100	3.25	' d; y' @2 N' H  g, h4 b6 c, ~
96.96	30400 * G  w. x% ~: [, D	3.375	7 s6 d7 T, v' w% f2 a* c
97.73 2 l; J( U3 G5 u& x: \	22700 " N7 g' U* K% z! \- J	3.5	: n- }/ S( ]0 J/ z5 i. G
98.32 % {: e# c- |9 d. z0 e0 L	16800 : P# @8 \9 d+ Y/ W7 B( y	3.625
98.78 5 R1 U( Z- G5 H- [, x  ]0 ]: {# F	12200	3.75 3 _* Y2 a7 x/ u* c; x! q
99.12   ~  D' V$ {3 i	8800   @2 p9 B# @+ z* D+ g- b	3.875 9 A. X) C# _2 v9 |- G9 n+ I+ {! E
99.38 8 I# Q0 n  H* r$ s  y- x	6200	4 5 Y7 _) ]2 j* K  h: v2 V. C	Early 1990s
99.565	4350 ( G/ K( z) |" f9 ?/ ^! N1 N	4.125
99.7	3000 & M/ u/ w) D0 ]6 z! K2 u	4.25 % p' F: P2 a  G4 y# Q4 l0 u: S
99.795 + R% o' V: a; ^; c9 \	2050 / F/ k# o1 L$ m8 V; V2 s* h  |# ]	4.375
99.87 ' F" ?% L6 |. h  f/ N- L" d  y	1300	4.5
99.91	900	4.625
99.94	600	4.75 : W: k7 e: r. K+ o7 W3 [	R+ R+ Z, U! V6 d
99.96	400	4.875
99.977	230 ( }. j. I9 ^4 X- x: W4 n	5 4 ~4 ~2 `( }" l' ~7 f/ T* T% [; W	Mid 1990s
99.982 6 e' v! s4 {2 h0 r, S5 M' t	180	5.125
99.987	130	5.25
99.992	80 $ e) i0 n8 V; m# s	5.375	2 n9 R5 }% O' u" ~) q( }- x
99.997	30 & h. S2 e  h; ?' s. W6 r* h	5.5
99.99767	23.35	5.625 7 q; V7 r8 U8 U% C) A" k- X  l
99.99833 ! p* I8 [8 O$ [! H5 S4 h	16.7	5.75 . S$ n' e& C5 t0 W) V" d
99.999	10.05 ; C5 z( E7 {7 Y" z7 ~3 _7 n	5.875
99.99966	3.4 4 @9 U% d/ v; D% a	6	2000s

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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。
% k$ U+ Q: X* J3 i5 w  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。
+ s+ z& B; x6 J$ Q  R8 A$ H, L: \0 V    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。
" L$ f( {* P  Y+ |& 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）
/ T7 m: V. y* n  R, Q: W    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）。
9 c- `' N# o9 l0 X! a0 m& D    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。
$ E' K8 P4 B, F; o  z7 x! |& m    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。
( d. {( k2 w( k( g& `    四、 小结：
5 d0 S( O& ?$ T    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。
: X( y' e) ]- ^! x: s    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。