“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。
2 n" a6 P) w$ @    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。
: K7 T! v. G( \5 Q1 Q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。
- @  e+ L, T7 P* B* O    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”
! y# k" a! c$ y9 |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。
    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
1 T, z9 Q8 P& c/ ]6 K2 q    ——每年有超过15000婴儿出生时会被抛落地上
; o, I( |3 A  s    ——每年平均有9小时没有水、电、暖气供应
+ L/ [# c) \/ I) H* u. E# q    ——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。
Cp=(UCL-LCL)/6 sigma
如果Cp＜1就代表未能达到指标
, C2 u3 j, `7 r& {7 x1 RCp=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。
（次品的数目÷总次品的机会）×106=PPM（Parts Per Million)或DPMO（Defection Per Million Opportunities)
5 @( _) I- Z8 T4 z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。
. N" M8 }3 G. c4 g

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	933200	0
8.455 4 R" u  i: X9 @  a	915450	0.125 , j# M$ G) j' [( s# T5 i
10.56 4 z" p5 @" O* ]9 O. W	894400 " l* w) B' i+ D9 J	0.25 ! W0 V; e. J. a	7 B) h, w% ^+ t) B% y% K# q, b, p: Y
13.03	869700 0 ]* Z! e% U6 U, D	0.375	) W  p# n) ?# q% d; l, h
15.87	841300	0.5 * ^3 l4 M: ~% Y
19.08	809200 & _) A/ Z* M5 j' K' m# q	0.625 * ^( m$ g1 y5 }0 @: F5 a5 ^) v7 Z
22.66 / O: M7 I$ @- L8 F) r# C	773400	0.75 . V- k) h0 l% W, f. j2 K
26.595	734050	0.875 $ X$ a! C- J7 K: h, p	) R2 o7 I+ l/ [" S  V( R8 Q
30.85	691500	1 / T5 J$ x6 l* _, Q
35.435 3 w3 ]) B6 t5 J, i1 D	645650 4 N$ [& W8 ^  U5 n( L* d6 N	1.125 1 E! m4 G( }5 B. V	8 w8 }) v. f. @% |6 ~( h
40.13 ) p7 c. l$ }! T0 z	598700	1.25
45.025	549750 . c) J' A6 L. w  ~# j" ?4 F9 E9 g	1.375 ) Y4 @, n0 h8 _8 g  g# {; `
50 ! i/ M+ R& t2 a2 `4 L1 ^: h3 U	500000 6 L, _: K( o1 ^8 N- k$ ]	1.5 . l* E) a& H1 H	0 d9 }4 J, g5 R. y1 X3 f
54.975	450250 9 t# K" X' y% a	1.625 0 g1 ?( s/ z! Y1 E* T
59.87 ' K$ X% z( g& ~2 P: u! v9 @	401300 $ g2 V/ @  z! `: b0 M4 o	1.75	5 I9 n6 s& D. j/ R
64.565 $ O/ F) {9 ?% n8 @" r& S	354350	1.875	( J4 U3 h' y9 g/ n! h2 \
69.15 : Y) p" V' a% C7 x8 Y1 r8 v	308500 # b6 l$ T( B  a( R' I8 k: }, c	2 % @, v% L" n" T) a3 @	1970s
73.405	265950 ( G8 F2 P! q! M	2.125	2 Z7 U0 k$ I: e  R
77.34	226600   h% d& [+ u$ B	2.25	! p" e& k! `/ g- }8 H
80.92	190800	2.375
84.13	158700 0 f  d2 s6 G( ^2 y9 Z4 Q: g2 z	2.5
86.97 5 l3 D+ \  S) X1 g; U( B	130300 ( ^: t) H5 \9 a. }! t5 ?	2.625 ) c8 S& m+ z6 N  N0 h0 }, @	& \0 X6 i/ m- [( K
89.44 ! |( E0 D$ w$ B) {	105600	2.75 " w6 z5 q" R/ P7 o" o* P& T
91.545	84550 4 u  b0 Y; z0 o0 o* o	2.875 4 C: p& f" z" i- {2 I" X	q- \5 d% j6 l8 u5 Q; E
93.32 : B" S7 v6 R1 W$ ^$ \& }	66800	3 4 b5 t9 C" N; g	1980s
94.79 : J2 C8 {" w/ w	52100	3.125	; m4 |  `; O7 k2 P& e( \# D: T
95.99 & w/ a, x& D3 U& ?  Z	40100	3.25	3 o& m3 w' X" y
96.96	30400	3.375 + ~6 \% z$ q$ s9 p
97.73	22700 % f. ]$ t* ?. H- R6 y9 T	3.5 & a& K/ E, x( s. W6 o' Y- q) [; p9 s# a	: Q; v* Q! R; A! @5 x) q7 h$ D
98.32 . b6 K* o. y8 x+ `2 {	16800 ( _  e6 ]8 J' t1 y	3.625 1 g" |* `9 s7 @# w! u# u$ q
98.78	12200 7 L% P8 w& h  e/ ~	3.75
99.12	8800	3.875 $ w% L7 i; P& m1 @0 V& ]
99.38	6200 , S$ |1 q% S5 B	4	Early 1990s
99.565 , q8 v& |- w! J2 M7 Y	4350	4.125 2 l! f9 Q: L1 S$ B: e	3 B! T) |* `8 |! _5 I- G+ c
99.7	3000	4.25	$ _6 G- L( h: n5 H. a
99.795 ; l3 s! d. |3 g. `" H+ U	2050	4.375 4 E# l" e$ c! R
99.87 ; f% p0 O# R' O* X	1300	4.5 2 j$ Z- C) s: t% C. p4 K: j
99.91 ; R9 a7 k$ O* t	900	4.625
99.94 ! v  k3 u8 M6 T% j6 i% c6 N	600 # g, Q' W, j0 O: R0 D$ [) M2 y% j	4.75
99.96	400	4.875	; Y" H* _$ `  Q8 ]
99.977 1 X. b' q( W, |8 i	230 - ?' d& z* t0 Y7 n, R, r	5	Mid 1990s
99.982 3 A% u* W2 d* p2 f! I	180	5.125
99.987 4 W# J/ @' P' Q- r	130 0 V; ~! |( H4 _% x5 F! L	5.25 - ?: V. P$ g' [) N6 `. B	& ^1 S& o4 [: M+ X
99.992 7 F  Z+ m/ }* ^4 B' n	80 7 I/ d8 y/ G9 j% o, u/ v& J8 u	5.375 2 f4 `3 J- C/ }: j8 ^6 A	* R" ~3 s  i) O6 B
99.997 6 m. k4 b4 ?+ d1 \	30 0 I6 b6 H% A( t+ ]	5.5
99.99767 5 k/ b( }! |4 m. @: ^	23.35 1 f4 o: j# c' v) j" a. P$ o/ |	5.625
99.99833	16.7	5.75	% |0 S) Q+ D1 R7 B9 A
99.999	10.05	5.875
99.99966	3.4 , P  Y" e2 p& }	6 , v2 ~3 M! s# y- w( R2 q	2000s

luntaner

三、品质改善的发展：
* Y: j( c! }# x0 T( h& g    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。
2 Y  ?+ c" z) C  M  K8 C    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。
& D6 g- j9 N5 P8 R9 D" [    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。
! g* F9 ^- z& A% L2 \  h" B+ z    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）
6 F) _1 J% W8 g1 G1 d* t* 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）。
    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。
    “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。
+ q. c4 W& m6 b    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）”
  v4 S- g. }: O# Q, A6 E# o+ Z    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。