“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。
  s( c* F- V& ~$ J一、“6 Sigma”的历史：
5 w/ _8 p0 {' w, f8 K    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。
    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。
    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：
8 o1 o0 {8 v- a/ {5 P! I- m    ——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
) I3 J0 Q3 B$ E4 ?2 M0 L/ f( `    ——每小时有2000封信邮寄错误
; [; [6 I* m9 K- V9 Y6 T    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：
& D1 i* W$ \( G) r    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
- K) ^4 \' X3 b6 W如果Cp＜1就代表未能达到指标
' B" B5 H2 t/ W( c9 q4 B4 w0 _Cp=1已达到3 sigma的要求
4 }* A9 F" G0 |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。
1 n+ c. U- z5 I/ ]7 p1 S" o（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。

合格率Yield(%)	次品于一百万分之机会 ! U% h& H: o; v$ H" F; ]DPMO(Defect per Million Opportunities)	Sigma	流行年代 5 u; M) @7 m" i6 e) `Quality Standards accepted in Periods
6.68   a) e# q- ~& Z0 S# d( }0 p0 ~	933200 / Y/ V. t5 |! ]' H( G" H	0 ; U  _3 z8 x0 l- x	9 Z# G6 N' k. X+ p( @
8.455	915450 - B* \$ K; V7 i	0.125
10.56 - w% M- ~$ w) q8 ~	894400	0.25 / S% L6 S% n3 I- y3 E% K	' w+ L, X4 H: ]0 x5 \% Y3 u3 \) f, R
13.03 : A" `% S+ _# j, p6 L/ r	869700 0 Q1 x# Z3 k7 k- u	0.375
15.87 ! t! \# N* k) d4 _7 r	841300 ' U) \8 R5 U0 x6 G	0.5 2 |: I' g: I: s/ a/ i4 o/ I
19.08	809200	0.625
22.66	773400	0.75	0 Y  J- B# p& |2 n9 Q
26.595 5 Y6 X% I1 M8 W, G) W) ^, e	734050 1 b5 b. o* h* I# ]4 q	0.875 + _2 k- N! V, E4 b	3 R6 m7 ~9 z7 C' J( T0 P
30.85	691500	1 " X" L6 B* v1 P0 \8 _5 d
35.435 & y- l4 ^) x4 K! _2 _, j  z/ M! E$ R2 A	645650 0 `  B" J2 V! E9 O	1.125	: n7 u' P2 h) ]- u# f; f7 ~
40.13 * H. l9 o- t2 F  v  I) f- J- A2 k	598700	1.25 5 z5 ]: L8 M% o% ~, i2 n; H" l) Z	* ^- I1 c& b6 N8 B: J+ Q
45.025	549750 / K7 g5 J. C4 X2 q, y6 K5 _	1.375 8 S# v/ o2 d6 C8 V/ B) e	; V) T, v- F) {) i% w' q
50 ! S6 l/ I6 A5 [, W% A	500000	1.5
54.975 " W; a$ E+ ?0 f' _: j' s	450250 ( f. u1 H. f3 i& W4 H+ e: c2 M	1.625 - w7 T. g1 q$ J$ }
59.87 6 k- E+ ?; W: ~- ^+ a3 t$ o/ T. k$ J	401300	1.75 - [1 r! a0 W- i4 O	* y7 i9 C2 B$ A1 P
64.565 : S8 [/ g7 e' w' x- j# n; F( o	354350	1.875	# V8 r6 {8 p4 f2 [* E0 w
69.15	308500 " w0 Z# O/ N% w/ Q. _! L" d	2 8 [  t+ M' a, v- P	1970s
73.405 8 w; _3 F' f, D- `/ Z+ u& l	265950 ( }0 d# r& `* `" k# x	2.125 & J7 K$ S$ E) o4 g$ }8 S	# O- u5 K. V2 V7 B9 V& P
77.34	226600	2.25
80.92	190800	2.375
84.13 ' d0 h9 F+ e, x- V, W' v9 d3 p' e	158700	2.5	4 P' F, J; @4 w5 v
86.97	130300	2.625 , v. ?/ X* {0 ^: L
89.44 ; ?. R2 k1 B3 w9 [7 U	105600 / M) {$ j' u- ]	2.75
91.545	84550	2.875 9 o5 e3 U1 u9 z
93.32 6 q: J" V- w( h9 P3 [1 Z' @3 h	66800	3	1980s
94.79	52100	3.125
95.99 % [- M  w+ Z* U7 i6 W	40100	3.25
96.96	30400 6 C% r6 r4 E7 m# c% X$ R	3.375	3 }3 W8 ?- N( l, N" E3 h
97.73 9 i$ |- d/ g3 ~7 [9 j! A	22700 $ a5 ^1 H0 X/ r) k	3.5 4 V( s$ b# Y5 Y! b' w: V8 U	7 s& h4 v; I; h; b2 t' c
98.32 9 W% O; t1 V- g: l	16800	3.625	7 Z) l5 z( X  }, h2 P" C
98.78	12200 3 b& h! W2 E$ |% s! m	3.75 , ?1 w, A, B4 l! I
99.12	8800	3.875 ' @* [- }0 D& L! I4 M9 c
99.38	6200	4 " R, }9 y1 `- G/ r; q& c	Early 1990s
99.565	4350	4.125	; y$ h) Q3 \: W) @) q& S! \+ t5 X
99.7 2 ~, F/ Z1 E* H, [8 E	3000 % I/ `2 a9 j; j- M" ~# Q! C	4.25 3 r: {& l7 f% o% \9 @( Q4 Y
99.795 $ C- S' N: Y! h( c) k7 B( F+ }	2050	4.375	. ^5 m) l0 k/ [. ?3 u& q9 A
99.87 2 R$ B9 G  s( D$ I) [1 x9 F& b, N	1300	4.5
99.91 " V! y/ N+ i5 U; x	900	4.625 % A* A+ u+ M4 H; B, q  C	3 B" |6 d8 L4 u- p+ ]
99.94 : Y$ `: S+ t) J$ W7 L8 m	600 - ?* Z) L, t# N	4.75	+ @# u% ]( m3 i6 K' {: Z4 P3 N$ U
99.96 * ]: D. V+ E, _; I7 q# m! c( I	400 7 E0 O# B+ \: V3 A" r- r	4.875
99.977 5 k1 z1 R+ `# ~	230 , J  U1 S% J, P. L$ y+ z# x7 q	5	Mid 1990s
99.982	180	5.125	7 }" D3 f* a1 }, g' I
99.987	130 ; l. T. J) b( [9 C3 c	5.25 . @/ c% o% o& I" T" H	6 W( F8 o4 q3 g) I# Y5 f: C7 P7 W& S
99.992 ' ]& t# X7 {8 t; n7 z2 w	80	5.375 " Q2 h" x6 G: Z9 P: H/ M
99.997 6 i/ u: A  S9 G	30	5.5 . H- n8 J* S- `% L& G- d' p8 J( h
99.99767 9 ]/ h1 B2 o# }% ]  Z4 `	23.35	5.625	& o* S& j. w: [
99.99833 & ?7 \0 t2 C( g5 o! U4 t	16.7	5.75	9 ^# F+ p) A% S
99.999	10.05 8 ?- W) P* m* z* ~$ Q) f$ G# H	5.875 - Q$ g3 X; o0 t* P	) r+ q8 P( `" s
99.99966	3.4	6 & B$ c0 U$ B# J/ Z( G	2000s

luntaner

三、品质改善的发展：
9 Z. Y# ^: E4 v  ]+ v1 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。
6 a  w% c* `- 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。
( ~# |# _' P1 G% G    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）
    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。
- c. ~4 n# u. K6 U! D! q    “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。
" o' y: W8 w) w7 v    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）”
( l2 E$ i. ^" q' M9 A2 X/ N    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：
# \: D9 g) R9 ^$ G0 ~7 W    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。