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六西格玛培训讲义ppt
六西格玛
基础知识
培训讲义
编者:
刘泽墉
国家技监局
上海国际培训中心
二○○三年二月八日
六西格玛培训讲义
第一节六西格玛的诞生和发展
六西格玛是美国人在全面质量管理基础上发展起来的。
朱兰、费根堡姆于20世纪60年代提出了全面质量管理的概念。
他们提出,为了生产具有合理成本和较高质量的产品,以适应市场的要求,只注意个别部门的活动是不够的,需要对覆盖所有职能部门的质量活动进行策划。
朱兰、费根堡姆的全面质量管理理论在日本被普遍接受。
日本企业实现了全面质量控制的质量管理方法。
统计技术,特别是“因果图”、“流程图”、“直方图”、“检查单”、“散布图”、“排列图”、“控制图”等被称为“老七种”工具方法,被普遍用于质量改进和质量控制。
20世纪80年代,经济全球化迅速推进,顾客要求不断变化,美国人又把TQC发展到TQM。
许多世界级企业的成功经验证明,全面质量管理(TQM)是一种使企业获得核心竞争力的管理战略。
质量的概念也从狭义的“符合规范”发展到以“顾客满意”为目标。
全面质量管理不仅提高了产品与服务的质量,而且在企业文化打造与重组的层面上,对企业产生深刻的影响,使企业获得持久的竞争能力。
但是,时代在发展,科技在进步。
原来以百分比来评价质量的标准已经不能完全反映质量要求。
质量管理需要一种新的理念和更有号召力的质量改进方式。
正是在这种情况下,六西格玛应运而生。
六西格玛最初的含义建立在统计学中最常见的正态分布基础上。
他考虑了1.5倍的漂移,这样,落在六西格玛外的概率只有百万分之三点四,即3.4ppm。
一百万次出差错的机会中,只有3.4次发生的可能,其实质就是不要做错,建立做任何事一开始就要成功的理念。
20世纪80年代摩托罗拉首先应用六西格玛。
在短短的5年时间里,摩托罗拉运用六西格玛使其产品质量提高了10倍,从而荣膺极负盛名的MalcolmBaldrige国家质量奖。
90年代初,为数不多的几家美国公司开始尝试推行六西格玛,其中联合信号公司的成功引起了通用电气公司当时的董事长兼首席执行官JackWelch这位传奇人物的极大关注。
1995年通用电气开始以其雄厚的财力不断投入巨资全面推广应用六西格玛;1997年六西格玛给通用电气公司带来的收益就已超过了投入的成本;2000年这项举措在通用电气公司的年收益更高达25亿美元。
此后,六西格玛获得了不断的发展和完善。
从有形产品质量的改进到服务水平的提高,从产品缺陷数的降低到周期时间的缩短,从资产使用效率的提高到销售队伍效率的改进,从现有流程的改善到全新流程的设计,从专注于公司内部到放眼整个供应链……六西格玛已经成功地应用于不同行业、不同公司的每一个重要领域,完全超出了传统产品质量的范围,而成为在激烈的市场竞争环境之中企业取得竞争优势的企业战略和工作方式,成为不同部门之间互相沟通的共同的语言。
第二节为什么要推行六西格玛
1.六西格玛带来巨大的成功
●通用电气公司
通用电气公司自1995年开始推行六西格玛以来,到1998年底已节省了7.5亿美元,到1999年底已节省了15亿美元。
●摩托罗拉
自1987年开始运用六西格玛到1997年十年间,由六西格玛所带来的节省累计为140亿美元,销售增加了5倍。
●联合信号公司
六西格玛给该公司带来每年超过6亿美元的节省。
不仅减少返工缺陷所引起的高成本,而且成功地将从设计到认证合格的时间从42个月缩短到33个月。
该公司把生产率提高6%和利润率提高13%归功于六西格玛。
2.六西格玛的贡献
(1)创造持续成功
即使你的企业发展速度很快,你也应该意识到有可能在三年以后会落后。
要想保持高速增长和在不断变化的市场中保持成功的唯一方法就是不断创新和改造。
六西格玛创造了用于持续改进的工具和文化。
(2)为所有人设置一个业绩目标
对于一个公司,无论其大小,都很难使每一个人有一样的工作方向和目标。
每个部门和个人都有不同的工作项目和目标。
其中的共同点是每个人都要给内部和外部的客户提供产品、服务和信息。
六西格玛通过这一企业的共同基石——流程和客户,创造了一个前后一致的目标:
六西格玛业绩,即一种人们可以想象得到的衡量与完美差距的业绩水平。
(3)增强提供给客户的价值
在当今竞争如此激烈的情况下,仅提供“好”和“无缺陷”的产品和服务是不够的,无法保证成功。
六西格玛的灵魂——以客户为中心——意味着学会哪些价值对客户是有意义的和计划如何给客户提供这些价值的同时又能盈利。
(4)加速改进速度
六西格玛通过借鉴很多工具和理念,不仅可以帮助企业改进业绩,而且可以改进“改进”,加快改进速度。
(5)提倡学习和相互指导
六西格玛可以在一个组织内增强和加速新思维的发展和分享。
(6)贯彻策略变化
更好地理解公司的流程和程序将给你更强的能力来实现小的调整和大的变化,而这正是二十一世纪的业务成功所要求的。
3.六西格玛带来的经济利益
无论是制造业还是非制造业,六西格玛给他们带来的巨大经济效益包括:
●降低总消耗
●提高产品质量和可靠性
●缩短生产周期
●减少设计变更
第三节什么是六西格玛
“什么是六西格玛”能以各种不同的方式回答。
PeterPandeandLarryHolpp把六西格玛定义为:
●过程或产品业绩的一个统计量
●业绩改进趋于完美的一个目标
●能实现持续领先和世界级业绩的一个管理系统
1.过程或产品业绩的一个统计量
(1)波动是关注的焦点
西格玛代表标准偏差(standarddeviation),用希腊字母σ表示。
标准偏差是描述一组数据、一群项目或一个过程存在多少波动的统计方法。
在质量管理中,过去常用“平均合格率”来衡量质量水平。
但是平均值往往掩盖了问题,波动才是应该关注的焦点。
【例1】A、B两家公司是竞争对手,同时向顾客承诺按订单准时交货。
质量目标是4-8天。
准时的含义是不能早于4天,也不能迟于8天。
早于4天会造成顾客处产品的积压,而迟于8天则又会造成顾客处生产脱节。
A、B两公司20批货的实际交货时间见表1。
表1A、B两公司2002年四季度20批产品交付时间表
批号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
平均
A交付时间
6
6
5
5
4
3
2
7
7
9
12
6
6
7
8
9
6
5
4
3
6
B交付时间
5
5
6
6
4
6
7
8
7
7
4
5
5
6
6
6
7
8
8
4
6
从上表和上图可以看出A公司和B公司的平均交付时间都是6天,但A公司交付时间的波动大,不合格的数量也多,因而,在处理投诉、挽回信誉方面的损失所投入的成本就要高得多。
B公司虽然也有波动,但都在合同规定的范围之内,不会引起顾客的投诉,从而成本较低。
因此,在注意平均值的同时,波动就成为关注的焦点。
(2)对波动的描述
任何一个质量特性总是有波动的,这种波动是随机的、时隐时显的、时大时小的、时正时负的。
但是当我们大量地观察了同一质量特性时,统计规律就会显现出来。
当生产稳定时,大多数质量特性都服从正态分布。
在正态分布中,有两个重要的特征量,这就是随机变量的均值和标准偏差。
随机变量的均值用希腊字母μ来表示。
标准偏差用希腊字母σ来表示。
例如:
A公司的计算:
B公司的计算:
μ=6天
σ=1.23天
在质量控制中,σ是度量质量好坏的一种重要工具。
σ越大,表示数据越分散,波动的程度越大,而σ越小,表示数据越集中,波动程度越小。
从上面的分析可知,B公司的业绩要好于A公司。
(3)对过程能力的描述
过程能力是指实现过程目标的能力。
过程能力指数是指过程能力与过程目标或顾客要求相比较的定量描述的数值。
设T为公差范围,TU和TL分别为公差上限和公差下限,则公差中心M为两者的平均值,即:
当过程中心与公差中心重合时,过程能力指数可以这样来计算:
Cp值与不合格品率有一定的关系,具体见表2。
表2Cp值与不合格品率的关系(过程中心与公差中心重合时)
Cp值
不合格品率
Cp值
不合格品率
0.67
4.55%
1.67
0.573ppm
1.00
0.27%
2.00
1.80ppb
1.33
63.3ppm
2.33
0.0026ppb
注:
如果过程中心与公差中心不重合时,则中心的偏移ε=│M-μ│,
偏离度K=2ε/T,此时的过程能力指数用Cpk表示:
Cpk=(1-K)Cp=
(4)对缺陷的描述
常用的缺陷指标有:
DPU(defectsperunit)称为单元产品的平均缺陷数。
DPU的大小反映了产品上缺陷的多少,是一个顾客可以感知的质量指标。
DPO(defectsperopportunity)表示每个机会的平均缺陷数。
DPMO(defectspermillionopportunity)表示每百万个机会中的平均缺陷数。
DPO与DPMO是同一个概念。
只是DPMO=106×DPO。
例如:
一块印刷电路板上有50个焊点,那就有50个机会出现虚焊、漏焊、焊锡过多等缺陷。
在1000块印刷电路板上就有50000个缺陷机会。
若抽取1000块印刷电路板样品,发现有18个缺陷,每个机会的平均缺陷数DPO=缺陷总数÷机会总数=18÷50000=0.00036。
DPMO=106×DPO=0.00036×106=360。
DPO或DPMO是对“不合格品率”这个传统描述方法的深化。
【例2】一批产品是计算器,1000件中共有10个缺陷,另一批产品是计算机,1000台中也共有10个缺陷。
它们的不合格品率是相同的。
但是DPMO是不一样的。
假设一个计算器可能出现缺陷的机会是5个,而一台计算机可能出现缺陷的机会是500个,那么:
计算器的DPMO为DPMO计算器=10×106÷(1000×5)=2000
计算机的DPMO为DPMO计算机=10×106÷(1000×500)=20
这就表明了DPMO这个指标解决了不同生产难度的产品之间质量水平相互比较的问题。
(5)对业绩的描述
过去,许多公司都使用两种标准来衡量和评价过程的业绩——一次合格率和最终合格率。
但它们不能反映缺陷和成本间的联系,掩盖了“隐蔽工厂”的存在。
【例3】第一批生产的50台电脑,在检测中发现5个缺陷,并全都集中于一台电脑中;第二批生产的50台电脑,在检测中发现20个缺陷,也全都集中于一台电脑中。
这两批产品的一次合格率都是98%。
但第一批产品的DPU=0.1,而第二批产品的DPU=0.4。
每一个可修复的缺陷都要经过检测、分析和纠正,即要投入成本。
显然,第一批产品的成本要低于第二批产品的成本。
经过返工,再检测,最终合格率达到100%。
由于一次合格率或最终合格率都不能反映过程中出现的不合格,返工所需的时间和劳动没有在成本计算中体现出来,这就是我们所谓的“隐蔽工厂”(hiddenfactory)。
六西格玛方法中通常用“流通合格率”RTY(rolledthroughputyield)来评价过程的业绩。
流通合格率是指每一过程的合格率的乘积。
【例4】装配某产品有三个关键环节:
第一是原材料采购,其合格率是95.5%,第二个环节是人员的操作,操作合格率是97%,第三个环节是装配,其合格率是94.4%,则该产品的流通合格率是:
RTY=0.955×0.97×0.944=87.4%。
该指标准确地反映了生产的效率和成本,而最终合格率则为94.4%,不能揭示生产中存在的浪费问题。
2.业绩改进趋于完美的一个目标
(1)缺陷的风险
生产和服务过程中总会产生缺陷,发生的缺陷越多,纠正的成本也越高,丧失顾客的风险也越大。
研究表明,当顾客经历了有缺陷的产品和过程的恶果时,他们不仅仅是感到沮丧,他们会有所行动:
●一个感到不满意的顾客将会把他不愉快的经历告诉10个人,甚至更多的人,即使问题不是很严重。
●如果问题处理得很满意,这个顾客也只会告诉5个人,或更少的人。
●31%遇到服务问题的顾客从没有投诉记录。
因为他们觉得太麻烦,没有简单的沟通渠道,或因为他们相信没有人会关心此事。
●在这31%的顾客中,只有9%的顾客会继续同这家公司做业务。
这些研究表明,缺陷将会导致流失顾客。
当顾客的要求越来越高,耐心越来越少时,高缺陷率无疑会使公司陷于严重的风险中。
(2)“99.99%”符合要求的实际意义
许多单位都在为本单位的质量达到99.99%符合要求而沾沾自喜,感到自豪。
认为是已经达到了质量的顶峰。
但从六西格玛的观点来看,还远远不够。
“99.99%的好”实际上并不好,因为它意味着:
●每小时遗失200封邮件
●全上海每天有160瓶啤酒发生爆炸
●每星期有50次外科手术失败
●每年有2000件药品处方错误案例
(3)六西格玛质量水平——百万分之三点四
六西格玛从统计意义上计算就是百万分之三点四,赋予六西格玛管理法的意义为3.4DPMO,即一百万次机会中仅3.4个缺陷。
例如,一批电路板上每一千万个焊点中只有34个缺陷。
零缺陷是不现实的,六西格玛承认总是存在一些潜在的缺陷。
但六西格玛的目标是非常具有挑战性的,因为许多企业目前仅停留在3西格玛的水平上。
(4)DPMO—σ转换
德国数学家高斯在研究纯随机波动中首先提出了正态分布的概率密度函数:
当μ=0,和σ=1时,该正态分布称为标准正态分布:
它的累积分布函数为:
Φ(x)有表可查。
正态分布计算是基于下面两条性质:
性质1:
设x~N(μ,σ2),则~N(0,1)。
此性质说明,任一个正态变量x(服从正态分布的随机变量的简称)经过标准化变换(χ-μ)/σ后都归一到标准正态变量u。
如:
x~N(10,22),通过标准化变换~N(0,1)。
性质2:
设x~N(μ,σ2),则
(1)P(x
(2)P(x>a)=1-
(3)P(a 【例5】假设轴径的公差范围是60±6,即上规范极限USL=66,下规范极限LSL=54,而第一批轴径的分布为N(60,2),即这批轴径的平均值为60,σ1=2,则不合格品率 P=P(x>USL)+P(x =1-+ =1-+ =1-Φ(3)+Φ(-3) =0.135%+0.135%=0.27%=2700ppm 上面的例子只是一种理想状态,即过程中心与公差中心相重合。 在大多数情况下是不重合的。 为了校正这一点,美国质量管理界根据经验,推荐了一种近似转换公式,即允许过程漂移为1.5σ。 【例5续】在第一批产品中,σ1=2,1.5σ1=3,所以过程中心为63,则: 不合格品率P=P(x>USL)+P(x =1-+ =1-+ =1-Φ(1.5)+Φ(-4.5) ≈0.0668即66800DPMO DPMO-σ间的转换可利用表3。 表3DPMO-σ水平转换表 σ DPMO σ DPMO σ DPMO σ DPMO 1.00 691462 3.30 35930 4.50 1350 4.73 619 1.10 655422 3.40 28717 4.51 1306 4.74 598 1.20 617911 3.45 25588 4.52 1264 4.75 577 1.30 579260 3.50 22750 4.53 1223 4.76 557 1.40 539828 3.55 20182 4.54 1183 4.77 538 1.50 500000 3.60 17865 4.55 1144 4.78 519 1.60 460172 3.65 15778 4.56 1107 4.79 501 1.70 420740 3.70 13904 4.57 1070 4.80 484 1.80 382088 3.75 12225 4.58 1035 4.85 404 1.90 344578 3.80 10724 4.59 1001 4.90 337 2.00 308537 3.85 9387 4.60 968 4.95 280 2.10 274253 3.90 8198 4.61 935 5.00 233 2.20 241964 3.95 7143 4.62 904 5.05 193 2.30 211856 4.00 6210 4.63 874 5.10 159 2.40 184060 4.05 5386 4.64 848 5.20 108 2.50 158655 4.10 4661 4.65 816 5.30 72 2.60 135666 4.15 4024 4.66 789 5.40 48 2.70 115070 4.20 3467 4.67 762 5.50 31.8 2.80 96880 4.25 2980 4.68 736 5.60 20.8 2.90 80757 4.30 2555 4.69 711 5.70 13.4 3.00 66807 4.35 2186 4.70 687 5.80 8.6 3.10 54799 4.40 1886 4.71 664 5.90 4.8 3.20 44565 4.45 1589 4.72 641 6.00 3.4 3.能实现持续领先和世界级业绩的一个管理系统 六西格玛是一个广泛的管理系统,是一个把强有力的领导和基层的活力与参与结合起来的系统,用来建立和保持企业的业务绩效、成功和树立领导地位。 六西格玛将各个有价值的管理实践和理念整合了起来,并使它们形成一个清晰的脉络,这些实践和理念包括了系统的思想,持续改进,知识管理,以及以过程为基础的管理等等。 六西格玛意味着更好地理解顾客、更清楚的过程、更有意义的测量值以及更有力的改进工具,使他们的工作更有效、更少出现混乱并常常有更多的回报。 六西格玛的六个要素 我们可以把六西格玛的关键因素提炼成6个要素: 要素一: 真正关注顾客 在六西格玛中,以顾客为关注焦点最为重要,是最优先的事。 例如,六西格玛的业绩度量是从客户开始的。 六西格玛的改进是由对客户满意和价值所产生的影响来确定的。 要素二: 以数据和事实驱动管理 一切建立在数据和事实基础上,彻底与拍脑袋或想当然决裂。 摈弃以主观观念和假设为基础的经营决策。 六西格玛一开始就分辨什么指标对测量经营业绩是关键的。 然后收集数据并分析关键变量,以有效地发现问题、分析问题和彻底解决问题。 六西格玛帮助管理者们通过回答下面两个问题来作出决策和解决方案: 1.我真正需要的是什么数据或信息? 2.我们如何利用这些数据/信息以使利益最大化? 要素三: 采取的措施应针对过程 六西格玛把过程视为成功的关键载体。 六西格玛活动的最显著突破之一是使得领导们和管理者确信掌握过程是建立竞争优势的途径。 所有过程都有变异,六西格玛帮助我们有效地减少变异。 要素四: 预防性的管理 预防性的管理意味着养成下面这些业务管理习惯: ●设定挑战性的目标并经常进行评审; ●确定清晰的工作优先次序; ●集中在预防问题而不是“救火”; ●询问做事的理由而不是因为惯例就盲目遵循。 真正做到预防性的管理是创造性和有效变革的起点。 被动地处理一个又一个危机使你非常忙,同时也给你一种控制一切的假象。 实际上,这是一个组织已失去控制的表现。 要素五: 无边界的合作 致力于公司上下内外打破障碍和改进团队合作。 通过改进公司内部和与供应商及客户的合作的潜力是巨大的。 因为不同集团间的缺乏联系和不合适的竞争导致大量金钱的浪费。 供应链的各方应该为同一个目标工作: 为客户提供价值。 要素六: 力求完美但容忍失败 追求完美和容忍失败看起来似乎是相互矛盾的,但是,从本质上看,这两者是互补的。 新的观念和方法通常是有风险的。 如果人们看到了接近完美的方法而又害怕犯错误,他们将永远不会尝试。 六西格玛倡导冒险。 一辈子不犯错误的员工不是好员工;重复犯同样的错误的员工是愚蠢的员工。 一个以六西格玛为目标的公司在不断地追求完美的同时,也愿意接受和处理偶然的挫折。 当一个企业愿意承认其不足,从中吸取教训,并且开始设定优先次序来纠正不足,这个企业往往会更快得到回报。 第四节六西格玛管理三部曲 实施六西格玛管理有三个关键的要素: ●六西格玛组织(OFFS,organizationforsixsigma) ●六西格玛策划(PFSS,planningforsixsigma) ●六西格玛改进(IFSS,improvementforsixsigma) 六西格玛组织结构 执行领导(CEO/implementationleader) 倡导者(champion) 黑带主管(masterblackbelt,MBB) 黑带(blackbelt,BB) 赞助者(sponsor) 绿带 (greenbelt,GB) 过程管理者(负责人) (processowner) 1.六西格玛组织(OFFS) (1)六西格玛组织成员 A.执行领导 高层执行领导是推行六西格玛获得成功的核心。 六西格玛管理的从上而下推行应始终取决于组织的最上层。 为了启动六西格玛管理,往往必须组织一系列可供高层执行领导深思熟虑的会议,其目的在于: ●鼓动高层领导对六西格玛管理的热忱参与; ●成立六西格玛领导小组,并赋予特定任务; ●了解六西格玛管理的思想和方法; ●决定如何让六西格玛管理来弥补现行公司经营策略的不足; ●通过头脑风暴法,制定沟通计划; ●分派使用资源,确定关键角色; ●制定六西格玛管理推行的计划。 B.倡导者 倡导者是六西格玛管理的关键角色,由他发起和支持(负责)项目。 倡导者通常是企业推行六西格玛领导小组的一员,或者是中层以上的高级管理人员,其职责是: ●保证项目与企业的整体目标一致; ●使其他领导(尤其是首席执行官)知道项目的进展; ●制定项目选择标准,核准改进方案,特许项目展开; ●为团队提供或争取必需的资源,例如时间、资金等方面的保障,建立奖励制度,推进活动的展开; ●检查阶段任务实行的状况,排除障碍; ●协调与其它六西格玛项目的矛盾、重复和联系; ●评价已完成的六西格玛项目。 C.黑带主管 黑带主管又称黑带大师。 黑带主管是六西格玛的专家,是六西格玛管理工具的高手
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