六西格玛管理在重型载重车平衡悬架系统应用.docx

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六西格玛管理在重型载重车平衡悬架系统应用

陕汽集团中层干部MBA课程研修班

结业论文

学员姓名：

王怡枫

指导教师：

论文主题：

六西格玛管理在重型载重车平衡悬架系统

技术提升中的应用

西安交通大学管理学院

目录

1引言4

1.1概述4

1.2六西格玛管理的发展4

1.2.1质量概念的演进和质量管理的发展4

1.2.2六西格玛管理的起源和发展6

1.3六西格玛的概念和作用7

1.3.1六西格玛的概念7

1.3.2六西格玛管理的作用9

1.4六西格玛管理的领导和文化9

1.4.1高层领导在六西格玛管理中的作用9

1.4.2六西格玛价值观与企业文化10

1.5六西格玛管理方法论11

1.5.1六西格玛改进的模式——DMAIC11

2重型载重车平衡悬架系统现状与评价13

2.1重型载重车平衡悬架系统现状13

2.1.1平衡悬架系统概述13

2.1.2平衡悬架发展概况15

2.1.3平衡悬架系统故障描述16

2.1.4平衡悬架系统故障分解17

2.1.5项目指标确定21

2.1.6项目收益分析23

2.1.7SIPOC分析23

2.2重型载重车平衡悬架系统能力评价24

2.2.1总体过程能力分析24

2.2.2平衡轴总成产品过程流程图26

2.2.3因果矩阵分析26

2.2.4柏拉图分析28

2.2.5FMEA29

2.2.6总结31

3重型载重车平衡悬架系统技术提升32

3.1因子检验32

3.1.1对结构强度和结构刚度两个因子进行检验32

3.1.2对有无隔套因子进行检验34

3.1.3三个因子改进前后的故障率对比34

3.2确定技术提升方案36

4重型载重车平衡悬架系统技术提升方案实施与控制36

4.1技术提升方案计划36

4.2技术提升方案实施37

4.3技术提升方案实施效果38

4.4技术提升方案控制计划38

4.5技术提升方案移交计划39

4.6技术提升方案水平展开39

4.7收益核算39

5总结39

参考文献41

致谢42

六西格玛管理在重型载重车平衡悬架系统技术提升中的应用

王怡枫

摘要

质量管理历经百年发展，各种方法风生水起、纷至沓来。

六西格玛管理是质量管理在20世纪末最具魅力的新发展之一。

如何通过有效的质量，使顾客和企业可以同时获得满意和收益。

对顾客而言，是以最可接受的价格及时获得最好的产品；对企业而言，则是以最小的成本和最短的周期实现最大的利润。

这是每个欲追求卓越的企业的理想目标，只有这样，“依靠质量取得效益”才有了真正的意义。

陕西汉德车桥有限公司是集研发、制造、销售为一体的中国车桥行业最具科技含量的大型企业，各系列桥总成已批量装备我军重型军用越野车和国内各大知名重卡、客车等商用车企业。

公司在短短的十年间的快速发展也面临了许多售后质量问题，例如重型载重车平衡悬架系统售后故障时有发生，年售后索赔可达两千万元以上，是索赔金额排名第一的售后故障，对公司造成了较大的损失。

而且对平衡悬架系统售后故障的客户抱怨时有发生，客户需求购买重型载重车不发生故障，尤其是平衡悬架系统这样的关键总成。

本论文运用六西格玛管理的方法将重型载重车平衡悬架系统进行技术提升，降低了售后索赔，提高了客户满意度。

关键词：

六西格玛管理重型载重车平衡悬架系统

1引言

1.1概述

人类社会的质量活动可以追溯到远古时代，而现代意义上的质量管理活动则是从20世纪初开始的。

从此，人类跨入了以加工机械化、经营规模化、资本垄断化为特征的工业时代。

质量管理历经百年发展，各种方法风生水起、纷至沓来。

六西格玛管理是质量管理在20世纪末最具魅力的新发展之一。

六西格玛管理的起源、发展，正是在质量概念演进和质量管理发展的大背景下进行的。

如何通过有效的质量，使顾客和企业可以同时获得满意和收益。

对顾客而言，是以最可接受的价格及时获得最好的产品；对企业而言，则是以最小的成本和最短的周期实现最大的利润。

这是每个欲追求卓越的企业的理想目标，只有这样，“依靠质量取得效益”才有了真正的意义。

陕西汉德车桥有限公司于2003年3月由潍柴动力与陕汽集团共同投资组建，其前身为陕西汽车制造总厂车桥分厂。

公司是集研发、制造、销售为一体的中国车桥行业最具科技含量的大型企业，各系列桥总成已批量装备我军重型军用越野车和国内各大知名重卡、客车等商用车企业。

公司在短短的十年间的快速发展也面临了许多售后质量问题，例如重型载重车平衡悬架系统售后故障时有发生，年售后索赔可达两千万元以上，是索赔金额排名第一的售后故障，对公司造成了较大的损失。

而且对平衡悬架系统售后故障的客户抱怨时有发生，客户需求购买重型载重车不发生故障，尤其是平衡悬架系统这样的关键总成。

本论文讨论的就是如何运用六西格玛管理的方法将重型载重车平衡悬架系统进行技术提升，以降低售后索赔，提高客户满意度。

1.2六西格玛管理的发展

1.2.1质量概念的演进和质量管理的发展

随着质量管理、技术以及市场不断发展，质量的概念也在逐渐地拓展、深化和完善。

在ISO9000：

2000标准中，质量被定义为“一组固有特性满足要求的程度”。

20世纪80年代，“大质量”的概念逐渐广为人们所接受，且成为不可逆转的趋势。

正是这样一个质量概念剧烈演变的年代，六西格玛管理诞生了。

因此，六西格玛管理深深地打上了“大质量”概念的烙印。

21世纪是质量的世纪，亦即“大质量”的世纪。

在这样一个“大质量”的时代，六西格玛管理恰逢盛世，在世界各地蓬勃发展。

从全球工业发达国家的情况看，质量管理历经了质量检验、统计质量控制和全面质量管理三大历史阶段。

第二次世界大战以前可以看作第一阶段，通常称为质量检验阶段；20世纪40-50年代为第二阶段，通常称为统计质量控制阶段；第三阶段为20世纪60年代开始的全面质量管理阶段。

（1）质量检验阶段。

20世纪初，随着机器化大生产的出现，检验职能从生产职能单独分离出来。

这一阶段主要是通过检验的方式来控制和保证产出或产入下道工序的产品质量，主要特点是事后把关。

其演进历程为：

工人自检、工长监督检查、检验员专检。

（2）统计质量控制阶段。

统计质量控制（statisticalqualitycontrol，SQC）阶段酝酿于20世纪20-30年代，形成于40-50年代。

这一阶段的特征是数理统计方法与质量管理的结合，从单纯依靠质量检验“事后把关”，发展到过程控制，形成了质量的预防性控制与事后检验相结合的管理方式。

（3）全面质量管理阶段。

20世纪60年代以来，随着科学技术和工业上产的发展，对质量的要求越来越高，这就需要人们运用“系统工程”的概念，将质量问题作为一个有机整体加以综合分析研究，实施全员、全过程、全企业的管理。

美国通用电气公司的费根堡姆（Feigenbaum）首先提出了全面质量管理（totalqualitycontrol，TQC）的概念，1961年在其《全面质量管理》一书中指出：

“全面质量管理是为了能在经济水平上并考虑到充分满足顾客需求的条件下进行市场研究、设计、生产和服务，把企业各部门的研制质量、维持质量和提高质量的活动构成一体的有效体系”。

日本企业应用全面质量管理获得了极大的成功，引起了世界各国的关注，全面质量管理的观念在全球范围内得到广泛传播，各国结合各自的国情及实践皆有所创新与发展。

美国国会于1987年决定启动波多里奇国家质量奖评审，这是自20世纪80年代初美国重新审视和借鉴日本的发展，将TQC发展到TQM（totalqualitymanagement）以来的一个里程碑，为TQM建立了一个从过程到结果的卓越绩效评价框架。

由TQC向TQM的演进，实质上是质量概念由“产品和服务质量满足顾客需要”向“大质量综合满足顾客及相关方需要”、质量管理由“全面的质量管理”向“全面质量的管理”的演进。

国际标准化组织在ISO8402:

1994中将TQM定义为“一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径”，视其为一种卓越经营的哲学和方法。

但如何构建组织的TQM？

于是卓越绩效（质量奖）模式应运而生。

最经典的卓越绩效模式是三大质量奖：

美国波多里奇国家质量奖、欧洲质量奖和日本戴明奖。

其中波多里奇国家质量奖在使美国经济恢复活力以及在提高美国国家竞争力和生活质量等方面起到了重要作用，影响最为广泛。

今天，卓越绩效模式已成为现代TQM的实施框架和评价准则，成为企业经营管理事实上得国际标准。

卓越绩效模式的广泛传播，使其“成为关于TQM内容的最广为接受的定义”。

1.2.2六西格玛管理的起源和发展

六西格玛管理的诞生和发展可以追溯到上世纪七八十年代的摩托罗拉公司：

1974年，因为经营不善，摩托罗拉将它的电视机业务卖给了日本松下公司；1980年，又在日本的竞争者面前失去了音响业务；随后，BP机市场也开始下滑。

在不到十年的时间中，摩托罗拉节节败退，面临危机。

可是那个被摩托罗拉卖掉的电视机企业，在经过日本人的改造后，很快投入了生产，并且很快获得了利润！

日本人使用了同样的人员、技术和设施，但产品的不良率只有摩托罗拉管理时的二十分之一。

显然，问题出在摩托罗拉的管理上。

严酷的生存现实使摩托罗拉的最高管理层接受了这样的结论：

我们的质量很臭。

摩托罗拉需要不同的管理方法。

与此同时，摩托罗拉公司的一位工程师开始了他对世界著名质量先驱――戴明（WedwardsDeming）先生理论的实践。

他就是六西格玛的创始人――麦克尔.哈里（Mikel.Harry）。

麦克尔将戴明先生的“过程波动是产生不良的来源，提高质量需要用科学方法”的观点用于降低缺陷的实践，并且探索出了一套减小过程波动的方法。

由于这套方法用到了统计学的知识和技术，他将它称为“六西格玛方法”。

麦克尔的实践引起了摩托罗拉公司当时的CEO鲍博.盖尔文（BobGalvin）的注意。

在盖尔文的支持下，摩托罗拉的各个部门开始用这种方法持续地改善产品质量，并在实践中不断地完善它，取得了许多宝贵的经验。

1988年，摩托罗拉公司获得了美国鲍德理奇国家质量管理奖。

今天，摩托罗拉已经成为世界著名品牌。

六西格玛诞生于全面质量管理蓬勃发展的20世纪80年代中期，是对全面质量管理特别是质量改进理论的继承和发展。

20多年来，六西格玛已经走过了很长的发展路程。

作为一种降低缺陷的方法，它在实践中得到了不断的充实和发展，六西格玛不再仅是一种质量改进的方法，而是已经发展成为可以使企业保持持续改进、增强综合领导能力、不断提高顾客满意度及经营绩效并带来巨大利润的一整套管理理念和系统方法。

近年来，摩托罗拉提出了“新六西格玛”方法——一种由沟通、培训、领导艺术、团队合作、度量和以顾客为中心等价值观驱动的变革方法，旨在提高企业竞争力和变革企业文化。

传统的六西格玛被广泛运用于改善产品的质量，尤其适用于生产制造业，是以降低缺陷和减少变异为核心的，而六西格玛是一个领导力管理程序，是关于总体业务改进的方法，他解决了管理人员所面临的两难问题：

一方面要通过快速的业务改进项目达到短期的财务目标；另一方面还要在关键人才和核心流程方面为未来的发展积蓄能力。

1.3六西格玛的概念和作用

1.3.1六西格玛的概念

六西格玛是一套系统的、集成的业务改进方法体系，是旨在持续改进企业业务流程，实现客户满意的管理方法。

它通过系统地、集成地采用业务改进流程，实现无缺陷的过程设计（designforsixsigma，DFSS），并对现有过程进行过程界定（define）、测量（measure）、分析（analyze）、改进（improve）、控制（control）——简称DMAIC流程，消除过程缺陷和无价值作业，从而提高质量和服务、降低成本、缩短运转周期，达到客户完全满意，增强企业竞争力[1]。

（1）六西格玛的统计含义

“西格玛”一词源于希腊字母“σ”，在统计学中它代表“标准差”，是用来表征任意一组数据或过程输出结果的离散程度的指标，是一种评估产品和生产过程特性波动大小的参数。

在六西格玛管理中，西格玛具有特定的意义，它是对产品、服务或工作质量的一种统计度量。

西格玛质量水平则是将过程输出的平均值、标准差与质量要求的目标值、规格限联系起来进行比较，是对过程满足质量要求能力的一种度量。

西格玛水平越高，过程满足质量要求的能力就越强；反之，西格玛水平越低，过程满足质量要求的能力就越低。

六西格玛质量水平意味着百万出错机会（DPMO）中不超过3.4个缺陷。

西格玛可以用来度量产品、服务或工作过程出现不符合要求的情况或出现缺陷的可能性。

如果达到了六西格玛水平，那么出现不符合要求或出现缺陷的可能性仅为百万分之三点四，我们通常将其记为3.4ppm（ppm为非法定计量单位1ppm=1×10-6）。

这是一上非常高的质量标准。

统计资料显示，欧美企业一般可达到3σ~4σ水平，对应的缺陷率大约为66810ppm~6210ppm。

而一些发展中国家的制造业大约仅为2.5σ水平左右，对应的缺陷率大约为158655ppm。

事实上，缺陷率在某种程度上反映了企业经营流程的效果和效率。

这里所说的缺陷不仅指产品缺陷，也包括服务缺陷和工作缺陷等。

如果一个流程运行得不好，就会出现缺陷。

而缺陷一旦出现，就需要花费额外的资源和时间来弥补它，造成成本和周期的浪费。

我们把由于缺陷而引起的额外成本称为不良质量成本COPQ（CostofPoorQuality）。

一般说来，一个3σ~4σ水平的企业，其COPQ大约占销售额的15%~25%，而达到六西格玛水平的企业，其COPQ仅占销售额的1.5%。

表1-1是各西格玛水平下对应的缺陷率以及COPQ占销售额的比例。

表1-1西格玛水平与缺陷率的对应关系

西格玛水平

缺陷率/ppm

COPQ（占销售额%）

1

697700

2

308700

50%以上

3

66810

25%

4

6210

15%

5

233

8%

6

3.4

1.5%

除缺陷率外，西格玛还从另一个角度描述了产品、服务或工作质量。

当我们考察产品、服务或工作是否满足要求时，我们会发现，得到的测量数据通常会分散在一定的范围内；比如，在过去3个月中某项产品的实际交付期在15~30天的范围内；某项信用卡申领业务从申请到发卡的时间是1~4周；某项服务响应时间是8~72小时；某批产品的性能测量值在12~20mV（毫伏）范围内。

事实上，数据的分散程度反映了事物符合要求的好坏程度。

（2）六西格玛的管理含义

今天，六西格玛已远远超出其统计含义，成为一种客户驱动下的持续改进的管理模式。

企业推行六西格玛，也不仅仅把六西格玛（3.4DPMO）作为一种目标或指标，六西格玛还有更为深刻的多重管理含义，包括：

1）六西格玛目标。

使过程趋于目标值并减少波动，追求零缺陷，追求完美。

实际上，实施六西格玛并不一定要达到六西格玛水平的质量，而在于对过程进行突破性的改进和创新。

2）六西格玛方法。

六西格玛在方法层面强调系统集成与创新，绝非仅仅应用统计技术解决问题，它是一套系统的业务改进方法体系，其工具和方法包括现代质量管理技术、应用统计技术、工业工程和其他现代管理技术、信息技术等。

3）六西格玛文化和战略。

将六西格玛价值观和改进方法融入企业文化，列为企业的战略，提升企业战略执行力，促进组织完成其使命，实现其愿景和战略目标。

1.3.2六西格玛管理的作用

实施六西格玛是“一箭多雕”的、多赢的战略选择。

实施六西格玛的好处多种多样，包括减少成本、提高生产力、增加市场份额、留住顾客、减少运作周期时间、减少错误、改变公司文化、改进产品和服务等。

（1）解决困扰公司的重要而复杂的难题，降低不良质量成本；

（2）建立持续改进和创新的企业文化，消除沟通壁垒；

（3）全面提升公司的核心竞争力和经营管理成熟度；

（4）培养下一代领导者，促进员工职业发展。

1.4六西格玛管理的领导和文化

1.4.1高层领导在六西格玛管理中的作用

六西格玛不仅仅是一种改进方法，还是一种文化和战略。

企业实施六西格玛，可以促进企业文化的变革和战略目标的实现，最终促进企业使命的实现和愿景的达成。

而企业领导在六西格玛管理中扮演着关键的角色。

实施六西格玛的企业以及六西格玛专家经过多年的实践，在总结六西格玛成功实施的关键要素时，不约而同地把领导层的支持和参与作为成功的第一关键要素。

成功推行六西格玛管理并获得丰硕成果的企业都拥有来自高层的高度重视与卓越领导，拥有一批精力充沛、直言不讳、知识丰富的管理者，更重要的是他们能参与到六西格玛管理中。

六西格玛管理是自上而下推行的，因此六西格玛的实施应始终取决于企业的最上层，因为六西格玛管理最终要变革企业的文化，因此，必须获得高层执行领导的认同。

高层领导要指导制定六西格玛推行的计划，选择倡导者，分派使用资源，安排政策支持六西格玛行动，并把六西格玛管理与企业不断发展的战略目标相结合。

1.4.2六西格玛价值观与企业文化

（1）六西格玛价值观

六西格玛价值观亦即六西格玛的理念、哲学，是企业推进六西格玛管理的指导原则和行为准则。

经过20年的实践和提炼，形成了以下六个方面的六西格玛价值观。

1）以顾客为中心；

2）基于数据和事实的管理；

3）聚焦于过程改进；

4）有预见的积极管理；

5）无边界合作；

6）追求完美。

（2）六西格玛价值观的融入与企业文化变革

企业文化最核心的部分是其价值观。

将六西格玛价值观融入企业原有的价值观中，就是一场企业文化的变革。

六西格玛卓越的价值观可以强化企业好的文化，变革不利于企业的风气。

这种文化的变革也是六西格玛管理取得成功所必需的。

六西格玛管理主要是关于企业经营业绩改进的，但最终要变革企业的文化。

六西格玛为企业带来的不仅是工作过程或经营业绩的改善，更重要的是改变组织各个层面人们的工作方式。

企业要实施六西格玛管理，就意味着必须改变人们的工作方式，这就是企业面临的挑战：

企业文化的变革。

1.5六西格玛管理方法论

1.5.1六西格玛改进的模式——DMAIC

六西格玛自20世纪80年代诞生于摩托罗拉以来，经过20年的发展，现在已经演变成为一套行之有效的解决问题和提高企业绩效的系统的方法论，其具体实施模式为DMAIC。

DMAIC是一个逻辑严密的过程循环，它是在总结了全面质量管理几十年的发展及实践经验的基础上产生的，是由项目管理技术、统计分析技术、现代管理方法等综合而成的系统方法。

DMAIC强调以顾客（外部和内部）为关注焦点，并将持续改进与顾客满意以及企业经营目标紧密地联系起来；它强调以数据的语言来描述产品或过程绩效，依据数据进行管理，并充分运用定量分析和统计思想；它追求的是打破旧有习惯、有真正变化的结果和带有创新的问题解决方案，以适应持续改进的需要；它强调面向过程，并通过减小过程的变异或缺陷实现降低风险、成本与缩短周期等目的。

（1）DMAIC过程活动

DMAIC过程共分五个阶段实施，每个阶段的工作内容如下：

1）界定阶段（define）：

确认顾客的关键需求并识别需要改进的产品或流程，组成项目团队，制定项目计划，决定要进行测量、分析、改进和控制的关键质量特性（CTQ），将改进项目界定在合理的范围内。

2）测量阶段（measure）：

通过对现有过程的测量和评估，制定期望达到的目标及绩效衡量标准，识别影响过程输出Y的输入Xs，并验证测量系统的有效性，确定过程基线。

3）分析阶段（analyze）：

通过数据分析确定影响输出Y的关键Xs，即确定过程的关键影响因素。

4）改进阶段（improve）：

寻找最优改进方案，优化过程输出Y并消除或减小关键Xs的影响，使过程的缺陷或变异降至最低。

5）控制阶段（control）：

对改进成果进行固化，通过修订文件等方法，使成功经验制度化，通过有效的监测方法，维持过程改进的成果并寻求进一步提高改进效果的持续改进方法。

（2）DMAIC过程活动要点及其工具

各阶段使用的工具和技术如表表1-2所示。

表1-2DMAIC过程活动要点及其工具

阶段

活动要点

常用工具和技术

D（界定阶段）

明确问题

确定Y（CTQ/CTP）

头脑风暴法力场图

亲和图因果图

树图顾客的声音

流程图质量功能展开（QFD）

SIPOC图不良质量成本

平衡分析卡项目管理

M（测量阶段）

确定基准

测量Y，Xs

排列图不良质量成本

因果图水平对比法

散布图直方图

流程图趋势图

测量系统分析检查表

FMEA抽样计划

过程能力指数

A（分析阶段）

确定要因

确定Y=f（X）

头脑风暴法试验设计

因果图抽样计划

FMEA假设检验

水平对比法多变异分析

方差分析回归分析

I（改进阶段）

消除要因

优化Y=f（X）

试验设计FMEA

响应曲面法测量系统分析

调优运算（EVOP）过程改进

C（控制阶段）

保持成果更新

Y=f（X）

控制图过程能力指数

统计过程控制标准操作程序（SOP）

防差错措施过程文件控制

2重型载重车平衡悬架系统现状与评价

2.1重型载重车平衡悬架系统现状

2.1.1平衡悬架系统概述

悬架系统[2]是车架（或承载式车身）和车桥（或车轮）之间弹性连接并传递力和力矩的装置的总称。

其主要功能[3,4]有：

（1）把路面作用于车轮的垂直反力（支承力）、纵向反力（驱动力和制动力）、侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或车身）上。

（2）与轮胎一起，吸收和缓冲行驶过程中由于路面不平而造成的各种振动和冲击，保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性，从而保证乘客乘坐舒适性和安全性。

（3）是车身与车轮之间保持有适当的动态几何关系，及车轮在路面不平和载荷变化时，具有理想的运动特性。

一般的重型载货汽车悬架主要由四部分组成[5,6,7]：

弹性元件、减震器、导向机构和平衡轴总成。

在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆。

弹性元件起缓和冲击和振动的作用；减震器起衰减振动的作用；导向机构用来确保车架（或车身）和车轮之间各种力和力矩的可靠传递，并确保车轮按照一定轨迹相对于车架和车身跳动；平衡轴总成作为悬架系统的支撑结构，弹性元件、减震器以及导向机构与之相连接，确保发动机传递给车桥的扭矩有效的传递至载货汽车车架上。

近年来随着公路等级的提高，对载重汽车的运输效率提出了更高的要求，争取更大的载重量。

人们曾经采取的办法有[8]：

一是通过减轻汽车各总成的质量和增加载货容积来提高载重量；二是选用承载能力更强的总成来提高载重量。

但是在现有的材料技术和工艺手段条件下采用上述两种方法对载重量的提高非常有限。

载重汽车装载货物后，一般有2/3左右的负荷由后轴来承担，但现行法规和实际条件限制轴荷不能超过允许范围，为了不使后轴承受过大的载荷，减少后轮的接地压力，现在各大汽车生产厂都采用增加车轴和轮胎数量的方法来提高载重量。

因此，现代重型汽车的车轴一般都超过两根，通常为三轴的多轴汽车。

多轴汽车行驶在不平坦的路面上时，它应该和两轴汽车一样保证各车轮和地面都有良好的接触，如图2-1所示。

如果三轴汽车的中、后轴也像前车轴一样，各车轴都采用单独的悬架，如图2-2所示，则很可能发生车轮悬空的现象。

即使不悬空，各个车轮所分配到得垂直载荷也会有很大差别，将会造成车轮的垂直负荷有的很小、有的很大的情况。

如果是转向轮垂直负荷变小甚至为零时，将会引起车轮失去附着而大大降低汽车的操作稳定性；如果是驱动轮垂直负荷变小甚至为零时，将不能产生足够的驱动力而大大降低汽车的牵引性能；由于轴荷分配不均会导致负荷过大的车轴还有超载的危险。

图2-1车轮理想着地

图2-2两后轮单独悬架（一轮悬空）

针对以