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6Sigma品质管理
「6Sigma」品質管理的研究
(1)
■ FrancisTo
在不少印刷公司取得ISO9000品質保證的同時,在品質保證發展上,近年提出了「6Sigma」的品質管理。
不少跨國性企業已採用這品質管理概念,並要求他們的供應商提供此種保證。
根據「PublishingWeekly」報導,美國印刷業於昨午已開了一個有關的會議。
一些大型印刷公司,譬如RR.Ronaldley等已作有關的嘗試,相信這風氣在未來兩年勢必影響本港。
I)「6Sigma」的歷史
在70's年代,Motorola面對日本嚴峻的挑戰,其主席BobGalvin決定在品質上改善,來迎戰日本高品質的挑戰。
在1981年,他要求其產品必須在五年內有10倍的改善。
於1987年,Motorola建立了「6Sigma」的概念,基於統計學上的原理,「6Sigma」代表著品質合格率達99.9997%或以上。
換句話說,每一百萬件產品只有3.4件次品,這是非常接近「零缺點」的要求。
「6Sigma」計劃要求不斷改善產品、品質和服務,他們制定了目標、工具和方法來達到目標和客戶完全滿意(TotalCustomerSatisfaction)的要求。
在過程上他們提供了黑帶(BlackBelt)和綠帶(GreenBelt)的有經驗工程人員和顧問推行整個計劃,並成為品質改善的先鋒。
Motorola的「七步驟方法」(Seven-StepMethod),「不斷改善」(ContinuousImprovement)和客戶完全滿意(TotalCustomerSatisfaction)都是取材自TQM(全面優質管理概念)。
他們提出新設計文化,簡化生產步驟,採用機械臂、通用網絡等來達到他們5「九」(99.999%)品質要求。
1989年,Motorola更成功取得「MotorolaBaldnigeNationalQualityAward」獎項。
1989年,BobGalvin又提出另一個十倍品質改善的要求,並於1991年完成。
自1981年起,Motorola已錄得1000倍(1000:
1)的品質改善。
其他公司,譬如Boeing,Caterpllar,Corning,GeneralElectric,DigitalEquipment和IBM等公司都採用「6Sigma」方法去改善品質。
Motorola其中一個成就就是把以前「3Sigma」(合格率為99.73%)的品質要求提高至「6Sigma」。
他們把傳統合格率百份比的要求改變為百萬份比或億萬份比。
II)何謂「6Sigma」
a)Sigma的解釋
「Sigma」的定義是根據俄國數學家P.L.Chebyshtv(1821-1894)的理論形成。
根據他的計算,如果有68%的合格率,便是±1Sigma(或StandardSteviation),±2Sigma有95%的合格率,而±3Sigma便達至99.73%的合格率。
合格率Yield
(%)
次品於一百萬分之機會DPMO(DefectperMillion
Opportunities)
Sigma
流行年代
QualityStandards
accepted
inPeriods
6.68
933200
0
8.455
915450
0.125
10.56
894400
0.25
13.03
869700
0.375
15.87
841300
0.5
19.08
809200
0.625
22.66
773400
0.75
26.595
734050
0.875
30.85
691500
1
35.435
645650
1.125
40.13
598700
1.25
45.025
549750
1.375
50
500000
1.5
54.975
450250
1.625
59.87
401300
1.75
64.565
354350
1.875
69.15
308500
2
1970s
73.405
265950
2.125
77.34
226600
2.25
80.92
190800
2.375
84.13
158700
2.5
86.97
130300
2.625
89.44
105600
2.75
91.545
84550
2.875
93.32
66800
3
1980s
94.79
52100
3.125
95.99
40100
3.25
96.96
30400
3.375
97.73
22700
3.5
98.32
16800
3.625
98.78
12200
3.75
99.12
8800
3.875
99.38
6200
4
Early1990s
99.565
4350
4.125
99.7
3000
4.25
99.795
2050
4.375
98.87
1300
4.5
99.91
900
4.625
99.94
600
4.75
99.96
400
4.875
99.977
230
5
Mid1990s
99.982
180
5.125
99.987
130
5.25
99.992
80
5.375
99.997
30
5.5
99.99767
23.35
5.625
99.99833
16.7
5.75
99.999
10.05
5.875
99.99966
3.4
6
2000s
在70年代,產品如果達到2Sigma便達到標準。
但在80年代,品質要求已提升至3sigma。
這就是說產品的合格率已達至99.73%的水平,只有0.27%為次貨。
又或者解釋為每一千貨產品只有2.7件為次品。
很多人以為產品達至此水平已非常美滿。
可是,根據Evans和Lindsay一書提出,如果產品達到99.73%合格率的話,以下事件便會繼續在美國發生:
每年有20,000次配錯藥事件
每年有超過15,000嬰兒出生時會被拋落地上
每年平均有9小時沒有水、電、暖氣供應
每星期有500宗做錯手術事件
每小時有2000封信郵寄錯誤
雖然合格率已達到99.73%的水平,但相信各位讀者對以上品質要求並不滿意。
所以有很多公司已要求「6Sigma」的品質管理。
就是說其品質要求是「3Sigma」的一倍。
其合格率為99.99966%(Motorola所謂的5「九」了),每一百萬種產品中只有3.4件是次品(非常接近零缺點要求)。
相比之下,3Sigma容許在1百萬件產品中有2700件次品。
事實上,日本已把「6Sigma」成為他們品質要求的指標。
b)「6Sigma」的計算方法
其實「6Sigma」是有別於1920年代Bell研究所的研究員WalterAShewhart發展的「品質管製表」的概念(注解1)。
它是根據(Cp)ProcessCapabilityIndex而定出其關係的。
但是如果要達到6Sigma,Cp必須達到2注解2。
其實,根據「TheSixSigmaWay」一書注解3的公式,可以很簡單便算出其結果。
根據PPM的結果,在換算表中便可得知是否已達到「6Sigma」的要求。
資料來源:
《印藝》207期/2001年3月
「6Sigma」品質管理的研究
(2)
■ FrancisTo
c)品質改善的發展
一九二○年代,Bell研究所的研究員,WalterA.Shewhart根據統計學方法發展出「品質管製表(ControlChart)」的概念。
他的同事,W.EdwardsDeming把此方法在戰後的日本發揚光大,從而制定了日本產品商品質要求的路向。
五十年代便發展了AQL(AcceptableQualityLevel),AOQL(AverageOutgoingQualityLevel)和LTPD(LotTolerancePercentDefective)等方法。
六十年代,由於蘇聯在太空發展上較美國成功,美國國防部提出「零缺點」的管理要求。
他們以為如果工人能保證生產可達到零缺點,品質便有保證。
一九八七年,影響各行各業的ISO9000出現。
在品質管理上,它是一個很好的制度。
可是,這些文件管理只產生官僚化現象。
這制度只可以保證現有品質要求,但在產品不斷改善(ContinuousImprovement)方面,並沒有什麼貢獻。
其實在八十年代至九十年代,亦倡行全面優質管理方法(TotalQualityManagement),其方法是不斷改善品質,以達到零缺點的夢想。
在西方國家,有幾位品質管理專家對國際品質管理有異常重大的影響,其中佼佼者有戴明(W.EdwardDeming)、朱蘭(JosephH.Juran)、哥斯比(PhilipCrosby)等。
過去十多年來,西方國家的大企業若考慮推行品質改善計劃,差不多都一定會參考這些大師的著作,甚至聘請他們為顧問。
特別在日本,Deming和Juran皆有異常崇高的地位,以Deming為名的「DemingAward」(戴明品質獎),至今仍是日本品質管理的最高榮譽。
可是,當時Juran提出的品質成本曲線理論(CostofQuality),在八十年代已備受挑戰。
(見圖一)
他以為當品質改善至某一程度時,就算再大量增加資源改善,其效果是不明顯的。
所以所謂零缺點是不切實際的理想。
當時亦流行當品質達到某一範圍,便算合格。
其理論正如射龍門一樣,若足球射在方格內,便取得一分(見圖二及三)。
由於科技進步,各類儀器能夠取代人手,發揮防止次品出現的機會。
一個突破性的品質成本曲線出現(見圖四)。
如果在預防和檢定增加資源方面,「零缺點」理想是可以達到的。
再加上當時日本一位品質管理專家Taguchi推翻射龍門的品質要求理論,他提出產品品質要在某一點的中線位置,高於或低於此點便代表成本上升(檢查、測試、翻工等),並代表增加客人的不滿(見圖三)。
其他品質管理專家,如Ishikawa,Kaizen等都抱著同一理念。
在品管理論上,當時的品質管理大師都以為通過品質圈(QualityCircles),品質控制及保證和各級員工訓練和參與等,便能達到「全面優質管理」的效果。
經過十多年的努力,除了Xerox的例子比較突出外,其成就並不顯著,考其原因,正如PeterS.Pande在「TheSixSigmaWay」一書提出注解1,「全面優質管理」概念缺乏有經驗的管理層由上而下推行。
最致命的是缺乏明確目標來推行,他們不知道怎樣才能達到目標。
所以很多時候他們定位錯誤,引致浪費資源。
「全面優質管理」的努力並不是白費的,Motorola在一九八七年提出的「SixSigma」品質管理方法,是建基於「全面優質管理」並加以改善。
他們「不斷改善」(ContinuousImprovement),七步驟方法(Seven-StepMethod)和客戶完全滿意(TotalCustomerSatisfaction)等都是取材自「全面優質管理」(TQM)概念。
Motorola在口號上加上「6Sigma」的產品要求目標,並利用黑帶(BlackBelt)的有經驗管理人員來推行。
Motorola和GeneralElectric便是典形的成功例子,亦引發其他公司學習。
與此同時,不少有關「6Sigma」的書本、文章在互聯網上出現。
再加上不少品質顧問公司宣揚及提供「6Sigma」管理的服務,可謂百花齊放,一時無倆。
可是,「6Sigma」的成功亦引來不少敵人,如ThomasPyzdek的「Motorola'sSixSigmaProgram(注解2)和ArthurM.Schneiderman的「Question:
WhenisSixSigmanotSixSigma/Auswer:
Whenit'stheSixSigmaMetric!
!
」(注解3)一文都質疑Motorola在統計學上的偏差。
根據他們的計算,6Sigma代表每一億個產品只有2個次品。
Motorola所謂的6Sigma可能只達到4.5Sigma而已。
在本質改善方面,6Sigma並不代表終極,8Sigma、10Sigma、12Sigma會繼續出現,根據ArthurM.Schneiderman的說法,當達到10Sigma時,以Motorola的方法,便和正確的方法有1000倍的偏差。
再者,他又質疑釐定品質要求的標準是否合理。
在生產成本節省上,亦代表產品開發和品質檢定的成本增加,他們是否取得平衡呢?
他認為所謂「6Sigma」其實只是口號,其中心還是「全面優質管理方法(TotalQualityManagement)」
再者,KekiR.Bhote,曾在Motorola推行6Sigma計劃擔任高級顧問一職,在他的「WorldClassQuality」一書中指出Motorola提供的只是嬰孩形的「6Sigma」(BabySixSigma-「TheLittleQ」),他以為他提出的「最終極6Sigma」(TheUltimateSigma-「TheBigQ」)最為有效。
他提議的「實驗議計(DesignofExperiments-DOE)和「十個最有效工具(TheTenPowerfulToolforthe21stCentury)(注解4)最能達致世界級的品質管理要求。
d)小結
在品質改善道路上,各家學說理論可謂五花八門,百花齊放,其目的是「不斷改善」(ContinuousImprovement),以達「零缺點」水平。
可是,希望各位讀者不要被前文的圖表和計算方法嚇倒。
前文所說,只是印證品質管理發展和「6Sigma」的定義。
如果能夠達到「零缺點」和「優質管理」,其計算方法和前文提供的可謂風馬牛不相及,希望各位讀者不要本末倒置,花費時間在以上的統計。
老實說,「6Sigma」只是其口號,如果達到「6Sigma」或「零缺點」才是其精神所在。
雖然現在有很多顧問公司都以「6Sigma」為口號,提倡品質改善服務,可是,其內容五花八門,各師各法,與ISO9000的嚴格要求完全不一樣。
總括而言,他們都以全面優質管理(TotalQualityManagement)為基石,並結合各品管理論專家的成果,從而制定他們的方法。
譬如PeterS.Pande一書著重員工的訓練,但是KekiR.Bhote一書著重各類統計方法監察和鑒定產品便是極端的例子。
無論如何,Motorola「6Sigma」是利用「七步驟方法」(Seven-StepMethod)才成功。
老實說,「七步驟方法」並不是什麼驚天動地的新發明,它只是「全面優質管理」(TotalQualityManagement)的一個方法。
再結合WalterShewhart的PDCA週期「Plan(計劃)-Do(實行)-Check(檢查)-Act(制定)」,便成為「不斷改善(ContinuousImprovement)的目標。
當然,Motorola在「七步驟方法」上會加上「團隊精神」,「由上至下推行方法」,「6Sigma口號」,和各「品質檢定」等方法,才能成功。
注解
(1)「TheSixSigmaWay」byPeterS.Pande,RobertP.NeumanRolandR.Cavanagh,MCGraw-Hill2000P43-49
(2)
(3)同上
(4)「WorldClassQuality」byKekiR.BhoteandAdiK.BhoteAmericanManagementAssociation,NewYork,2000
資料來源:
《印藝》208期/2001年4月
「6Sigma」品質管理的研究(3)
■ FrancisTo
IV)「七步驟方法」
a)七步驟方法內容:
「七步驟方法」,簡單來說,就是界定問題,找出原因及分析,制定方法及實行,從而檢討及把方法制度化等。
第一步:
尋找問題(Selectaproblemanddescribeitclearly)
把要改善的問題找出來,當目標鎖定後便召集有關員工,成為改善主力,並選出首領,作為改善的任責人,跟著便制定時間表跟進。
第二步:
研究現時生產方法(StudythePresentSystem)
收集現時生產方法的數據,並作整理。
第三步:
找出各種原因(Identifypossiblecauses)
結合各有經驗工人,利用腦震盪(Brainstorming)、品質管製表(Controlchart)和魚骨圖表(Cause-and-effectdiagram),找出每一個可能發生問題的原因。
第四步:
計劃及制定解決方法(Planandimplementasolution)
再利用各有經驗員工和技術專才,通過腦震盪方法和各種檢驗方法,找出各解決方法。
當方法設計完成後,便立即實行。
第五步:
檢查效果(Evaluateeffects)
通過數據收集、分析、檢查其解決方法是否有效和達到什麼效果。
第六步:
把有效方法制度化(Standardizeanyeffectivesolutions)
當方法證明有效後,便制定為工作守則,各員工必須遵守。
第七步:
檢討成效並發展新目標。
(Reflectonprocessanddevelopfutureplans)
當以上問題解決後,總結其成效,並制定解決其它問題方案。
正如前文所言,WalterShewhart的PDCA週期是和「七步驟方法」相結合,來達至「不斷改善」的效果。
所謂PDCA週期(Plan-Do-Check-ActCycle),就是:
‧計劃實驗(Plantheexperiment)
‧實行(Doit-performtheexperiment)
‧檢查成效(Checktheresultoftheexperiment)
‧制定方法(Actaccordingtowhatyouobserved)
當PDCAcycle和「七步驟方法」結合,便是:
Plan
1)Selectanddescribeproblem
2)Studypresentsystem
3)Identifypossiblecauses
Do
4)Planandimplementsolution
Check
5)Evaluateeffects
Act
6)Standardizesolution
7)Reflectonprocessanddevelopfutureplans
大體而言,PDCA是不斷循環,令到品質不斷改善,以達到「不斷改善」(ContinuousImprovement)的目的,從而達到「零缺點」的要求。
b)例子一:
例如某公司在印刷問題上,多次收到客人投訴,甚至受到退貨和翻工等待遇。
營業部當然對印刷部非常不滿,但印刷部又控訴採購部來料不良,包括紙面扔粉、紙毛多和油墨太軟等。
印刷部又控訴生產部處理不當,引致退貨率上升。
相反,採購部亦控訴貨倉部儲存紙張不良,並非採購不當。
當然,貨倉部亦會控訴船務部來貨遲,引致沒人收貨等。
總之他們互相指責,沒完沒了,但對品質改善,完全沒什麼貢獻。
如果利用「七步驟方法」,便可解決以上問題。
第一步:
尋找問題:
在所有印刷控訴上,我們可以分類為以下各種原因。
如紙粉多(40宗)、色差(20宗),套印不良(8宗),過底(12宗)和油墨霧散Scumup(5宗)。
第二步:
研究現時生產方法:
如果我們把以上數據轉化為百分比及利用Pareto圖表表達,便發覺紙粉多佔47%、色差23.6%、套印不良9.4%、過底14%和油墨霧散6%等。
當然,我們不能一下子解決所有問題,必須按步就班。
如果我們能夠一下子解決紙粉問題,便差不多解決一半的控訴。
所以解決紙粉問題,便是首要目標。
第三步:
找出各種原因:
通過腦震盪方法,各員工提出了各樣原因,如紙品不良、缺乏清洗膠布、檢查不足、機器缺乏保養、噴粉過多等。
如果用魚骨方法分析,便可把各類原因歸納。
第四步:
計劃及制定解決方法
i)方法:
-制定表格,記錄及監察定時清洗膠布
-制定表格,記錄何時攪墨一次
-制定每印多少張便要檢查一次,如果每500張檢查一次不足,便要求正、副機長都要負責檢查,形成每250張檢查一次,如有問題,立即改善,甚至停機清洗膠布
當然,由於科技進步,一些監察印刷品質的儀器皆可採用。
-制定守則,限制噴粉用量
ii)人力:
-人事部必須協助聘請有經驗機長。
並提供在職訓練給在職機長,令他們能達到應有水平
-鼓勵員工發揮團隊精神。
利用獎金獎罰制度,如果員工在數量和品質上達到某一水平,便可獲得獎金,相反,便要扣工資
-提高問責性制度,每一機長必須負責所管核機器的性能、保養、產量與品質
iii)物料:
-建立制度,並記錄在文件中:
來料必須適當地入倉及貯存
-制定標準,要求供貨商提供合格物料
-生產部制定表格,記錄在生產時,物料的穩定性,作為和供貨商交涉的證據(譬如每印四千張便必須清洗膠布,並記錄在案。
如果錄得每印二千張便要洗膠布,原因是紙粉做成,這便成為要求供貨商賠償的證據)
iv)機械:
-制定時間表,定期為機器保養,清洗和加油或換零件等,各項工作均記錄在案及由上級核實
-制定品質管製表(Controlchart),監察機器運作情況
資料來源:
《印藝》209期/2001年5月
「6Sigma」品質管理的研究(4)
■ FrancisTo
第五步:
檢查效果
利用第二、三步方法,收集生產數據並分析,與未改善前的數據相比,是否得到改善,或者某些地方放錯重心,以致改善不明顯等。
第六步:
把有效方法制度化
當改善方法被認可後,其方法便製成生產流程一部分,並寫進ISO9000的守則裡。
譬如物料入倉及貯存程序、清洗膠布程序、檢查印張程序等,都寫成流程圖。
並用ISO方法監控。
此外,其它表格,亦要用ISO方法管理。
第七步:
檢討成效並發展新目標
當扔粉問題解決後,便可重複以上方法,解決色差和其它問題。
當所有問題解決後,再訂新目標,譬如怎樣把內部次品率降低,提高品質穩定性和提高產量等。
就是利用PDCA週期,達到「不斷改善」(ContinuousImprovement)的目的。
例子二:
在咭書盒板上,時常有剝膠水現象,其中問題不外乎:
用錯膠水,膠水份量不當,工人擦膠水不正和切書時切得過多所致。
我們可以利用「七步驟方法」的第一至三收集及分析原因。
在第四步,我們可以制定各項守則和管製表(ControlChart)作監察。
當然,我們可以加入新方法,譬如絲印擦膠水法、定位工具、氣動壓書工具等都有幫助。
最後,便利用第五至七步方法,考核及制定有關方法等。
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