什么是6西格玛
"σ"是希腊文的字母,是用来衡量一个总数里标准误差的统计单位。一般企业的瑕疵率大约是3到4个西格玛,以4西格玛而言,相当于每一百万个机会里,有6210次误差。如果企业不断追求品质改进,达到6西格玛的程度,绩效就几近于完美地达成顾客要求,在一百万个机会里,只找得出3.4个瑕疪。
6西格玛(6Sigma)是在九十年代中期开始从一种全面质量管理方法演变成为一个高度有效的企业流程设计、改善和优化技术,并提供了一系列同等地适用于设计、生产和服务的新产品开发工具。继而与全球化、产品服务、电子商务等战略齐头并进,成为全世界上追求管理卓越性的企业最为重要的战略举措。6西格玛逐步发展成为以顾客为主体来确定企业战略目标和产品开发设计的标尺,追求持续进步的一种质量管理哲学。
6西格玛的主要原则
。。在推动6西格玛时,企业要真正能够获得巨大成效,必须把6西格玛当成一种管理哲学。这个哲学里,有六个重要主旨,每项主旨背后都有很多工具和方法来支持:
1.真诚关心顾客。
。。6西格玛把顾客放在第一位。例如在衡量部门或员工绩效时,必须站在顾客的角度思考。先了解顾客的需求是什么,再针对这些需求来设定企业目标,衡量绩效。
2. 根据资料和事实管理。
近年来,虽然知识管理渐渐受到重视,但是大多数企业仍然根据意见和假设来作决策。6西格玛的首要规则便是厘清,要评定绩效,究竟应该要做哪些衡量(measurement),然后再运用资料和分析,了解公司表现距离目标有多少差距。
3.以流程为重。
。。无论是设计产品,或提升顾客满意,6西格玛都把流程当作是通往成功的交通工具,是一种提供顾客价值与竞争优势的方法。
4.主动管理。
企业必须时常主动去做那些一般公司常忽略的事情,例如设定远大的目标,并不断检讨;设定明确的优先事项;强调防范而不是救火;常质疑「为什么要这么做」,而不是常说「我们都是这么做的。」
5.协力合作无界限。
。。改进公司内部各部门之间、公司和供货商之间、公司和顾客间的合作关系,可以为企业带来巨大的商机。6西格玛强调无界限的合作,让员工了解自己应该如何配合组织大方向,并衡量企业的流程中,各部门活动之间,有什么关联性。
6. 追求完美,但同时容忍失败。
在6西格玛企业中,员工不断追求一个能够提供较好服务,又降低成本的方法。企业持续追求更完美,但也能接受或处理偶发的挫败,从错误中学习。
何谓6西格玛质量
。。一个公司的产品质量是这家公司整个营运的结果,影响的因素很多,错综复杂。Motorola公司用6西格玛质量标出其目标,使复杂的问题变的容易了解。在Motorola,6西格玛质量水准的意义如下:
2. 99.99966%产品为无缺点。
3.提供一个与竞争者比较的基准,为TQM提供一个衡量的基准。
4. 可以了解距离无缺点有多远。
为何6西格玛质量吸引我们
。。6西格玛质量已经吸引很多公司,其理由如下:
1.6西格玛质量提供了一个比较复杂的产品或服务的基准。
2. 利用6西格玛质量可以测度自己公司和竞争者之间的品质差距。
3.显示迈向无缺点的进展。
4. 为各部门提供一个明确的目标。
何谓6西格玛管理
6西格玛管理是获得和保持企业在经营上的成功并将其经营业绩最大化的综合管理体系和发展战略。是使企业获得快速增长的经营方式。
经营业绩的改善包括:
· 市场占有率的增加
· 顾客回头率的提高
· 成本降低
· 周期降低
· 缺陷率降低
· 产品/服务开发加快
· 企业文化改变
是自上而下地由企业最高管理者领导并驱动的过程革新方法。由最高管理层提出改进/革新的目标(这个目标与企业发展战略与远景密切相关)、资源和时间框架。
· 这种革新方法由定义、度量、分析、改进、控制(DMAIC)的结构化的改进过程为核心。
。。DMAIC用于三种基本改进流程:
。。6西格玛产品/服务实现过程改进
。。6西格玛业务流程改进
。。6西格玛设计SSDP
· 在实施上由"勇士Champion"、"大黑带MBB"、"黑带BB""绿带GB"四级经过培训职责明确的人员作为组织保障。
。。这种革新方法强调定量方法/工具的运用,强调对顾客需求/满意的详尽定义于量化表述,每一阶段都有明确的目标并由相应的工具或方法辅助。
为什么要用6西格玛管理
为了生存:
。。"为什么要开展6西格玛管理?"摩托罗拉的回答是:为了生存。
。。从70年代到80年代,摩托罗拉在同日本的竞争中失掉了收音机和电视机的市场,后来又失掉了BP机和半导体的市场。1985年,公司面临倒闭。
。。一个日本企业在70年代并购了摩托罗拉的电视机生产公司。经过日本人的改造后,很快投入了生产,并且不良率只有摩托罗拉管理时的1/20。他们使用了同样的人员、技术和设计。显然问题出在摩托罗拉的管理上。
。。在市场竞争中,严酷的生存现实使摩托罗拉的高层接受了这样的结论:"我们的质量很臭"。在其CEO的领导下,摩托罗拉开始了6西格玛质量之路。今天,"摩托罗拉"成为世界著名品牌,1998年,摩托罗拉公司获得了美国鲍德理奇国家质量管理奖。他们成功的秘密就是6西格玛质量之路。是6西格玛管理使摩托罗拉从濒于倒闭发展到当今世界知名的质量与利润领先公司。
使企业获得核心能力:
。。企业是否能够生存,是否成功取决于企业向市场/顾客提供的价值。按照经济学的理论:
。。。。Q 质量
V 价值=--------
。。。。P 价格
。。6西格玛核心能力:提高质量,降低成本,使价值最大化,顾客满意/市场竞争力强。
如何推动6西格玛
。。在企业追求6西格玛的过程中,有很多方法和工具。其中一个重要的方法,是一个五个阶段的改进步骤DMAIC(发音为Deh-maik):界定(define)、衡量(measure)、分析(analyze)、改善(improve)与控制(control)。透过这些步骤,企业的投资报酬率自然会增加。
界定
。。界定核心流程和关键顾客,站在顾客的立场,找出对他们来说最重要的事项,也就是「品质关键要素」(Critical to Quality,CTQ)。厘清团队章程,以及核心事业流程。
衡量
。。找出关键评量,就是要为流程中的瑕疪,建立衡量基本步骤。人员必须接
受基础机率与统计学的训练,及统计分析软件与测量分析等课程。为了不造成员工沉重负担,不妨让具备六个标准差实际推行经验的人,带着新手一同接受训练,帮助新手克服困难。对于复杂的演算问题,可提供自动计算工具,减少复杂计算所需的时间。
分析
。。探究误差发生的根本原因。运用统计分析,检测影响结果的潜在变量,找出瑕疪发生的最重要根源。所运用的工具包含许多统计分析工具。
改善
。。找出最佳解决方案,然后拟定行动计划,确实执行。这个步骤需不断测试,看看改善方案是否真能发挥效用,减少错误。
控制
。。确保所做的改善能够持续下去。衡量不能中断,才能避免错误再度发生。在过去许多流程改善方案里,往往忽略了控制的观念;而在六个标准差中,控制是它能长期改善品质与成本的关键。
。。如果成功推动,6西格玛所带来的,将是改变企业惯性,让员工能够不断问问题,并寻求更好的解决方案,让企业常处于向上爬升的斜率上。
6西格玛的推行人员
。。有人说:GE总裁
勇士:企业高层管理者中负责6西格玛实施的管理者。负责部署西格玛的实施和全部支援工作。负责确定或选择6西格玛项目。跟踪或监督6西格玛的进展。
大黑带:6西格玛实施技术总负责。协助勇士选择项目,制定实施计划和时间框架表,向黑带提供6西格玛高级技术工具的支援,负责动员、协调、和沟通。
黑带:来自企业的各个部门,经过6西格玛革新过程和工具的全面培训,熟悉6西格玛革新过程,负责指导或领导改进项目。对绿带提供培训和指导。专职从事黑带任期2年。1个黑带每年完成5-7个项目,成本节约约1百万。
绿带:经过培训,在自己的岗位上参与6西格玛项目的人员。
人员比例:每1000名员工
· 大黑带:1名
· 黑带:10名
· 绿带:50-70名
6西格玛支持技术
度量技术:
· DPMO的计算方法
· 过程能力分析技术(包括长/短期过程能力分析)
基本技术:
新、老七种工具
高级技术:
· SPC 度量、分析、改进和监控过程的波动
· DOE/田口方法 优化设计技术,通过DOE,改进过程设计,使过程能力达到最优
· FMEA 风险分析技术,辅助确定改进项目,制定改进目标
· QFD 顾客需求分析技术,辅助将顾客需求正确地转换为内部工作要求
· 防错 从根本上防止错误发生的方法
软技术:
· 领导力
· 提高团队工作效率
· 员工能力与授权
· 沟通与反馈
6西格玛管理对企业文化的影响
说起企业文化来,似乎让人们感到很抽象。但是,仔细观察你周围的人在处理哪怕最简单细小的问题上所共有的观念、价值取向和行为准则,你就不难感觉到它的存在。简单地说,企业文化就是"我们这儿做事的方式"。当你试图去改进质量,特别是通过改进工作过程(包括加工、服务、行政和管理等)以获取最佳产品和服务质量的时候,文化便显示出巨大的阻力。
因此,霍德盖茨先生指出:
(1)当战略与文化发生冲突时,文化恒胜;
(2)当企业文化与变革的精神不相容时,变革的努力将遭到失败。
霍德盖茨先生总结了美国鲍德理奇奖获奖企业的20条经验教训。分析这些成功企业的经验教训,特别是处于顶层位置的企业文化建设方面的经验教训,我们不难发现,成功的企业在实施质量战略时,比别的企业多走了一步。那就是,他们在致力于产品与服务质量改进的同时,肯花大力气去改造他们与6西格玛质量不相适应的企业文化,以使全体员工的信念、态度、价值观和期望与6西格玛质量保持同步。从而创造出良好的企业质量文化,保证了6西格玛质量战略的成功。
成功事例
GE公司Jack Welch
6西格玛"是GE从来没有经历过的最重要的发展战略。
1995年末开始推行6西格玛;
推行西格玛节约的成本收益3亿美圆/1997、7.5亿美圆/1998、15亿美圆/1999;
利润率从13.6%/1995提高到16.7%/1998
市值突破30000亿美圆
。。Jack Welch 先生为GE制定的三大发展战略:6西格玛、产品服务、全球化,使GE迅速发展成为全球最大、最成功的多元化经营的跨国集团。
联信公司Larry Bossidy
从1994年开始推行6西格玛
推行6西格玛的收益累积超过20亿美圆
利润率超过14%/1999
是市值增长最快的企业。
六西格玛术语
ANOVA 方差分析:将因素对质量特性的影响与误差对质量特性的影响加以区分并做出估计,然后进行比较,分析、推断哪些因素或哪些因素间的交互作用对质量特性有显著影响。
Attribute Data 计数数据:通过计数得到的不能连续取值的离散型数据。
Benchmarking 水平对比:将过程、产品和服务质量同公认的处于领先地位的竞争者进行比较,从而找到改进机会或确定突破目标。
Black Belt 黑带:来自企业各个部门,经过6西格玛改进过程和工具的全面培训,熟悉6西格玛改进过程,具有较强的组织与协调能力,指导或领导6西格玛改进项目的进行。
Bottom Line 底线:账面上的利润,是产品/服务的销售成本和费用的函数。
Box - plot 箱线图:同时展示每个子群分布特征的5个统计量的坐标图。
Business Culture 企业文化:区别于其他组织的价值、观点、期望、准则和行为。
Cause-Effect Diagram 因果图:也称“石川图”、“鱼刺图”,是揭示质量特性波动与潜在原因的关系,即表达和分析因果关系的一种图表。
Continuous Data 计量数据:通过测量得到的可任意取值的连续型数据。
Continuous Improvement 持续改进:逐步的、永无止境的不断改进循环。
Control Chart 控制图:以统计推断理论为基础,设置统计控制限,按时间坐标显示独立测量值、平均值或其他统计值的折线图。
COPQ (Cost Of Poor Quality) 不良质量成本损失:由于缺陷或不良质量造成的成本损失。
CTQ (Critical to Quality) 关键质量特性:满足关键的顾客要求或过程要求的产品或过程特性。
Defect 缺陷:不满足CTQ规范的任何事件。
DOE (Design of Experiment) 实验设计:析因实验和相应的改进方法。
DPMO (Defect Per Million Opportunity)百万缺陷机会缺陷数
DPO (Defect Per Opportunity) 单位机会缺陷数
DPU (Defect Per Unit) 单位缺陷数
FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) 失效模式与影响分析:用来分析产品或服务及其过程由于失效导致风险的方法。
FTY (First Time Yield) 首次产出率
Histogram 直方图:用宽度相同的矩形表示数据分布的图形工具。
KPIV (Key Process Input Variables) 关键过程输入变量
Long – Term Capability 长期能力
Mini-Tab 6西格玛常使用的一种统计软件
MSA (Measure System Analysis) 测量系统分析
Multi-Vari Chart 多变量图:直观地提供过程各影响因素之间的关系以及它们对过程输出影响的坐标图。 Null – Hypothesis 零假设,缩写为H0
Pareto Chart 排列图:也称帕累托图,由一个横坐标、两个纵坐标、几个按高低顺序排列的矩形和一条累积百分比折线组成的分析图表。
Process Mapping 过程图解
p-Value p值:偏离零假设的概率,是可能拒绝原假设而接受备择假设的显著性水平。
Regression Analysis 回归分析:变量间关系的分析方法。
R&R (Repeatability & Reproducibility) 测量系统的重复性与再现性
RTY (Rolled Throughput Yield) 滚动产出率
Run Chart 运行图:按时间坐标显示统计量的折线图。
QFD (Quality Function Deployment) 质量功能展开:将顾客的语言转换为企业内部技术术语的工具。
Scatter Plot 散布图:研究两变量间相关性的图形工具。
Short – Term Capability 短期能力
SPC (Statistical Process Control) 统计过程控制:用控制图监控和改进过程的方法。
SSD (Smart Simple Design) 聪明简单设计
Team Charter 立项陈述报告
Top Line 顶线:真实表达顾客对企业满意的收入。
Z 西格玛水平:描述过程满足顾客要求能力的参数。
Zst (Z Short Term) 短期西格玛水平/过程短期能力。
Zlt (Z Long Term) 长期西格玛水平/过程长期业绩。
六西格玛几个常用指标
1. :这是一个希腊字母,用来度量质量特性波动大小统计单位,在统计学中称为标准差。
我们知道任何一个质量特性X总是有波动的,这种波动是随机的,时隐时现,时大时小,时正时负。但是当我们大量观察了同一质量特性时,隐藏在随机性后面的统计规律性就会显现出来,这就是X的概率分布。在一个特性的概率分布中,有两个重要的特征量,这便是随机变量的均值与标准差。随机变量的均值(统计中记为E(X))常用希腊字母μ表示,随机变量的取值与均值的差,称为偏差,反映了波动,由于这种偏差也是随机的,为避免正负抵消,用它的平方的均值(统计中记为Var(X)=E(X-E(X))2)来表示其大小,称为方差,记为 ,方差的算术根便是标准差,记为 。
2.过程能力PC与过程能力指数Cp:
(1)过程能力是指过程加工质量方面的能力。这种能力表示过程稳定的程度,在过程受控时,特性服从的分布是正态分布。过程的稳定性可以用标准差来度量, 越小,过程越稳定,过程能力接越高。由于在受控过程中,特性值有99.73%散布在(μ-3 ,μ+3 )内,因此将过程能力定义为:
PC=6
(2)过程能力指数是用来度量一个过程满足顾客要求的程度。顾客的要求可以用规范限来表示。
顾客对规范的要求可以是双侧的,即要求在X在(LSL,USL)内。若记规范限的宽度为T=USL-LSL,规范的中心为M=(USL+LSL)/2,当规范中心M与过程中心μ重合是,定义过程能力指数为顾客要求与过程能力之比:
有时顾客的要求是单侧的。如果顾客要求X必须大于LSL时,就定义下过程能力指数为:
如果顾客要求X必须小于USL时,就定义上过程能力指数为:
在顾客的要求是双侧规范限时,过程中心μ不一定与规范中心M重合,那么这时实际的过程能力指数用Cpk表示:
Cpk=min{CpU,CpL}
Cpk的其它计算公式有:
其中 =|M-μ|是中心的偏移,K=2 /T是偏离度。由于 ,因此Cp也称为潜在的过程能力指数。
(3)长期的过程能力指数与短期的过程能力指数:
在实际中上述涉及的参数μ与 常常是未知的,需要从过程中抽取数据获得它们的估计。
在短期的过程能力指数中,可以从短期获得的数据来估计。譬如在一个稳定的过程中每隔一定时间从生产线上连续抽取一个n产品测定其特性值,从中可以计算它的平均值 ,极差R(或标准差s),如果工抽取了k组,那么可以得到 μ和 的估计如下:
这里 。上面的d2与c4是一个修偏系数,他们与n有关,可以查表得到
长期过程能力指数也称为过程性能指数,记为Pp相应的有Ppk,PpU,PpL),只是其中的μ和 的估计改变了。将长期收集的所有数据看成为一个样本。它的样本很大,常有几百、几千个。若记总的数据个数为N,那么记其平均值为,样本标准差为s,可以直接用它们来估计μ和 :
其中s无需修正,因为样本量很大,要注意σ的估计在长期数据场合已不能用平均极差或平均标准差估计了。
规范限内所包含的σ个数与不合格品率的关系:
在过程稳定时,若给出了规范限,过程的平均与标准差后,我们可以通过查正态分布表,获得不合格品率。这里给出一张在不同的δσ质量水平下对照表--每一百万个产品中的不合格品数。
设规范限为(LSL,USL),规范限的宽度为T,规范的中心为M,过程的均值为μ,标准差为 。
不合格品率(ppm)
T/2包含的σ个数δ
M=μ
|M-μ|=1.5
1
317400
697700
2
45400
308733
3
2700
66803
4
63
6210
5
0.57
233
6
0.002
3.4
3. 单位产品的平均缺陷数DPU
设X表示单位产品上的缺陷数,那么它服从泊松分布,其平均值常用 表示,而在一些文献上称它为DPU,表示的是单位产品上的平均缺陷数。此时合格率为:
P(X=0)= e-DPU
因此要提高合格率就要降低DPU。
4. 每个机会的缺陷数DPOM与百万个机会的缺陷数DPMO
一件产品上有10个位置可能产生缺陷,并且每个位置上最多出现一个缺陷。此种位置称为一个机会(opportunity)。如一块印刷电路板上有50个焊点,那么虚焊、漏焊、焊锡过多等缺陷只能出现在这50个位置上,这50个位置就是50个机会。又如护士在病房里护理病人,早、中、晚三次送药片,输药水、记录体温等方面可能发生差错。这些方面就是缺陷可能出现的机会。假如一个产品(或一项服务)有10个机会,可用10个长方格表示机会,缺陷可用“·”表示。
若抽取60个这样的产品共发现18个缺陷,每个机会的(平均)缺陷数定义为
若把DPO乘以106就得每百万个机会的缺陷数(DPMO)为
DPMO=0.03×106=30000
5. 流通合格率RTY
由于在生产线上每一工序都可能产生缺陷,一些缺陷可以通过返工修复成为合格的,因此最终的合格率不能反映中间工序返工所造成的损失。因此提出了流通合格率的概念。