基于過程能力指數的６σ供應鏈優化設計

摘 要：從6σ整合到供應鏈中的必要性出發，基于過程能力指數并結合具體實例從交貨期的角度分析了滿足6σ服務水平的供應鏈設計，最后從業務流程的改進和節點企業的選擇兩方面探討了達到6σ供應鏈的優化設計方法。關鍵詞：6σ；過程能力指數；供應鏈；優化設計

中圖分類號：F273 文獻標識碼：A 文章編號：1009－9107（2007）02－0059－04

20世紀90年代以來，全球化市場競爭日益激烈，形勢要求企業必須提高產品質量和服務水平。因此，許多企業開始應用6σ進行內部流程的優化，取得了顯著的效果。而當今企業之間的競爭越來越多的是供應鏈之間的競爭，所以應用6σ來解決供應鏈的問題日益受到人們的關注。

影響供應鏈整體服務水平的因素有許多，如交貨時間、庫存水平等。本文結合過程能力指數，主要從交貨時間角度對供應鏈進行優化設計，從而使供應鏈的交貨期達到6σ水平。［1］

一、6σ整合到供應鏈中的必要性

σ是一個希臘字母，在統計學中稱為標準差，用來表示數據的分散程度。6σ意為6倍的標準差，在質量上表示每百萬個產品的不良品率少于3.4。但6σ管理不僅僅是指產品質量，而是一整套系統的企業管理理論和實踐方法。

當今世界著名的企業紛紛應用6σ改善供應鏈，理順整體物流通道，從而消減了上千萬的供應鏈成本。6σ整合到供應鏈中的必要性主要體現在以下幾個方面［2］：

首先，對顧客承諾標準更準確。在采用6σ之前， 企業通常會對外介紹說：我們的定單處理準確率是99．5%，分揀準確率是98．7%。”看起來企業的每項作業表現都不錯，但是客戶最終所感受到的服務質量是要貫穿整個流程的，是單項作業質量標準的累積。這樣經過若干次的累積，企業的服務表現就會大打折扣了。而采用6σ系統管理作業流程，每百萬個產品的不良品率少于3．4，使質量標準更具體。

其次，供應鏈管理需要6σ。現代企業的生存之道在于增強企業競爭力，而市場競爭逐步趨于供應鏈之間的較量，企業的生存就依賴于整個鏈條競爭力的不斷提高。假設供應商、制造商、分銷商都以3σ的質量水平運作，即供應鏈上每個環節都具有93．32％的產品或流程合格率，則對最終顧客只有81.27%的服務水平。所以供應鏈管理需要6σ，來提高整個供應鏈的服務水平。

再次，促進同步供應鏈的實現。［3］實施同步供應鏈的目的在于使參與者獲得更多的收益，各成員為獲得長遠利益必須公開、認真地評估自己的實力。這一舉措使得跨公司成員企業的成本結構、業務流程的執行具有一定的共性標準，因而在組建同步供應鏈時，必須認真確定整條鏈的服務水平。6σ整合到供應鏈中，可以從整體效應來設計供應鏈，以及選擇供應鏈中的各節點企業，促進同步供應鏈的實現。

二、過程能力指數計算實例

實際過程能力一般用過程能力指數來衡量。過程能力指數最早是由朱蘭博士提出的，將公差范圍與過程質量特征值的波動范圍之比定義為過程能力指數，用C_p表示。當過程分布中心μ與公差中心M重合時，在雙側規格情況下，C_p的計算公式為［4］：

當C_p=1時，公差分布與實際過程分布的標準差一致，合格率為99.73%，即均值無偏移時的3σ水平；當C_p=2時，公差分布為實際過程分布標準差的2倍，合格率為99.9999998%，即均值無偏移時的6σ水平。C_p反映了過程的潛在能力，但沒有考慮到均值的大小偏移。同樣的Cp值，當均值發生偏移時，即產品質量分布中心μ與公差中心M不重合時，過程的不良品率會有很大的不同。為了彌補Cp的不足，所以引入了另一個過程能力指數C_pk［5］：

三、供應鏈交貨期計算

現實中的供應鏈是比較復雜的，為了方便計算，將供應鏈簡化為由主要的四個流程構成（見圖1）。［6］

進貨物流：從原材料供應商獲得原材料后，選擇物流提供商來運輸原材料，其中X₁表示該物流提供商的交貨時間。

制造流程：獲得原材料后，制造企業即該供應鏈的核心企業對原材料進行加工或對各零件進行組裝，其中X₁表示該流程的交貨時間。

檢驗流程：對制造出的產品進行檢驗，看是否符合客戶的要求，是否存在缺陷，從而降低次品流入顧客手中的可能性，其中X₃表示該流程的交貨時間。

出貨物流：主要是指產品檢驗之后，到顧客手中的流程，其中X₄表示該流程的交貨時間。

由以上各流程可知，供應鏈的交貨時間Y= ，其中X_i之間是相互獨立，并且服從正態分布，所以變量Y也服從正態分布。

供應鏈流程作業時間的公差中心（M_i）、容差值(T_i)的數值見表1，其中i =1，…，4。根據公式（2）可知，當給定C_P，可計算出各個流程的標準差σ_i。當C_P=1.0時，即各流程具有3σ的水平；當C_P=2.0時，即各流程具有6σ的水平，由式（2）分別計算σ_i。

以上的計算結果可知，整個供應鏈的交貨時間應該為43天，當交貨時間范圍處于（32.41，53.59）天之內時，整個供應鏈對顧客的服務水平達到了6σ。

四、6σ供應鏈的交貨期優化設計

企業要想使整個供應鏈的服務水平達到6σ水平，必須使整個供應鏈的交貨期處于適當的范圍。改進供應鏈使其達到6σ水平的方法有很多種，本文主要介紹以下兩種：

（一）業務流程的改進

當整個供應鏈的服務水平不能達到6σ水平時，應該重新審查以下構成供應鏈的各個流程作業時間的服務水平，看是否達到了6σ的水平。

流程作業時間達到6σ水平時，其時間的合格率達到了99.99966%。由式（4）可以計算出各流程作業時間的不合格率，從而得到時間的合格率PP。

pp=1-p=p(T_L＜Y＜T_U)（9）

當pp＜0.9999966時，說明該流程需要改進。如果本例中交貨時間為60天，那么對整個供應鏈而言，則沒有達到6σ水平，就可以計算出上述四個環節pp₁、pp₂、pp₃、pp₄，由式（9）進行判斷，確定制約整個供應鏈的瓶頸并進行改進。

（二）節點企業的選擇

目前許多企業都注重供應鏈上各個節點企業的選擇，許多跨國大公司在選擇合作伙伴的時候都要求其C_PK≥1.5，并且要求控制的質量特性與產品/服務的關鍵質量特性相吻合，有完整的過程控制記錄，從而使整個供應鏈的服務水平盡可能地提高到6σ的水平。［7］

如果已知整個供應鏈的容差值T_Y，目標值M，各流程作業的目標值M_i，以及供應鏈中的某些流程作業的容差值T_i，從而可以計算出未知流程過程分布的σ，根據σ的值可以選擇合適的節點企業來提供服務。［6］

根據σ值可以選擇具有該過程能力的節點企業來提供服務，在本例中即選擇合適的物流提供商，從而使整個供應鏈達到了6σ的服務水平。

本文結合質量管理中的過程能力指數對供應鏈進行分析計算，主要從交貨時間的角度闡述了達到供應鏈6σ水平時所需的交貨時間范圍，只要供應鏈整體的交貨時間即總的作業時間處于該時間范圍，就說明滿足了6σ水平。此外，從優化流程和節點企業的選擇兩個方面來說明了如何改進供應鏈的服務水平，使其盡可能地達到6σ水平，從而提高整個供應鏈的顧客服務水平。

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