基于六西格瑪流程改進的庫存管理優化

摘要：庫存管理是企業用來控制實際庫存問題的方法，主要幫助企業經營者確定何時補充訂貨、補充訂貨多少以及安全庫存等問題?，F有的庫存控制研究往往只關注數學建模階段的精確性，而對庫存波動根源認識不足，導致數學模型越來越復雜、完善，但庫存仍然居高不下、難以控制。本文針對該問題，提出了在庫存管理中糅合六西格瑪管理理念的思想，通過六西格瑪方法揭示庫存積壓的根源，從源頭著手，進行流程改進，從而達到庫存優化、提高客戶滿意度的目的。文章通過實際案例證實了基于六西格瑪理念的庫存優化管理的有效性。

關鍵詞：庫存管理；六西格瑪管理；流程改進；庫存優化

中圖分類號：F406.5文獻標識碼：A文章編號：1002-3100(2007)07-0092-06

Abstract: Inventory management is the method that the organizations use to control actual inventory issues. It mainly helps practitioners to determine the time and quantity of supplementary ordering and other decisions relating to safety inventory. Current inventory control research always focuses on the precision of the mathematic modeling other than the root source of the inventory fluctuation， which makes the model more and more complicated while the inventory quantity still on a high level and hard to control. This paper， aiming at the contradiction， brings forward the thought of combining Six Sigma Concept with inventory management. Using Six Sigma Tools， the root source of inventory overstock will be revealed and according process can be improved， thus to achieve the goal of inventory optimizing and customer satisfactory elevating. An actual example is demonstrated in the paper to verify the validity of the Inventory-Management-and-Six-Sigma-Combination.

Key words: inventory management; Six Sigma Management; process improvement; inventory optimization

1庫存管理及其現狀

1.1庫存與庫存管理

庫存是指處于存儲狀態的物品或商品，具有整合需求和供給、維持各項活動順暢進行的功能。

原則上，任何一個企業都需要某種程度的庫存以應對生產銷售過程中可能存在的波動；但是庫存過多，又易讓企業陷入周轉不靈的局面[1]。在當今競爭日益激烈的環境下，減少庫存、降低庫存成本已成為企業“第三利潤源泉”的重點所在。

庫存管理正是企業用來解決實際庫存問題的方法。對于庫存，企業經營者的決策基于兩點考慮：一是服務水平；二是庫存成本。很顯然，這兩點是相互矛盾的，而庫存管理正是在服務水平及庫存成本之間權衡，找到一個平衡點，使得庫存水平在成本合理的情況下達到滿意的顧客服務水平。

1.2庫存管理的現狀及制約

目前對庫存管理的研究中，庫存控制方法占據主導地位，其核心思想是從庫存成本出發，將庫存成本分為訂貨成本、庫存持有成本、進貨費與購買費、缺貨成本和能力關聯成本等幾部分，通過建立數學模型，求得關于訂貨點及訂貨數量的最優解，并據此制訂訂貨策略?？傮w而言，庫存模型的輸入是對需求的預測，通過數學規劃過程，輸出訂貨策略，如圖1。

該模型面臨的難題主要包括：

1.2.1需求預測難以把握

由于生產與銷售過程中存在許多不確定因素，使得對需求的預測十分困難。模型輸入的不準確，將導致結果的極大偏差。

1.2.2牛鞭效應

如果說需求預測的不準確很大程度上是由于客觀市場環境的波動造成的話，牛鞭效應的存在則是人為地放大了預測的偏差。

1.2.3算法過于復雜

此外，一味追求數學模型的精確性也造成了理論與實踐的脫節，因為在實際的企業經營活動中，不可能利用太過復雜的數學語言來描述、解決問題。

1.3造成庫存難題的原因及其解決方法

1.3.1忽視顧客需求

所謂的需求預測，是對顧客的需求作預測，因此，全面、適時地了解、把握顧客的要求、顧客的需要是準確預測的前提。

為此，企業必須首先建立以客戶為導向的企業文化，保證對顧客需求全面、及時的把握。需要指出的是，企業不僅要關注外部顧客的需求，也同樣要傾聽內部顧客之聲，因為除了與外部顧客直接相關的成品庫存外，在制品和原料庫存與生產、采購等其他部門，即內部顧客的關系更為密切。

1.3.2不夠有效的信息共享

當企業未能建成一個貫穿全公司各部門、乃至整個供應鏈的信息共享平臺時，各部門之間的信息交流就產生了障礙，牛鞭效應便在所難免。

要避免部門壁壘，除了相應的硬件設施要跟上外，更重要的是要引入流程管理的思想，在流程導向的組織結構下，各部門根據企業的核心流程有機地融合在一起，相互配合相互合作，使資源的使用方式達到整體最優，當然也包括了信息最大程度的共享。

1.3.3庫存控制領域的閉門造車

對庫存控制的研究很多都著眼于對算法的改進、創新。殊不知，庫存貫穿于企業幾乎所有業務活動，因此，它與企業各部門都休戚相關。無論是學者還是從業人員，都應當跳出“庫存”這個相對狹小的領域，著眼于整體，依靠各部門的通力合作，降低庫存、降低風險。

由以上分析可知，現有的庫存管理方法缺乏以客戶為中心、以流程為導向的理念，因此有必要結合一些致力于把握客戶需求和改進流程的管理理念與方法，降低不確定因素、提高預測準確性，達到從根本上降低庫存的目的。六西格碼管理理念正是基于流程改善思想、準確把握客戶之聲、挖掘問題實質，從根源上解決問題的一種有效管理方法。

2六西格瑪管理理念概述

六西格瑪（Six Sigma）思想起源于20世紀80年代，最早由美國Motorola公司提出；90年代中期，在美國通用電氣（GE）公司得到廣泛運用和發揚，獲得巨大成功，并由此被越來越多的企業認同與采用。

西格瑪（σ）是一個統計學術語，指樣本偏差，σ越小，則說明過程越穩定；反映到產品/服務質量上，即質量水平越高。6σ的含義是建立在正態分布的基礎上的，直觀意義為3.4PPM（Part Per Million）的缺陷率。

要達到這樣高水平的產品質量，不僅需要質量管理部門的努力，更需要整個組織所有部門的通力合作，通過流程改善等一系列方式消除一切可能出現缺陷的隱患。其核心思想是：顧客需求驅動，倡導流程改進思想，用事實與數據說話，追求持續改進和財務績效。

事實上，六西格瑪管理思想超越了以往的傳統質量管理思想，成為一種管理理念，是一個組織運營的指導思想，是企業的愿景，能提供持續的前進動力，是實現持續領先和卓越業績的一個管理系統。

六西格瑪管理同時也是一套業績突破的方法。這套方法就是六西格瑪改進方法DMAIC。

一個完整的六西格瑪（6S）改進項目應包括定義（Define）、測量（Measure）、分析（Analyze）、改進（Improve）和控制（Control）五個階段，每個階段又由若干個步驟構成。目前比較流行的是GE公司總結出的12步法。

3實例研究

3.1項目背景

M公司是一家專業制造碳制品的合資企業，隨著業務量的增加，M公司面臨著與其他大型制造企業同樣的問題：庫存量逐年增大，降低了資金周轉率，占用了大量倉儲面積，增加了資金成本。盡管用于訂貨策略制定的庫存控制方法一改再改，但庫存積壓的問題并沒得到明顯改善，反而庫存管理系統由于運用的算法越來越復雜而導致成本進一步增加。

M公司是一家崇尚管理創新，注重引進嶄新的管理理念和管理技術的公司，因此，他們運用了六西格瑪的DMAIC方法，解決庫存難題。

3.2項目改進流程

3.2.1界定階段

界定階段是6S項目DMAIC過程的第一個步驟，在這一階段，團隊必須明確項目的客戶、目標、完成時間及團隊成員和各自職責，為項目的順利開展打好基礎。

該階段由三個前期準備步驟構成（不計入DMAIC12個步驟）。

（1）確定客戶質量關鍵點（CTQ）

首先，要確定項目客戶；并在客戶確立的基礎上分析客戶資料及需求來確定項目CTQ。

控制庫存成本的項目實際是企業的內部項目，其最主要的客戶是企業內部與庫存相關，即設計生產各個環節的部門以及財務部門。但外部客戶對項目也同樣重要，因為它們對交貨期的要求直接影響庫存水平。

根據以上兩方面的客戶，項目CTQ如下：

·應有足夠的原材料及在制品庫存，以保證生產制造的持續運行；

·庫存量應控制在較低水平，從而提高資金周轉率，降低資金成本；

·應有足夠的成品庫存，以保證交貨率。

（2）建立團隊憲章

在這一步驟中，團隊應制定問題和初步的目標陳述、評估項目范圍和完成時間、挑選團隊成員并分配角色。

（3）繪制高層次流程圖

繪制高層次流程圖的目的在于從全局的角度把握問題，尋找有改進余地的流程環節。6S項目一個很重要的特點就是從流程的角度出發，在不發生成本或低成本的前提下尋找最佳的做事方法，從而獲得改善，而非時時尋求技術突破。

在此案例中，庫存水平的高低似乎與庫存控制的方法有關。但事實上，若從流程的角度來看，它實際與從顧客下訂單到最終拿到貨物的整個過程有莫大關系。M公司是一家訂單驅動的公司，也就是說，他們在接到顧客訂單以后才會安排生產和原料采購，相應的也就產生了各種庫存；因此，M公司的庫存水平很大程度上取決于訂單流程的暢通與精簡與否。

所以，項目應當從訂單流程入手，尋找切入點。M公司原有訂單流程如圖2所示。

3.2.2測量階段

測量階段是界定階段的后續活動，也是銜接下一階段（分析階段）的橋梁。測量在6S項目中有著舉足輕重的作用，是體現6S主題之一，以事實和數據驅動管理的具體體現。測量階段的主要目的是收集數據并梳理，為查找原因提供線索。

測量階段由三個步驟組成。

步驟1選擇關鍵質量特性

這一步驟中可以運用的工具有魚刺圖、排列圖、潛在實效模式分析（FMEA）、質量功能展開（QFD）等。

在此案例中，我們運用質量功能展開來確定關鍵質量特性，如圖3所示。

從圖3可以看到，“保證一定水平的交貨率”、“準確的生產及采購計劃安排”及“維持較低水平的庫存”是權重最大的三項可操作措施，也就是項目的三個關鍵的y。

步驟2界定性能指標表現標準

確定了關鍵質量特性，步驟2則需要為這些質量特性設計評價指標以及衡量標準。在這一步驟中，需要描述一個好的質量特性表現標準的各個組成部分，并確定表現標準，包括規范上、下限、缺陷、目標表現和機會數。其中缺陷指質量特性失效的情況，機會數則指每個單位產品/評價對象可能產生缺陷的數量。

這一步驟中可以運用的工具主要是客戶藍圖與標桿法（Benchmarking）。

根據上一步所確定的三個關鍵質量特性，分別確定評價指標與衡量標準如下：

缺陷：準時交貨率低于85%

對象：每周的交貨總批次

機會數：每個對象一個缺陷機會

缺陷：因缺貨造成的持續時間少于8小時（一班）

對象：每班次

機會數：每個對象一個缺陷機會

缺陷：平均庫存金額高于12萬元/月

對象：每月一次庫存盤點

機會數：每個對象一個缺陷機會

步驟3建立數據收集計劃

6S項目是嚴格以事實與數據說話的，因此，所收集的數據準確性對項目的成敗起著決定性因素。除了要收集正確的數據外，測量系統本身的精確與否對數據的準確性也有著相當關鍵的作用。

在這一步驟，需要制定收集數據的計劃、方法，并對測量系統進行分析，一般采用ANOVA分析，驗證測量系統的精度。

但在此案例中，由于不涉及具體的生產過程，因此不需要現場收集數據。項目中所需的庫存數據及送貨日期、顧客期望日期等均可直接從公司ERP系統和財務系統中直接獲取，數據可靠性高。

3.2.3分析階段

分析階段是6S項目的核心所在，也是DMAIC各階段中最難以預見的階段。在這一階段中，6S團隊需認真研究數據資料，增強對過程和問題的理解，并在此基礎上，通過分析來尋找問題的根源。

在這一階段所涉及到的工具非常多，可供選擇的余地也比較大，因此，如何根據不同的項目情況，選擇適當的工具，也是分析階段的挑戰之一。

本階段也分為三個步驟。

步驟4確定流程能力

此步驟實際是為流程的改進設定一個基線（Baseline），即通過流程能力的方法表示出流程目前的狀況，并在改進階段與改進后的流程能力相比較，從而得到流程改進效果的統一表示方式。

流程能力的計算方式就是根據步驟3中確定的質量特性表現標準，計算缺陷率，并折算得到相應的sigma能力。在Minitab軟件中有流程能力的計算模塊。

在此項目中，根據前文所述的三個質量特性及其表現標準，團隊收集了6個月的數據，通過Minitab計算，分別得到流程能力：

Z.Bench：-0.96

DPMO：837002.3

Z.Bench：-0.92

DPMO：821210.9

Z.Bench：-1.21

DPMO：887777.3

可知，目前，這三個質量特性的流程能力都很低（均為負數），百萬機會缺陷率都很高（均在80萬以上）。

步驟5制定流程的目標表現標準

在得到流程現有的表現基線之后，團隊應在此基礎上確定改進目標。改進目標的確定一般從兩方面來考慮。一是原有的基礎，通常來說，綠帶項目要求有50%以上的改進，黑帶項目要求有70%以上的改進；二則是行業領先標準，當原有基礎尚可，或企業致力于成為行業領導者時，應將項目目標定為當前行業最佳水準，甚至高過最佳水準。

在此項目中，經過兩方面的考慮，確定改進目標為將百萬缺陷機會率降低到10萬以下，即大約87.5%左右的改進，并努力達到10 000-20 000DPMO的行業領先水平。

步驟6辨識波動來源

在真正著手進行改進之前，很重要的一點是要找準問題的根源，以期從最根本、最易產生成效的環節入手，達到事半功倍的效果。

在辨識波動來源時，所用到的工具與步驟1“選擇關鍵質量特性”很類似，包括了魚刺圖、潛在失效模式分析等定型工具。但除此之外，此步驟還會用到一些定量的工具，其中最常用的就是假設檢驗。

此項目中，團隊通過集思廣益，將導致庫存居高不下而交貨期也并未同期縮短的各種原因一一列舉，繪制魚刺圖如圖4所示。

3.2.4改進階段

改進階段是DMAIC過程獲得具體解決問題方案的關鍵階段。此階段的主要任務是對潛在的問題根源進行分析和篩選，并使解決方案的提議易為具體操作者所接受。當提出一些潛在的解決方案后，應回到分析階段，以機會成本和機會收益來挑選最有希望和可行性的解決方案。最后，對解決方案進行試驗性實施。

步驟7潛在成因篩選

此步驟的重要任務就是要對上一步驟尋找出的波動根源進行篩選，確定最重要的根源。主要工具有試驗設計（DOE）、流程圖、因果分析圖和FMEA等。

此項目中，團隊運用潛在實效模式分析（FMEA）工具對步驟6中通過魚刺圖得到的原因一一作了分析，得知，訂單、采購、銷售和制造部分相互溝通不夠，訂單流程阻塞是庫存大量積壓的主要原因，是改進的出發點。

步驟8尋找變量間的關系，提出解決方案

在上一步得到真正根源以后，團隊需確定哪些變量導致問題根源的產生，它們之間的關系又是如何的。常用的工具包括DOE、回歸分析、假設檢驗等。在生產流程中，這一步往往需耗費較多精力，用于確定變量間的關系，但在商業流程中，則通常比較簡單，變量之間的關系也比較明顯。

根據步驟7的結論，團隊著手更改訂單流程，加強各部門間信息的流通，使得訂單項目始終能夠保持在信息透明、進度控制的情況下。

更改后的流程如圖5所示。

步驟9試行解決方案

當解決方案提出以后，需要先進行一段時間的試行，以便并再次測定流程能力，判斷解決方案是否有效，以及項目改進是否達到目標。若答案為否，則說明當前解決方案不能滿足項目要求，需回到步驟8重新制定新的方案。

在此項目中，我們用新的流程完成訂單管理，試行3個月。

3.2.5控制階段

在控制階段，需要判斷解決方案是否有效、項目目標是否如期達到。作為DMAIC的最后一個階段，控制階段的主要目的是避免回到舊的流程、習慣和程序上來。要想使得改進效果長期保持下去，必須對結果進行測量和監視，并根據需要形成成文的文件、標準等，以保證改善結果的持續。

步驟10驗證測量系統

在再次測量流程能力之前，同樣需對收集數據所用的測量系統進行檢驗，驗證其有效性。

步驟11確定改進后的工序能力

收集執行改進流程三個月內的數據，再次測定三個關鍵質量特性的流程能力，結果如圖6、7和8所示。

由圖可知，改進后的各質量特性指標的DPMO均控制在了10萬以內，其中生產持續時間指標與庫存費用指標均在

20 000DPMO以下，達到了行業的較高水平。因此，該改進流程應當認為是有效的。

步驟12執行過程控制系統

將新流程以規章制度的形式固定下來，并對相關的銷售、采購、制造、倉儲人員進行培訓，幫助他們了解新流程的意義與操作，對項目改進成果進行嚴格控制。

新流程實施一年來，產生了顯著的經濟效益，如表1所示。

4總結

在當今競爭日益激烈的環境下，降低庫存成本作為企業“第三利潤源泉”正越來越受到重視。然而，現有的庫存控制方法通常僅著眼于對具體數學模型的優化，而忽略了企業流程對降低庫存的嚴重滯塞影響，使得企業庫存始終無法有效減少。

本文根據這一現狀，提出了在庫存控制中實施流程改進的必要性，并將六西格瑪流程改進思想糅合于庫存控制中，解釋了六西格瑪思想于庫存管理的重要性，并通過一個實際案例驗證了這一想法的可行性與有效性。

事實上，除了流程改進的思想，六西格瑪理念中挖掘問題本質的思想也將對庫存控制產生重大影響。庫存的積壓究竟是由于內部流程的不匹配，還是對顧客需求的不理解，或者是需求預測的不準確？都應是庫存管理人員運用六西格瑪理念要確定并加以優化改善的方面。

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