六西格瑪改進模式局限性分析及克服方法

[摘要] 本文分析指出了經典六西格瑪改進模式DMAIC的局限性——在分析階段缺乏有效的線索生成工具來發現某個問題的根本原因；并提出用謝寧DOE工具體系中的線索生成工具——部件搜索、成對比較、產品/ 過程搜索及變量搜索，可以填補經典六西格瑪改進模式的缺陷；給出了經典六西格瑪分析工具結合謝寧DOE線索生成工具形成的問題分析解決路徑圖。

[關鍵詞] 六西格瑪 局限性 質量 謝寧（Shainin）DOE

一、引言

六西格瑪管理是當今企業界廣泛關注的一種管理方法。六西格瑪(6σ)管理分為六西格瑪改進和六西格瑪設計。六西格瑪改進被廣泛地運用于改善產品的質量，尤其適用于生產制造業，是以降低缺陷和減少變異為核心的。一般公司實施六西格瑪主要是指采用六西格瑪的改進模式DMAIC（Define定義-Measure測量-Analyze分析-Improve改進-Control控制）實施六西格瑪改進項目以解決長期存在的復雜問題，同時在各階段系統化地運用各種工具以力達目標。

六西格瑪在世界范圍內獲得了巨大的榮譽。但是，也有越來越多的企業、企業人士對六西格瑪產生了質疑，甚至很多六西格瑪專業人士，都覺得六西格瑪似乎作用不大。很多將六西格瑪視為王牌的組織失望地發現，GE、摩托羅拉及聯信公司所取得的輝煌成就往往很難在它們身上重現。不少公司將六西格瑪作為公司的正式戰略之一，但實際上目前依靠六西格瑪而創造巨大利潤、大大增強企業競爭力的企業并不是很多。這是因為六西格瑪不是萬能的，它的作用有限而且本身具有一定的局限性，發展尚不太完善。

六西格瑪局限性主要體現在兩個方面：一是它本來的作用有限，主要體現在質量改進上面，如果企業想擴大六西格瑪的作用和范圍，可能帶來更多的失望和質疑；二是六西格瑪改進模式DMAIC存在著局限性——在分析階段缺乏有效的線索生成工具（或稱診斷工具）來發現某個問題的根本原因。

本文則正是針對六西格瑪第二個方面的局限性，指出存在改進模式存在局限性的根本原因，并給出克服方法，以部分消除人們對六西格瑪的失望和疑惑。

二、六西格瑪改進模式局限性分析

經典的六西格瑪改進模式，是指目前大量的六西格瑪培訓教材包括書籍、企業內部培訓教材及咨詢公司的培訓教材中所指導的六西格瑪改進模式。DMAIC 同PDCA、福特8-D一樣，只是為解決問題提供一個管理的框架。如果缺乏如何解決問題的有效方法即解決復雜問題所需的專門工具，那么DMAIC的作用，正如大部分企業員工所見是有限的。下文通過對經典六西格瑪改進模式分析階段分析方法和分析工具的分析，得出改進模式分析階段缺乏有效的診斷工具去確定缺陷的根本原因。

1.六西格瑪改進模式

經典六西格瑪改進模式5步驟：

(1）定義（Define）項目目標和客戶需求

確定問題;確定客戶CTQ;明確客戶的期望。

(2）測量（Measure）制程、測定現有水準并量化問題

轉換客戶需求，并查看其是否能被測量;分析并決定現有測量系統能否被接受;測定現有制程能力。

(3）分析（Analyze）和發現缺陷產生的根本原因

決定導致輸出產生偏差的主要原因。

(4）改善（Improve），通過消除缺陷產生的根本原因

確定各種變量與制程變化之間的關系。

(5）控制（Control）

驗證改善結果并實施過程控制。

2.六西格瑪改進模式分析階段分析方法和分析工具分析

分析階段（Analyze）中有收集并分析數據，建立和驗證因果關系和確定關鍵因素等工作。

(1)收集和分析數據

測量階段收集數據的目的重點在于驗證測量系統和了解過程，為分析階段收集和分析數據打下一定的基礎。分析階段收集數據的目的重點是對過程進行分析，以尋找并確定關鍵產品特性（KPC)和關鍵過程質量特性（KCC）的影響因素。利用收集到的數據，做基本圖形分析，把數據更形象化表示出來，從中觀察數據總體的變化趨勢，特殊傾向和特異現象。

常用工具:對賬單、流程圖、直方圖、柏拉圖、因果分析圖、趨勢圖、箱線圖，有助于直觀、清晰地分析問題，只能識別本來就比較明顯的缺陷的原因，解決最基本的質量問題。對于解決長期的質量問題，它們是完全沒有用的。

(2)建立和驗證因果關系

①建立因果關系。數據的收集和分析找出了關鍵產品質量特性和關鍵過程質量特性的影響因素，并對這些影響因素進行了細致的分析，在分析的基礎上建立這些關鍵質量特性與影響因素之間的因果關系。這時可應用的方法有頭腦風暴法、因果圖法、關聯圖法、系統圖法、矩陣圖法等，把影響因素和特性結果有機地聯系起來，明確其間的因果關系。

腦風暴法是基于專家們的經驗和直觀的判斷，這將很有可能猜錯根本原因。其他方法注重對文字資料的整理，是團隊使用的重要工具。這些工具在策劃和相關性研究中有用，但與解決問題沒有關系。

②驗證因果關系。對于已經建立的因果關系，項目團隊需要集思廣益進行研討，在組織的產品或服務實現，以及工作實踐的過程中加以驗證，以確定是否真正找到了影響因素和是否真正存在因果關系。

這時可應用的方法有散布圖、相關分析、回歸分析、假設檢驗等，只是在可能因子較少且明顯的情況下，猜測輸入和輸出的關系，進而評估各種關系的統計顯著性，驗證此關系。對于輸入因子數量多的長期的質量問題，則無能為力。

(3)確定關鍵因素

在建立并驗證了因果關系后，要設法抓住“關鍵的少數”，也就是要確定少數的關鍵因素，從這些關鍵因素入手，集中可用的資源和時間，對六西格瑪進行質量改進。這時常用的方法散布圖、相關分析、回歸分析、正交設計等。

正交設計線索生成能力差，依靠猜測；統計有效度弱，混淆主要作用和相互作用，可能會漏掉重要因子。

3.六西格瑪改進模式局限性結論

從以上分析可知：基本圖形工具有助于直觀分析；頭腦風暴法基于經驗判斷；統計分析工具用于驗證猜想；正交設計工具將猜測的因子用于試驗。從而可知，經典六西格瑪改進模式在分析階段缺乏有效的線索生成工具來確定根本原因。

可以看到在建立因果關系時，更多地是基于直觀的經驗判斷、工程猜想和觀念，很有可能猜測有誤。如果在其中運用有效的診斷工具去建立因果關系和確定關鍵因素，那么分析過程將變得更邏輯、科學，更有效。

三、克服方法

事實上有一些適合確定缺陷根本原因的高級診斷工具，即謝寧DOE工具中的線索生成工具，可以填補經典六西格瑪改進模式的缺陷。

1.謝寧（Shainin）DOE

多里安·謝寧（Dorian Shainin） 創立了一種被稱為“統計工程”的方法——謝寧DOE（通過試驗設計確定系統性原因，即紅X方法），這種方法將統計方法和工程技術結合起來解決工程問題。該方法的目標是通過找出造成生產過程中變異的最重要的因素來減小變異。其特點是強調與部件科學的對話，通過比較直觀和符合具體邏輯思維的產品部件分析，可以清晰地分離出主要作用和相互作用，從而取代田口法憑工程猜測構建出變量的數學實驗法，有助于精確查明問題的根本原因。

謝寧DOE工具中的線索生成工具：部件搜索、成對比較、產品/ 過程搜索及變量搜索，這些工具專門設計用來尋找生產中的重要變量，并使他們與最佳參數進行組合，使產品質量大幅度提高

（1）部件搜索

從幾十個部件/組件中，針對根本變量，捕捉所有重要的主效應和交互影響效應的量;可互換部件組裝的場合。

（2）成對比較

以高置信度確定“好”和“差”單元之間的重復差異，以向根本原因提供線索；用于拆卸會損壞或會引起好的或差的部件的根本性改變時。

（3）產品/ 過程搜索

由凱克·博特發展出來的技術；僅用于多變量難以分離的重要過程，分離過程參數；和成對比較類似，用成對比較發現重要的產品或過程變量；發現與8個好的和8個差的產品有關聯的重要過程變量。

（4）變量搜索

指出主要變量，捕捉所有重要主效應和交互影響效應的量，放開所有不重要變量的允許偏差以減少費用。

但是絕大多數六西格瑪培訓內容中沒有介紹謝寧DOE工具的使用，很少有公司使用謝寧DOE工具。這是一個巨大的錯誤（其中多變量分析已被廣泛使用）。謝寧D0E在實踐中得到了很好的檢驗，但其咨詢公司采取了過度嚴密的知識產權保護措施。因此國內從事質量的工程師知之甚少，直到《世界級質量管理工具》一書的出版，才使許多人有機會了解到謝寧方法。

2.謝寧DOE分析工具是經典六西格瑪分析工具的強有力補充

謝寧DOE線索生成工具優點是明顯的，容易被人理解，接受，從而應用。而經典六西格瑪改進方法，在確定根本原因時存在較多的猜測和主關臆斷，即缺乏線索生成工具。這些工具作為有效的線索生成工具，是六西格瑪分析階段使用工具的有力補充，甚至成為分析階段的主要工具。要想成功實施六西格瑪，謝寧DOE線索生成工具的補充是必要的，見圖。謝寧DOE工具形成一個獨特的解決問題的途徑（搜索紅X），其工具體系還包括其他的一些工具如B與C比較、散布圖、響應曲面法及與預控制等。而本文強調的是謝寧DOE工具中線索生成工具——部件搜索、成對比較、產品/ 過程搜索及變量搜索對經典六西格瑪分析工具的補充，以便于謝恩DOE工具與經典六西格瑪分析工具結合起來使用。

3.經典六西格瑪分析工具與謝寧DOE工具結合分析解決問題路徑圖

最后將經典六西格瑪分析工具與謝寧DOE工具整合可得到較完善的根本原因（紅X）搜索路徑圖，從而形成了一個連續運用各種工具以分析解決某個問題的循序漸進的綜合性方法。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。