六西格瑪改進在項目質量改進過程中的應用

　　[摘要]六西格瑪管理分六西格瑪設計和六西格瑪改進兩種形式，其中六西格瑪改進在項目質量改進過程中得到了更廣泛的應用和推廣。本文筆者結合自身參與的一項太鋼黑帶項目(提高熱軋帶鋼成品寬度精度)來介紹六西格瑪改進在DMAIC五個階段如何具體實踐，從而使供應商和用戶雙邊產生巨大的經濟效益，相信這一實踐對若干項目的質量改進都有一定的借鑒意義。
　　[關鍵詞]六西格瑪；DMAIC；項目質量改進
　　[中圖分類號]F273.2
　　[文獻標識碼]A
　　[文章編號]1005－6432(2011)19－0029－02
　　
　　企業在長期的發展過程中，形成了嚴重的部門壁壘，該現象嚴重制約了企業產品質量的進一步提升及企業的精細化發展，尤其在我國一些老企業的管理模式下，這一制約作用更為突出。而六西格瑪管理方法的成功應用，則可成為推動企業發展的一把金鑰匙。六西格瑪管理法的重點是將所有的工作作為一種流程，采用量化的方法分析流程中影響質量的因素，找出最關鍵的因素加以改進從而達到更高的客戶滿意度。它以項目發展作為一種基本模式，以高層領導的推動和積極參與為前提，以項目形式沖破部門壁壘組建團隊，集團隊力量持續提升產品質量水平。
　　
　　1　六西格瑪改進的基本改進模式——DMAIC
　　
　　1.1D階段(定義)
　　D階段的主要任務是項目選定，確定關鍵特性Y及目標值。項目選定要從顧客CTQ(關鍵質量特性)出發，要與公司戰略相關聯。在此基礎上，進行問題陳述，說明選題的理由。在D階段的根本出發點是將問題陳述清楚，說明進行改進的必要性，以得到領導層的認可并支持。與傳統改進方法所不同的是，六西格瑪方法在該階段的關鍵任務只是以數據事實為基礎進行項目陳述，切忌進行原因分析。它的中心意圖只是從顧客出發，向領導層陳述問題的嚴重性及改進的必要性和迫切性，從而獲得領導層的充分理解和支持。在此基礎上，抽取各相關部門及相關專業的核心成員組建團隊，從而消除部門部壘，實現跨部門、跨專業的無邊界合作，為項目改進奠定良好基礎。
　　項目選定之后需要定義關鍵特性Y，根據實際情況將Y分解為具體的Y1，Y2，Y3…在此分析的基礎上，確定Y的目標，即項目所要達到的目標。目標的確定一定要有依據，而不能憑空喊口號，常用的方法是進行標桿對比(與同行業先進水平的指標對比)。
　　
　　1.2M階段(測量)
　　M階段的主要任務是對Y進行分析，并找出關鍵x因子(原因分析)。
　　(1)對Y進行現狀分析
　　對Y的現狀分析分為兩部分：一是對Y進行測量系統分析；二是對Y進行工程能力分析。測量系統分析是項目改進的基礎，一個項目如果測量系統不符合要求，則必須首先改進測量系統，才能進一步地分析改進。測量系統符合要求必須滿足兩個條件：一是準確性分析，指儀器本身的分辨率、校驗方式等；二是精確性分析，指重復性和再現性分析。這里需指出的是，如所使用的儀器為自動化程度很高的自動測量工具，只能說明該測量系統滿足了“準確性”要求，而要證明精確性好則必須進行測量系統分析，如測量系統不滿足，則項目必須進行測量系統改進。
　　對Y的工程能力分析也是對Y進行改進的第一步，之后的工程能力分析將會貫穿于過程改進的每一環節。對Y的工程能力分析主要是為了確定Y的均值及標準差σ的現狀，其判斷主要通過參數CP、CPK、PP、PPK及CPM來進行。如CP值較高而CPK值較低，則過程改進主要任務是移動均值；如CP及CPK值均較低，則過程改進是首先改進均值，再設法降低σ值。
　　(2)找出并改進關鍵X因子
　　在對Y進行現狀分析的基礎上，之后的主要任務即為逐步找出關鍵X并進行改進。步驟一般是：①對流程圖進行分析找出影響Y的所有輸入因子X；②對輸入因子進行重要度打分。按總分降序排列，取前80％輸入因子進行FEMA分析，對所找出的每一項潛在重要因素進行風險優先系數RPN分析打分，以進一步確定原因并制定改善措施；③把風險優先系數RPN在100以上的潛在要因作為本項目的改進因子；④在所確定的潛在要素中，能進行快速改進的首先進行快速改進，并對改進后的因子進行二次失效模式(FEMA)分析。如RPN降為100以下，則該因子不再進入下階段改進。
　　
　　
　　1.3A階段(分析)
　　A階段的主要任務是對上階段所不能識別的因子進一步運用科學的分析統計工具進行確認。A階段是DMAIC各個階段中最難以預見的階段。在這個階段中，團隊應詳細研究各種數據資料，正確運用各種分析統計的方法，更客觀準確地識別問題的原因，使用分析步驟來尋找“問題根源”。
　　A階段的最大挑戰之一是能否正確使用工具——能夠用簡單的工具找到根本原因，就不用復雜工具。有的原因與其他原因相互關聯及糾纏混雜在一起，這時就需要應用更高級的統計技術或其他管理技術來確定和驗證根本原因。項目過程中這一階段常用統計工具有假設檢驗、方差分析、非參數檢驗及回歸分析等工具。其中，假設檢驗及非參數檢驗在解決現場問題過程中應用更廣泛。由于現場數據很多情況下為非正態數據，因而，非參數中位數檢驗則更廣泛地被應用于現場數據的分析中。
　　
　　1.4I階段(改進)
　　I階段的主要任務是針對根本原因找出最佳的解決方案及最優的參數。
　　該階段是五個階段中最富挑戰性也最困難的階段。在A階段，最優參數的選擇完全依賴于當前生產條件下所獲得的數據，而在I階段，確定最優值可能會打破原有條件的限制，考慮從未使用過的值。該階段最主要的手段和工具就是實驗設計(DOE)。單向分類設計是DOE中一項簡單的方法，但在實際工作中尤其在參數調試中卻是最實用和最常用的。而當因子數較多時，則一般先采用部分因子試驗將因子進行篩選，如因子數篩選至5個以下，則再進行全因子試驗。全因子試驗中首先按最陡路線不斷尋找最佳參數，當遇到彎曲時，則在該區域進行響應曲面設計以找出最優區域，之后利用響應優化器確定最優值。
　　
　　
　　1.5C階段(控制)
　　C階段是DMAIC的最后一個階段，也是五個階段中最為長期艱巨的一項工作。其主要任務是對改進成果加以固化，對過程加以監控，形成新的文件和作業標準，并制訂應變計劃。制訂控制計劃表是C階段最為關鍵的一項工作。控制計劃表必須對所有可變因素有效監控并嚴格實施，以避免回到舊的習慣和程序，對人們的工作和生活形成長期影響并得以保存。
　　
　　2　DMAIC在太鋼“提高高牌號硅鋼厚度精度”項目中的具體應用
　　
　　2.1項目改進
　　在太鋼“提高高牌號硅鋼厚度精度”項目實施過程中的D階段，筆者向領導層陳述了若干問題，諸如高牌號硅鋼厚度超差廢品率居退廢率首位；本工序多次造成軋制不穩定，軋線廢品居所有鋼種首位；厚度超差現象引起了本工序用戶(操作人員)及下工序用戶(冷軋線)的嚴重抱怨等，從而引起了領導層的高度重視，為跨部門、跨專業的項目團隊的建立及進一步發展奠定了良好基礎。
　　在M階段的測量系統分析中，太鋼的測量系統均為自動化儀表設備，不需人力控制，且鋼卷測量后不能重復，故采用了破壞性嵌套實驗方法進行，又由于沒有人為干預，因而結果顯示再現性為0(見表1)。
　　在A階段，項目大量采用了假設檢驗方法，并運用相關性分析對多元素進行了分析篩選。更重要的是，在該階段團隊成員各專業間相互溝通，提出了分類建模等創造性的思想，使得項目指標得以大幅度提升(見表2)。在I階段，項目充分運用了單向分類設計方法。該方法雖簡單，但在無相關性的情況下調試最佳參數則極為有效實用。在C階段，項目成員的主要工作是將項目成果進行固化，將關鍵因子的監控落實到作業現場的工作崗位。
　　
　　2.2項目收益
　　(1)太鋼熱連軋廠通過以上六西格瑪改進在DMAIC五個階段的具體實踐，厚度精度上升達10％左右，產品退廢減少2／3，產生直接經濟效益450.9萬元／年。
　　(2)項目實施過程中，團隊成員經過了形成期、震蕩期、規范期、執行期四個階段的發展，最終實現了跨部門、跨專業的無邊界合作，項目取得明顯效果。
　　(3)項目攻關過程中，團隊成員不僅對六西格瑪改進的掌握躍上了一個新臺階，更重要的是，以顧客為關注焦點、基于數據和事實說話等理念已深入人心，為更多質量問題的解決奠定了基礎。
　　(4)項目實施后，高牌號硅鋼產品質量水平的提升可有效提高該產品的價格和銷售量，進一步提升太鋼產品在鋼材市場和客戶心目中的形象，對實現公司戰略目標形成有力的支撐。
　　
　　3　結論
　　
　　六西格瑪管理方法在在太鋼“提高高牌號硅鋼厚度精度”項目中的成功實施表明，六西格瑪可以有效地改進現代企業的產品管理體系，提高質量管理水平，進而提升現代企業的競爭能力，實現企業持續發