高速公路卓越質量施工管理中六西格瑪方法的運用

羅 律，梁向東，劉 珍

(1.湖南省醴茶高速公路建設開發有限公司，湖南 株洲 412000;2.長沙理工大學經濟與管理學院，湖南 長沙 410014)

高速公路作為國家的一項重要基礎設施，是國民經濟發展的重要支撐力量，也是一定階段經濟發展的必然產物，體現了一個國家的現代化水平。［1］與發達國家相比，我國高速公路建設起步較晚，但是發展迅速，并取得了較為顯著的成就。近年來，我國高速公路建設高歌猛進，在“十一五”期間基本上實現了建設規模最大、完成投資最多、建成通車里程最長的“三個歷史之最”。［2］

然而，盡管我國高速公路建設的步伐不斷加快，在高速公路管理上涌現的問題卻依然層出不窮，加之在卓越管理方法的運用上有所欠缺，這嚴重影響了高速公路的質量水平。隨著“十二五”期間國家高速公路網的即將建成，如何有效的管理高速公路網，并探索出高速公路質量的卓越的管理方法，最大規模的發揮出高速公路網的經濟社會效益，是未來路網交通面臨的重大挑戰，也是管理者積極探索的重要內容。

現階段，國內外對高速公路卓越質量管理方法的研究正處于探索的階段，雖然已總結出一些可以運用到卓越質量管理方面的管理工具，例如因果圖、流程圖、控制圖等，［3］但由于高速公路項目質量檢測指標十分繁多，如何總體監控各個環節的所有指標的管理方法還未形成，因此對高速公路質量管理方法的研究顯得十分必要。六西格瑪管理方法的核心是通過百萬機會缺陷數來約束產品及服務的出錯率，以優化產品質量和服務質量，從而提高企業的質量管理水平，最終促使企業實現卓越績效管理。［4］目前該方法在制造業和服務業中得以廣泛的運用并成效顯著，然而將六西格瑪管理方法引入高速公路質量管理仍然是一個全新的課題。高速公路作為一項龐大的基建工程，工序繁多，技術復雜，建設周期長，要充分發揮其安全、舒適、便捷、經濟的作用就必須對每一道工序的質量進行嚴格把關。六西格瑪管理方法與卓越績效準則融匯貫通，對高速公路管理中領導力發揮、戰略計劃制定、測量分析和知識管理及員工能力挖掘等方面都具有良好的引導作用，因此在高速公路質量管理中運用六西格瑪方法具有一定的可行性和重要的現實意義。

一、高速公路施工管理中的卓越績效與問題

明確高速公路管理的卓越績效目標，能為高速公路管理組織實施卓越績效的管理方法奠定良好的基礎，從而針對性地進行整體績效改進，以實現高速公路質量管理的卓越水平?；趯Ω咚俟饭芾碇兄T多因素的考慮，管理者必須明確在施工過程中的績效目標，即強化技術規范的貫徹力度，提高數據測量、分析和知識管理的準確性，改進設計規劃、工程施工的技術水平，力求每一個環節每一道工序都充分滿足質量要求。［5］

我國高速公路起步較晚，對其進行科學管理的方法目前還處于探索階段，在實際施工操作中管理比較粗放，缺乏足夠精細化、科技化的管理方法，因此我國高速公路在現行管理方式下存在以下問題。

一是高速公路工程建設管理有待提升。當前高速公路在工程設計、施工、監管等環節不同程度地暴露出一些問題，嚴重影響了工程質量，［6］例如，采集的基建材料不合格，施工方式不規范，技術運用不達標，工地質量檢測監管力度不強化等等，很大程度上影響了工程質量，背離了卓越績效目標。缺乏靈活性的工程設計規劃嚴重影響著道路的使用率，極易形成道路虛置的現象。高速公路工程建設中涌現的諸多問題往往需要返工修復或改建，導致資源浪費嚴重，因此迫切需要提升工程質量管理水平。［7］

二是高速公路施工環節多和指標監控十分繁雜，缺少必要的統一管理手段。

高速公路工程建設過程中用料和施工的每個工程都包含多項子環節，而各項子環節都具有各自的質量規范要求，例如硬度、坡度、壓實度、厚度、尺寸、彎壓強度等等。

表1 高速公路部分施工材料質量檢測指標

表1 高速公路部分施工材料質量檢測指標(續)

表1僅列舉了高速公路工程用料所涉及到的部分一級指標和二級指標，而從工程施工材料的整體數據上來說，大致包含39個二級指標，合計140多個三級指標，具體見表2。

表2 高速公路工程施工質量檢驗評定指標

表2中顯示，高速公路工程施工質量檢測涉及到了大致七個一級指標，58個二級指標，而實際上每個二級指標下又包括細分的三級指標作為質量評定的具體參考。根據完整的數據顯示，整個施工過程中包括的三級指標多達320多個。如何統一把握和監控這些指標在目前還沒有很好解決。

總而言之，我國高速公路質量管理方面暴露出來的問題，深刻反映了在管理方法上還存在著較大的提升空間。目前高速公路發展面臨著可持續發展和有效管理兩大挑戰。［8］因此，如何采用卓越質量的管理方法來應對上述挑戰，提高我國高速公路的總體管理績效是亟待解決的問題。

二、高速公路施工質量管理和六西格瑪方法

(一)符合卓越質量績效的六西格瑪方法

六西格瑪(6σ)管理是以數理統計學為基礎，以采集和分析實際數據為手段，通過一個具體的數值來劃定質量的缺陷水平，進而找出引起某一問題的根本原因，由此激勵企業致力于追求卓越質量管理績效和質量持續改進的一套方法體系?；趯Ξa品和服務缺陷數的考慮，六西格瑪方法導入了一個指標來衡量質量績效，即百萬機會缺陷數(Dpmo):

Dpmo=所發現的缺陷數/出錯機會數×1000 000

借助Dpmo指標，結合6σ的缺陷次數要求，可以明確質量改進不是局限于管理過程中的某一個程序，而是致力于整個流程綜合質量的提升。6σ可以作為一種約束缺陷和差錯率的質量改進工具，要求企業在產品生產的各環節每百萬次機會中允許發生的差錯或缺陷不能超過3.4次。經計算，當質量水平為1σ時合格率為68.26%，而當質水平上升至2σ時合格率可提高為95.46%，如果質量水平達到3σ時，合格率水平可上升至99.73%，當實現6σ時，合格率則可高達99.99966%，這表明，6σ這一近乎完美的標準猶如一只指南針，為絕大多數企業指明了一個持續改進的管理方向和奮斗目標。［9］

“6σ”管理方法與卓越績效準則相融合，通過百萬機會缺陷數來展現其衡量價值，對提升組織的過程管理水平有重要作用。它不僅能強化管理者對關鍵因素的判斷力和對適當戰略計劃的選擇力，從而提升組織的領導能力;還助于改善工作環境，發揮員工應有價值，落實卓越績效管理準則中人力為本這一類目的要求。同時受到基于事實這一原則的驅動，六西格瑪方法能有效地增強組織滿足“測量、分析和知識管理”類目的能力。此外，六西格瑪方法能及時追蹤和監測相應的測量指標，對過程管理所涉及的各項內容保持動態記錄，并系統地反饋至管理層，以便制定出具體的改進方針。因此，將六西格瑪方法運用于高速公路的過程管理，能比較直觀、準確地采集和反饋工程建設中各環節的相關信息，從局部到總體地提高過程管理水平和工程質量，實現公路設計、建造和運營環境與社會經濟效益相融合，組織和個人能力得以提升，當代后代均可從中受益的良好局面。

(二)DAMIC方法

“6σ”管理方法對問題解決方式的主張可歸結為一種方法論，經過提煉可以將其概括為DMAIC方法，即 define(定義)、measure(測量)、analyze(分析)、improve(改進)和 control(控制)。DMAIC 是一種以數據為基礎的質量改進方法，是六西格瑪管理方法的執行手段，也是實現卓越質量管理水平的關鍵。具體來說，DAMIC方法可分為下面五個階段:定義(Define)階段，為制定DMAIC項目計劃作準備;測量(Measure)階段，確定和實施收集事實的程序，包括收集數據、觀察傾聽等;分析(Analyze)階段，確定造成差錯和過度變異的可能的根本原因;改進(Improve)階段，針對根本原因提出改進方案;控制(Control)階段，著重于如何維持所實現的改進并確保過程的持續改進。［10］具體見圖1。

圖1 DMAIC模型

三、六西格瑪方法在高速公路管理中的具體運用

從表1、2中可知，高速公路工程質量的管理是極具復雜性和難度的。因此，用一個系統性的總量工具來協助管理者進行監控和提升質量有著現實的迫切性，而“6σ”管理方法作為一種質量管理戰略工具，能充分考慮高速公路建設管理中顯現的實際問題，有效地協助管理者達到提升高速公路的質量管理水平的目的。

(一)方法運用

根據六西格瑪方法中百萬機會缺陷數小于等于3.4這一指標，按比例可推算出一萬次機會缺陷數小于等于0.034，因此，為簡化操作，在實際操作中將百萬次數據觀測縮減速至一萬次，萬次機會缺陷數取整為1。

1.確定指標。從用料和施工技術來檢測高速公路工程質量時，三級指標值對相應的二級指標有直接的影響，因此需要將用料和施工技術中所有三級指標作為考查項，納入公路工程項目的質量評定范圍。例如，用料指標中水泥的細度、凝結時間、安定性、膠砂強度等大小都會對水泥的質量產生影響，在檢測水泥質量時需全面考量這些具有影響力的三級指標。所以，在定義階段，管理者應該系統地針對工程項目用料和施工過程中的三級指標內容進行準確的定義。

2.獲取樣本數據。根據定義階段的分析結果，可知公路工程項目必須對所有三級指標加以改進和監控，因此，建設過程中將所有三級指標用為質量特性用以觀測。在這一階段的具體操作中，需首先獲取數據。以一星期為一個周期，將所有三級指標內容歸為一個數據點，每天觀測1400個數據點，在一周期內即可獲取關于某一路段近一萬個觀測數據，以此作為計算Dpmo計算公式中的出錯機會總數。隨后建立數據庫管理系統。利用數據庫中已有的規范標準，快捷、準確地對一萬個樣本數據進行比對觀測，并記錄一萬個出錯機會中出錯的次數作為所發現的缺陷數。

3.對樣本數據處理。經過測量階段中獲取一萬次機會缺陷數后，可以繪制出萬次出錯曲線(見圖2)，并與1水平線相比對進行觀測分析，進而追蹤影響質量水平的關鍵性因素。分析的原理為:若萬次出錯線完全在1水平線下浮動，即表示各周期觀測點的萬次出錯機會小于1次，那么該周期被觀測路段的工程質量可以認為是可靠的;若存在至少一個數據點超出了1水平線，即萬次出錯機會大于1次，管理者便應對相應周期的工程質量進行改進使其降至1水平線下。此時，管理層可參照在相應周期內獲取的所有三級指標數據，根據專業知識，尋找并篩選出導致工程質量偏低的關鍵因素。

圖2 萬次機會出錯曲線

為了方便說明，本文通過虛擬數據得出圖2的萬次機會出錯曲線。從圖中可知，第一個周期所觀測到的一萬個數據點中只有一個點位于1水平線上，第二至四個周期及第六個周期的萬次機會出錯水平皆控制在1水平線下，由上文所講述的“6σ”操作方法可知，這些周期內檢測的路段工程質量是可靠的。第五個周期出現2個超出1水平線的數據點，表明該周期內觀測到的一萬個數據點中出錯水平高達2個，遠遠超出了“6σ”管理方法要求的質量水平，因而管理者需要對第五個周期檢測的路段數據進行詳細分析，并提出質量改進的方法。

4.監控質量。管理者在分析階段獲取影響公路工程質量的關鍵因素后，便可進入工程質量改進階段。在實際的應用中，應首先執行關鍵因素中可快速改進的部分，例如采集用料和施工時人員操作失誤等。經過快速改進的因素將不再進入下階段的質量改進過程中。隨后，應針對施工操作的技術進行方案改進，嚴格施工程序，規范施工手段，逐一破解關鍵因素。最后，將改進效果通過曲線或數據的形式表現出來，觀測質量水平是否有所提升。

5.改進施工水平。通過將質量改進措施納入管理性文件，以明確新的流程，也可針對關鍵因素制定質量控制表，保證改進的成果能得以保持。

(二)運用的預期效果

六西格瑪管理方法以量化缺陷或差錯的形式嚴格控制著各個程序的缺陷率，在整個高速公路工程建設質量管理的過程中發揮著重要的參考、引導作用，效果顯著。

1.提高工程立項的嚴謹度。六西格瑪方法能有效引導并監督工程各個環節的策略制定，對可能出現的缺陷都可根據相關指標值進行量化，如通車量的測量誤差、對預期效果測量的差錯、工程規模大小、時間進度安排合理與否等各方面，利于管理者從整體上進行戰略規劃，克服了臨時性機構無法從全局角度進行綜合分析和評價的問題，為進行準確、合理的進行工程立項起到了重要的導向作用。

2.提升工程規劃設計的合理性。我國高速公路在規劃設計方面還存在較大的提升空間，而利用6σ這一指標來控制設計規劃與實際效果間的差距，可以有效地避免我高速公路建設決策和布局的盲目性、隨意性和重復性。在實際操作中將車速快慢、可通行車輛種類、交通量大小及公路與周邊環境融合度等內容作為指標，通過萬次機會出錯線來檢測規劃設計是否合理，可大幅度提升公路通車率、可通行車輛類型和車速設計的精準性，從整體上提升高速公路規劃設計的合理性和靈活性。

3.強化工程施工的高效性。工程施工的管理內容涉及到對施工合同、進度、質量、技術、材料、成本及協調工程建設等方面的質量管理控制，在這個過程中，管理者可結合六西格瑪方法中DMAIC這一執行手段，通過監測和比對工程施工的三級指標數值，以6σ值來約束工程缺陷率，從而有效地從技術指標的角度對工程施工質量進行規范和監督，提高施工效率。

六西格瑪管理方法與高速公路卓越質量管理相結合具有較高的可行性和現實的意義，以6σ為質量改進目標，以DAMIC為執行手段可有效地引導管理者監控并持續性改進各環節的工程質量，促使高速公路建設向著質量更卓越，效率更顯著的方向發展，從而整體上提升管理績效。

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