兩種過程質量表征方法的比較

摘要：制造企業對于過程質量的表征主要有合格率、CPK值等，近幾年制造能力評價中西格瑪水平的計算也在日益普及，本文以卷煙制造企業為例，探索了過程質量表征中合格率和西格瑪水平兩種評價方式的運用。

關鍵詞：質量 CPK 合格率 西格瑪水平

制造企業中，評價和表征制造過程質量水平的方法主要有合格率、CPK、西格瑪水平[1]等，在卷煙行業實際操作過程中同樣如此。如何對卷煙制造過程[2]質量管控水平進行合理、客觀、系統的評價，找到制造過程中的短板環節并實施改進，是達到提升卷煙過程質量管控水平的重要基礎。本文就卷煙工序質量中的合格率表征和西格瑪水平表征兩種質量管控方法進行比較，并取長補短，對卷煙制造過程質量管控水平進行探索。

筆者所在企業對于制造過程中，考核管理采取的主要形式是實施獎勵和扣款，如針對各工序參數（指標）質量合格率，主要對象為點，計算樣本值分布區間，采取只扣不獎的方式，而西格瑪水平主要針對面，計算均值、標準偏差、估算概率等，則采取只獎不扣的方式進行。以下就兩種表征方式進行如下探討。

1 兩種質量管控方法的評價思路介紹

1.1 合格率表征方法的管理思路

就單工序的參數（指標）的合格率表征思路，管理路徑有：確立產品設計要求→確定關鍵特性指標→統計特性指標合格率→對照合格率要求標準進行判定→實施不達標扣款考核。

1.2 西格瑪水平管控方法的思路

就質量涉及較大的面，如工段、生產線，則采取制造能力評價中的西格瑪水平測算的方式，其管理路徑為：確立產品設計要求→確定關鍵特性指標→實施西格瑪水平測評→對照西格瑪水平標準進行判定→實施達標獎勵。

西格瑪水平的考核工作完成后，相關管理工作沒有結束，要實施下一步的持續改進工作，主要工作路徑有：分析測評結果→找出短板環節→實施持續改進→提升西格瑪水平。

2 兩種質量管控方法的計算方法

2.1 合格率的計算

合格率針對單個的參數（指標），表征在設計要求內的合格點的百分比，方法如下：

合格率（%）

=×100%

2.2 西格瑪水平的計算

西格瑪水平針對工段、生產線，表征在設計要求內的波動情況，按被表征質量數據類型的不同，分成計量型（連續）數據和計數型（離散）數據。計量型數據按以下公式進行計算：

針對雙側標準：

P=1-φ（）+φ（）

單側標準中，又分為望大和望小標準，望小值

P=1-φ（）

望大值：P=φ（）

式中：USL：關鍵質量特性的上規格限；

LSL：關鍵質量特性的下規格限；

μ：總體均值（用樣本均值估計）；

σ：總體標準偏差（用樣本標準偏差估計）。

計數型數據分為計件型數據和計點型數據，其中：

計件型數據按以下公式進行計算：

P=

計點型主要針對卷煙外觀、卷煙盒裝、卷煙條裝質量缺陷等計點型數據，其中A、B、C類質量缺陷的不合格率P按以下公式進行計算：

P=

3 組成兩種質量管控方法關鍵特性指標統計量

合格率表征和西格瑪水平表征之間是有內在聯系的，但對于關鍵質量特性統計量的要求有所不同，如表1所示。因此在計算兩種質量表現結果時，需要進行不同的基礎數據的統計。

表1 關鍵質量特性統計量

[合格率＼&西格瑪水平＼&關鍵特性指標規格上限

關鍵特性指標規格下限

特性指標樣本值

＼&關鍵特性指標規格上限

關鍵特性指標規格下限

特性指標平均值

特性指標標準偏差＼&]

4 兩種質量管控方法應用實例

上述分析中，說明了兩種質量表征形式的區別，二者在某種程度是內在統一的，分析二者之間的差異，可以為質量改進找到突破口。以下以筆者企業某一品牌制絲加工流程中實際問題為例，進行分析。

首先根據產品設計要求，確定了各工序的關鍵特性指標。我們選擇切絲工序切絲寬度特性指標來進行實例分析。用測試用的膠棒混入煙葉中經過切絲機進行切絲，在切絲機出料振槽上取樣，在切后的膠棒中隨機選取50根膠棒，用螺旋側微儀對膠棒寬度進行檢測，分析數據如表2。

表2 改進前測試數據

[統計量＼&樣本

合格率%＼&概率估算

合格率%＼&對應西格

瑪水平＼&規格上限1.1mm

規格下限0.9mm

樣本平均值 0.9832

樣本標準偏差0.07723＼&100%＼&79.40%＼&2.32＼&]

由表2可知，用兩種不同管控方法統計出來的結果差異比較大。具體原因是樣本合格率只代表所測量樣本值是否處于規格限以內，而總體西格瑪水平既考慮了樣本值是否分布在規格限以內還考慮了樣本值的偏移和離散程度。因此，運用西格瑪水平來對切絲寬度進行評價更合理。

通過以上數據我們分析，造成總體西格瑪水平偏低的原因是樣本值的離散程度（標準偏差）過大。因此，通過對設備進行針對性改進，降低切絲寬度的標準偏差，提高了切絲寬度的西格瑪水平。改進后的數據分析如表3。

表3 改進后測試數據

[統計量＼&樣本

合格率＼&概率估算

合格率＼&對應西格

瑪水平＼&規格上限1.1mm

規格下限0.9mm

樣本平均值 0.9832

樣本標準偏差0.05723＼&100%＼&90.6%＼&2.82＼&]

表3數據表明，隨著對切絲機實施改進和完善，切后寬度樣本標準偏差進一步縮小，概率估算合格率顯著提升，西格瑪水平提高。因此，追求制造能力的提升的主要方法，不僅僅關注合格率的提高，對關鍵質量指標的波動，即對表征波動的樣本標準偏差實施控制，是提高質量控制精度的有效方法。

5 結論

在卷煙生產質量控制過程中，同時運用合格率和西格瑪水平兩種質量表征方法，可以在直觀和簡單的評價操作人員的技能的同時，找到有效的方法提升整體制造能力。質量合格率的表征方法簡單易懂，易操作，在短期內還不能放棄，運用合格率管控方法通過考核措施，可以直觀的顯示操作人員將質量控制在規格限內；運用西格瑪水平表征方法，找到質量問題的突破口，在質量的持續改進上首先找到是質量均值存在問題還是標準偏差存在問題，為質量改進指明方向，同時在管理上采取激勵措施，降低樣本均值的偏移和縮小樣本值的離散程度，最終達到提升產品質量的總體控制能力的目標。

參考文獻：

[1]張公緒，孫靜.新編質量管理學[M].北京.高等教育出版社，2003.

[2]中華人民共和國煙草行業標準.卷煙制造能力測評導則.北京：中國標準出版，2009.

作者簡介：

李萬友（1979-），本科，主要從事卷煙工藝質量管理工作。endprint