精益六西格瑪在中小型企業生產質量改進中的應用研究

王新超

【摘 ?要】精益六西格瑪作為一種改進方法，融合了精益生產的多種業務流程優化技術和六西格瑪基于數理統計的結構化改進方法，在中大型企業的生產質量改進中得到了廣泛的應用。但囿于技術和資源所限在中小型企業中的應用則稍顯不足。論文通過梳理精益六西格瑪理論，以S公司生產質量改進實踐為例，研究精益六西格瑪在中小型企業生產質量改進中的應用，為中小型企業提升生產質量和管理水平提供借鑒。

【Abstract】As an improvement method， Lean Six Sigma integrates various business process optimization techniques of lean production and Six Sigma structured improvement method based on mathematical statistics， which has been widely used in production quality improvement of medium and large enterprises. However， limited by technology and resources， its application in small and medium-sized enterprises is slightly inadequate. By combing the Lean Six Sigma theory and taking the production quality improvement practice of S Company as an example， the paper studies the application of Lean Six Sigma in the production quality improvement of small and medium-sized enterprises， providing reference for the improvement of production quality and management level of small and medium-sized enterprises.

【關鍵詞】精益六西格瑪;生產質量;改進

【Keywords】Lean Six Sigma; production quality; improvement

【中圖分類號】F276.3;F273 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2022）04-0174-03

1 引言

精益六西格瑪吸收了精益生產和六西格瑪管理的優點，如關注顧客價值的實現，強調降低成本、減少浪費、提高效率，注重團隊協作的改進方式，強調持續的改進，而且往往也都具有相當顯著的財務效果[1]。應用精益六西格瑪實施生產質量改進在大型企業中已得到廣泛實踐，但囿于技術力量所限，在中小型企業中的應用則稍顯不足。通過對精益六西格瑪在中小型企業生產質量改進過程中的應用研究，有利于拓展精益六西格瑪的應用空間，為中小型企業實施生產質量改進提供有益借鑒。

2 精益六西格瑪理論

精益六西格瑪管理脫胎于精益生產和六西格瑪，但又不同于傳統的單一精益生產或六西格瑪管理。精益六西格瑪（Lean Six Sigma， LSS）是精益生產與六西格瑪的有機結合[2]。精益生產產生于二戰后，是由豐田公司吸取前人經驗，在生產實踐中探索和發展起來的一套以顧客價值為目標，通過一系列的精益技術來減少或消除浪費，降低生產成本、提高產品質量的管理方法。六西格瑪則是20世紀80年代由摩托羅拉所倡導的基于科學管理和持續改進思想的一套系統的業務改進方法體系，其核心思想是控制和減少變差、改善產品性能、優化生產參數等。精益六西格瑪通過整合精益生產和六西格瑪管理兩種管理思想，吸收二者的優點，彌補單一模式的不足，從而達到更佳的管理效果。

精益生產的本質是消除浪費。精益生產這一概念脫胎于豐田生產方式（Toyota Production System，TPS）[3]，是對日本汽車制造業的成功經驗的概括和總結[4]。精益生產的理念由日本早期的持續改進（Kaizen）哲學演化而來[5]。經過豐田英二和他的伙伴大野耐一的一系列探索和試驗，歷經30多年的努力，最終形成了完整的豐田生產方式[6，7]。在豐田公司開始探索新的生產模式時，豐田喜一郎提出“降低成本，消除不必要浪費”[8]。大野耐一認為“我們所做的，其實就是注意從接到顧客訂單到向顧客收賬這段時間的作業時間，通過消除不能創造價值的浪費，以縮短作業時間”[9]，為描述企業經營活動中的物資、信息和顧客價值的傳遞狀況，價值流圖（Value Stream Mapping，VSM）這一系統化工具應運而生[10]。同時為減少浪費、提高生產效率，創造了準時生產體系（JIT）、“一個流”、看板管理、快速換模、安燈系統、自動化等概念和工具。

六西格瑪既是一套質量標準的度量體系，也是一套基于數理統計的結構化質量和過程改進方法。作為術語的“六西格瑪”不僅是一種與過程容差界限相比較的過程能力的統計學度量，也是一整套質量管理和持續改進的工具和技術[11]。在統計學上西格瑪是標準正態分布的標準差的度量單位，在質量管理中六西格瑪質量水平要求百萬缺陷機會中的缺陷數不超過3.4，但在六西格瑪管理的概念中它已完全超出其統計含義，不單是一個質量目標，而是一套系統的業務改進方法體系，同時它也不是一個靜止的目標，而是一個持續改進的方向，并逐漸演變成一種理念、文化和方法體系的集成[12]。六西格瑪管理建立在科學的統計理論基礎上[13]，“通過系統地、集成地采用質量改進流程，實現無缺陷的過程設計（面向六西格瑪的設計，簡稱DFSS），并對現有過程進行過程定義（Define）、測量（Measure）、分析（Analyse）、改進（Improve）和控制（Control），簡稱DMAIC流程。消除過程缺陷和無價值作業，從而提高質量和服務、降低成本、縮短運轉周期，達到客戶完全滿意，增強企業競爭力”。在六西格瑪管理中六西格瑪改進（DMAIC流程）是實施六西格瑪項目的最主要方法[14]。六西格瑪改進要求企業從顧客的需求出發，基于顧客需求定義關鍵質量特性（CTQ），并對其進行測量分析從而尋找改進空間以實現產品和服務質量的持續提升[15]。

20世紀90年代中后期，六西格瑪和精益方法被視為兩種截然不同的改進工具。但今天，許多組織在項目管理和業務流程再造時常常將這兩種方法整合在一起[16]。精益和六西格瑪兩種方法都具有改進戰略的屬性，超越了普通的工具的范疇。精益強調時間，六西格瑪強調質量。二者都強調顧客價值的實現，具有共同的管理目的。同時二者的關注重點和改進方式又具有很強的互補性，精益與六西格瑪的結合可以實現從整體到局部、從流程到質量的全面改進。

3 精益六西格瑪在S公司生產質量改進中的應用

精益六西格瑪作為一種融合了精益生產和六西格瑪理論的改進方法，兼具精益生產和六西格瑪管理的優點，其應用范圍不局限于大型企業生產過程中的復雜問題，其豐富的工具集和結構化方法也非常有利于中小型企業用于提升產品質量和生產管理能力。

S公司是一家地處蘇州的中小型外貿生產企業，其產品以動力園藝工具為主，產品涵蓋割草機、綠籬機等多種園藝工具。S公司應用精益六西格瑪方法實施綠籬機產品生產質量的提升改進，以滿足客戶的產品質量需求。其改進過程遵循六西格瑪的DMAIC結構化過程，在改進中應用精益生產的快速改進方法，其改進的具體實施步驟如下。

3.1 定義階段（Define）

定義階段是整個精益六西格瑪改進過程的起點，在此階段主要通過相關的調查和分析，確定改進機會和顧客的關鍵需求，通過繪制和分析生產流程圖識別出生產過程中的關鍵流程和關鍵質量特性，并以此確定改進的目標及預期。

S公司綠籬機生產質量改進的出發點就是滿足主要國外客戶的需求，通過客戶調查，發現客戶抱怨的主要問題是產品的一次通過率過低。通過分析綠籬機的生產流程，判斷決定產品質量的主要過程為生產車間的裝配環節。因此確定改進的目標為裝備環節的一次通過率FPY。

3.2 測量階段（Measure）

測量階段的主要任務是依據選定的流程質量特性分析確定與之相關的測量對象、測量方法和指標等。同時評估測量系統的可靠性，并使用測量所得的數據評估綠籬機裝配生產的過程能力，為進一步分析和改進工作奠定基礎。

3.2.1 測量系統分析

在改進項目實施過程中運用到的測量系統主要是產品質量檢驗過程中的缺陷識別與判斷，及質量檢驗系統，從而決定產品是否合格。產品質量檢驗過程中能夠獲得的是計數型數據，即產品合格與否，針對測量系統的特性應用Minitab屬性一致性分析工具分析測量系統是否可靠。在準備階段選取30件產品，其中合格品和不合格品各15件，將30件產品隨機編號，讓檢驗員分別檢驗3次，判斷產品是否合格（GO/NG）。

收集到3名檢驗員的檢驗數據后，應用Minitab屬性一致性分析工具展開分析，從評估一致性圖表（見圖1）可以判斷檢驗員1和3的一致性較高，在3次檢驗中表現出前后判斷一致，而檢驗員2則出現了前后判斷不一致的情況，但總體上一致性都超過了90%。檢驗員3的檢驗結果完全與標準相符，檢驗員1和2則對標準的判斷有所偏差。所有檢驗員與標準的Kappa分析（見圖2）可知，所有檢驗員與標準的Kappa統計量為0.94，推測測量系統R&R為6%，小于10%，測量系統R&R可以接受。

進一步分析檢驗員1和2檢驗結果與標準的偏差，主要出現在兩項外觀檢測環節，造成偏差的原因是檢驗員對外觀檢驗的標準理解有誤，根本原因是針對該項外觀檢驗的標準，標準操作指導書只給出了外觀縫隙不合格的數量指標，而未列明該指標判斷的是均值還是最大值。經修改標準操作指導書，已消除該檢驗環節的偏差。

3.2.2 合格率測量與分析

匯總收集到的產品質量缺陷信息，產品的合格率為86%。客戶要求的合格率不低于95%，綠籬機的現有生產質量水平與客戶期望差距巨大。

通過對收集到的缺陷進行分類，并繪制帕累托圖（見圖3），可以明顯地觀察到超過80%的缺陷與生產裝配和調試的過程有關，而只有少部分缺陷是由于零部件的缺陷造成的，裝配過程質量將是改進的重點。

3.3 分析階段（Analyze）

匯總與過程有關的缺陷，將包含缺陷的過程按照缺陷多少排序并繪制帕累托圖（見圖4），可以觀察到超過80%的缺陷集中于5道工序，即調試、空濾器罩裝配、消音器罩裝配、油管裝配工以及油門線和熄火線裝配。

改進小組根據各工序的缺陷分布情況，從缺陷比較集中的重點工序開始，逐一對各個工序進行現場觀察，在現場觀察過程中，由技術人員參與現場討論，通過對生產現場的分析發現缺陷的可能原因如表1所示。

表1 ?過程缺陷原因

3.4 改進階段（Improve）

改進階段主要應用精益六西格瑪方法，針對分析階段發現的導致質量缺陷的因素實施改進。在分析階段綜合分析了現場檢驗發現的質量缺陷，以及導致這些質量缺陷的原因。針對發現的質量缺陷，將應用精益生產的方法，通過現場觀察，發揮生產現場和專業技術人員的優勢，提出改進建議如表2所示。

表2 ?過程改進建議

實施以上改進措施之后，質檢檢驗部門在綠籬機生產線上進行了8個批次產品的全檢，得到生產線的產品通過率平均達到了95.22%。

3.5 控制階段（Control）

控制是精益六西格瑪DMAIC流程的最后一環，也是改進成果得以鞏固和保持的重要環節。控制階段的主要任務是確定改進項目的控制對象和參數，制定控制過程方法和策略以及相應的失控行動方案，從制度和方法上鞏固改進的成果，保障項目改進策略的順利執行。

根據鞏固改進成果的需求，改進控制階段的主要關注對象是產品的合格率。改進小組經結合S公司的實際情況，采取IPQC（過程質量控制）的方法，按照制定的巡檢要點和頻次對生產流程實施過程中巡檢，保障改進后的標準操作流程得到遵守，相應的工具、工裝點驗合格等，并按照計劃對產品實施質量檢驗和數據收集，統計產品的合格率。

4 結語

通過實施精益六西格瑪改進，S公司實現了綠籬機生產質量的提升，產品合格率達到了客戶要求的標準。在改進過程中，由于技術力量和資源所限，在遵循六西格瑪DMAIC改進框架的指導下，主要采用了精益生產的現場改進技術實施改進。這進一步證實了精益六西格瑪在中小型企業生產質量改進管理中應用的可行性，為廣大中型制造企業提升產品質量和生產管理水平提供借鑒。

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