精益六西格瑪在產品生產及質量管理中的應用

張德政

摘要：文章通過精益六西格瑪定義、測量、分析、改善和控制的流程，展開了對改善H公司線束產品質量的研究。通過魚骨圖及Minitab 19軟件進行數據分析確定了關鍵影響因子。在改善階段中找到了影響線束產品質量問題的關鍵因素，即焊接電流過高，電壓不穩定并針對此問題提出了具體的解決方案。改善方案中，結合看板管理和8S現場管理控制生產，同時長期性和穩定性控制分析得到了驗證，研究結果說明，對線束產品質量的改善過程能力是穩定的，達到了研究預期的目標。

關鍵詞：精益六西格瑪；流程改善；質量提升

精益六西格瑪（Lean Six Sigma），也稱為精益西格瑪，是兩種截然不同的企業管理戰略的結合，即精益制造和摩托羅拉的六西格瑪系統。雖然精益制造方法專注于用更少的工作創造更多的價值，但六西格瑪系統致力于識別和消除產品開發中的缺陷。因此，這種組合提供了一種方法來加快公司的決策過程，同時降低生產效率并提高產品質量。精益制造業務管理戰略旨在通過降低產品開發期間的成本來優化組織的生產流程。它從客戶的角度考慮產品的價值，并質疑與產品開發相關的所有成本的必要性。

通過定義、測量和分析業務流程，六西格瑪能夠提高其運營的有效性，并設計出符合潛在客戶需求的質量產品。與消除生產過程中浪費的精益制造不同，六西格瑪引入了為生產過程增加價值的步驟。因此，精益六西格瑪允許管理者有效地解決速度、質量和成本問題。它不僅消除了多余步驟，或者花費數月時間測試各種創新選項，還平衡了兩種方法的價值。鑒于此，本文結合線束工藝實例，以精益六西格瑪方法對線束生產過程中的產品質量進行改善和提高，降本增效。

一、問題描述

H公司中國工廠線束功能測試的不良率較高，月不良率在3%～5%之間波動，而在美國工廠同一產品該道工序的測試月不良率基本低于1%。這項功能測試是該產品包裝出廠前最后一道測試工序，該站測試不良率高，說明在整個生產過程中都可能存在問題，并且有可能存在臨界值的產品被判定合格后，產品流入到客戶端，但是被客戶端判定不合格而造成更嚴重的客戶投訴，這種情況將對H公司的聲譽甚至業務發展造成極大的負面影響，損失不可估量。因此利用精益六西格瑪的理論及方法對該問題進行原因分析，找到不良率高的影響因素，并提出改善方案刻不容緩。

二、改善過程

（一）項目改進的機會及目標

H公司從2004年即開始試行精益管理，2006年引入六西格瑪管理理念，2007年將精益管理的思想與六西格瑪相結合，并于2009年在其公司所屬的所有工廠全面推廣精益六西格瑪。2012年為研發設計需要，將DFSS（Design For Six Sigma）引入到最新的研發項目上，并繼續于2015年導入了卓越經營的管理理念。

由于線束制作工藝流程頗為復雜，其包括的主要零件物料有銅線、端子、套管、膠殼等，其生產工藝流程如圖1所示。H公司該產品的客戶主要是新能源汽車公司，因此對產品性能的要求非常高。從功能測試不良率的數據可以看出，7月，9月和11月這三個月H公司中國產線線束產品的功能測試的平均不良率是2.3%，而美國工廠功能測試三個月的平均不良率僅為0.57%。H公司將線束產品的生產轉移到中國工廠，一是為了滿足國內日益增加的汽車用線束產品的需求，降低運輸及制造成本，但同時也要求產品的質量必須達到美國工廠的生產質量水平，甚至更好，維持現有客戶及訂單量的同時才能爭取到更大的市場份額。由于美國工廠的生產能力和生產經驗得到了客戶端使用及質量檢驗的雙重確認，所以首先改善過程定義的初步目標應該是以美國工廠所生產產品的質量水平和生產效率為對標，在測量準確性、良品率及生產效率方面達到美國工廠的水平。改善具體目標是4個月內，即次年3月底之前將中國新產線的功能測試不良率降低1.5個百分點，達到0.8%。

（二）成立團隊并分工

制定項目總體實施計劃，建立包括管理、生產、技術、質量等多方協作的質量改善專題小組，表1顯示了該質量改善小組成員構成及任務分解。

（三）測量對象、指標的選擇

質量改善小組利用魚骨圖（見圖2），通過人、機、料、法、環、測等因素的分析，篩選出可能影響功能的因素，并在此基礎上收集數據進行分析。

（四）確定關鍵影響因子

線束產品質量出現問題的若干因素已經通過上述的分析得到識別和確定。然而，各個因素導致產品出現質量缺陷的概率及直接和間接關系是不一樣的，在問題分析中占據的比重也各不相同，在分析及改善過程中不能同等對待，其中，關鍵的影響因子必須確定。對此，本文采用Pareto圖進行分析，通過Minitab 19軟件中的“統計－質量工具－Pareto圖”功能得到影響因子的Pareto圖。結果如圖3所示。

由圖3可知，電流、電壓以及焊接速度是導致線束產品出現焊縫質量不良的關鍵因素，則下面按照這三種因素進行分析并改進。

（五）改進

根據上一節分析出的關鍵影響因子可知，不良率的產生主要是在焊接工序，針對關鍵影響因子按照“改進方案—改進方案的實施計劃—驗證改進效果”的思路實施改進措施。通過上節帕累托圖分析關鍵影響因子得出，焊接質量的主要影響因素是焊接電流、焊接電壓以及焊接速度。綜上三種影響因素，以焊接后熔池的深度作為評價焊接質量是否合格的依據，將其分為熔池適當、熔池過深及熔池過淺三種類型，過深和過淺視為不良。通過分析線束產品不同類型的不良率，據此得出最合適的方案組合。最后由改進階段的數據統計，得出選擇電流為160A，電壓為22V，焊接速度為10mm/s時，線束產品焊接后熔池深度最適當，不良品率最低。

（六）控制

根據項目改善方案，當焊接工序采取最合適的電流、電壓及焊接速度的方案時，該產品的不良率能夠得到很好的控制，減少了最后功能測試不良的數量，使得通過率有明顯的改善。項目采取了看板管理措施，對每項控制內容確定了相應的責任人和實施期限，該產品的生產及檢測得到了長期和穩定性控制。

看板是一種工作和工作流可視化技術，可幫助項目經理優化項目工作流程，幫助團隊成員直觀地了解不同狀態下的項目活動。看板拉動生產具體如圖4所示。使用時，如實填寫產品編號、產品名稱和產品型號的相關信息。看板是最簡單的工具，可以將不同狀態的工作活動可視化，通過簡單瀏覽看板并立即了解生產活動的狀態，同時，將卡片從一個狀態移動到另一個狀態并更新進度工作進度要簡單容易。

H公司通過看板管理的方法，將不可見的工作流程可視化，有助于在生產中傳遞現場的生產信息，統一思想，及時發現管理中的漏洞，并保證生產現場作業秩序。

三、實施效果

經過4個月的改善活動，經統計分析4個月內線束產品功能測試通過率數據，該產品功能測試通過率的平均值為99.22%，在前面定義階段，已確定研究目標為將線束產品功能測試不良率控制在0.8%以內，所以可以認為通過改善取得了預期的效果。

四、結語

本文按照精益六西格瑪定義、測量、分析、改善和控制的流程，展開了對改善H公司線束產品質量的研究。通過頭腦風暴用魚骨圖對人、機、料、法、環、測等因素進行分析之后，運用Minitab 19軟件對統計的數據進行進一步處理，確定了關鍵影響因子。在改善階段中找到了影響線束產品質量問題的關鍵因素，即焊接電流過高，電壓不穩定并針對此問題提出了具體的解決方案。改善方案中，結合看板管理和8S現場管理控制生產，同時長期性和穩定性控制分析得到了驗證，結果說明本研究對線束產品質量的改善過程能力是穩定的，達到了研究預期的目標。

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＊基金項目：邯鄲市2021年度哲學社會科學規劃課題“冀南銀行貨幣斗爭史研究”（編號：2021113）；河北工程大學創新基金-博士專項基金項目“冀南銀行貨幣政策研究”（編號：SJ2101003219）。

（作者單位：河北工程大學管理工程與商學院）