六西格玛应用案例解析

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六西格玛（Six Sigma）起源于摩托罗拉、通用，是一项旨在全公司范围内改进过程性能的战略活动，其核心目标是减少成本和增加收入，既适于应用在制造业又适于应用在服务业。其重点是将所有的工作作为一种流程，采用量化的方法分析流程中影响质量的因素，找出最关键的因素加以改进，从而达到更高的客户满意度。

2002年1月，隆冬的户外，寒风凛冽。北京延庆的宾馆内，来自某工厂的全体BB（六西格玛黑带）和包括总经理在内的各级干部正在分组讨论年度六西格玛课题战略。第二天，一行人头戴印有六西格玛标志的帽子，顶着寒风，高举代表各个课题队的鲜艳旗帜攀登上了雄伟壮丽的八达岭长城，揭开了2002年六西格玛活动的序幕。

【背景】这是一家显像管制造企业，也是最早在业内推行六西格玛的企业之一，每年有两次这样的六西格玛选题活动。在选题会上，依据公司确定的年度经营目标层层分解，拟定出为实现该目标而必须进行的课题，然后将众多的课题按照重要程度分类，并分配给合适的人员。

作为2002年的重点工作之一，就是攻克显像管异物发生的难题。众所周知，异物是显像管生产的天敌，管内异物是导致退货的最根本原因。在以前，为了降低不良品率，工厂特别设置了一个三检班，即实施出厂前第三次全检，然而仍然有大量的不良品流出到客户手中。

单纯依赖检验仅仅能够做到事后补救，但不解决根本问题，最根本的解决之道就是消除缺陷的发生源。因此，在年度选题会上，减少管内异物的发生率被作为一个六西格玛黑带课题进行讨论。解决了这一问题，不仅可以大幅度节约修理成本，对于维护公司的品质形象和提高市场占有率也有显著的作用。

一、定义阶段

定义阶段是以客户的需求为依据，寻找问题点或改善机会的一个阶段。如同公安机关的立案活动，这个案件的重要性如何，是普通的民事纠纷，还是刑事案件？案情复杂吗？是需要成立专案组重点侦查，还是普通的业务处理？这就是六西格玛课题的定义过程。

2002年1月13日，课题正式进入定义阶段。在明确了品质要害点（CTQ）后，成立了项目组，确定项目的目标和范围,以及为改善活动确立时间计划表。

1.课题选择

异物的不良发生率在企业里一直居高不下，每月因异物堵孔导致的修理费用近50万元之多。在2002年1月5日的干部会议上，总经理指出2002年是向异物宣战的一年，要建立起完善的异物管理系统，彻底减少管内异物，确保世界模范工厂的地位并赢得顾客的信任。

陈述课题选择的理由，说明为什么该课题被认为是重要的，以及是否获得了领导的支持，还可以从该课题同公司或部门战略的关联程度上表达。应用图表的方式能够更为直接地传递信息，有利于课题团队成员的彼此交流和向上级报告。

2.把握顾客需求

站在外部顾客和内部顾客的角度上看待问题，分析外部顾客的意见和内部顾客的意见，正确地把握顾客最关心的问题，即。

3.把握问题的水准

经统计从2001年11月至2002年1月间的三个月内的堵孔平均发生率为1.57%，修理后品质信赖度差，工程处于一种极不稳定的状态，经常出现品质事故，造成批量不良。应用排列图方法对堵孔解剖后的数据进行分析后表明，金属异物、锈、焊接异物、荧光粉、石墨是产生堵孔的最主要因素，尤其是金属毛刺，因此应强化金属部件入库品质和脱脂管理。

把握问题的水准时要观察一段期间内的历史数据，最好是最近的3~6个月的数据。应用控制图来代替传统的趋势图，既可以看出随时间的发展趋势，也可以看出该过程的受控状态。本例中应用的是单值控制图。

4.设定课题目标及范围

参照以往的历史数据，对比同行业内的其他工厂水平，团队成员们为本课题设定了一个挑战性的目标，即堵孔发生率减半，到2002年6月份计划达到0.8%，目前的基准水平为1.57%。研究范围界定为机工部品的加工工程、电子枪制造工程和封接除尘工程。

5.形成课题队

以本课题的担当黑带为首组成了一个跨职能的工作团队，界定了团队中每位成员在课题中的作用和任务。

做课题最忌讳的就是单打独斗和不能有效地集中团体的智慧，因此，对黑带来说，其项目领导能力和个人沟通技巧极为关键。团队成员一般在6～7人，业务和技能方面互补。

6.预估课题效果和制定课题计划

一个课题的解决会带来很多综合性的效果，包括有形的和无形的效果，然而可以计算出来的有形财务效果更具有说服力，也更容易获得领导的支持。显像管发生异物性堵孔后必须经过修理，修理单价为A，年产量为B，达到预期改善目标后的发生率下降为0.77%（1.57%－0.8%），按照年计算的预估效果金额为A×B×0.77%=320万元。

最后就是利用甘特图法，为课题的各个阶段制订较为详尽的工作计划。

二、测量阶段

这个阶段是查找嫌疑犯的过程，立案后的第一件事情就是查找所有可能的线索，不放过任何蛛丝马迹。专案组的组长也就是六西格玛黑带（BB），召集了全体成员分析案情，大家把所有和这个案子相关联的事物一一罗列。

六西格玛相信的是有因即有果，这样的一个因果关系我们可以用数学上的函数模型来表达，即Y=F（X），每一个课题总能归结为一个的简单方程：Y=f（X1，X2，…，Xk），测量阶段所要寻找的就是这一个个的X，我们也把它称为原因变量或输入变量，而Y则称为结果变量或输出变量。大家运用头脑风暴法畅所欲言，如果可能性低或关联性不大会在后续的过程中利用经验和证据将它排除掉，但前提是你必须先把它列入你的排查和搜索范围。

课题进入到测量阶段，主要进行三件事情，第一是明确关键的输入和输出变量，第二是进行基础测量系统的研究，也就是验证一下你所得到的数据可靠性如何，第三是对短期工程能力的分析研究，其中最重要的工作就是筛选出对结果Y起决定作用的X’s，为后续在分析阶段进一步分析X和Y之间的关系并建立数学模型F提供输入。

1.测量Y及其工程能力

六西格玛课题的Y就是我们要研究和解决的问题，也就是顾客最关心的事情。在这个课题里所定义的Y就是综检Mask堵孔不良，计算公式是：

Y（综检Mask堵孔不良）=（综检堵孔不良数/综检作业数）×100%

然后根据公式定义小y（y1、y2……），它是构成大Y的缺陷分类，不是产生结果Y的原因X。对缺陷的分类定义，甚至在必要的时候还要用图示说明，以统一对缺陷定义的一致性。在此课题里Y=y1+y2+y3+y4+y5+y6+y7+y8，其中分类是这样的：

y1：金属异物堵孔；y2：黑化皮膜堵孔；y3：焊接异物堵孔；y4：燃烧类异物堵孔；y5：AL膜堵孔；y6：GLASS碎片堵孔；y7：荧光粉堵孔；y8：电子枪异物堵孔。

初学者最难以区分的就是X和Y。据统计，40%以上的课题失败是因为一开始就没有选择好课题以及清楚明确地对Y进行定义。

按照设定的管理规格计算出Y的工程能力Cpk=-0.51，表明现在的工程能力远不能满足客户需求。

2.测量系统分析

但是，我们对于问题现状的把握数据可靠吗？万一出现错误，如同将自杀被判断成他杀，这将直接导致我们的行动失误，因此必须经过检验。

4月14日课题组准备了10个测试样本，这10个样本中既有良品也有不良品，然后安排4个检验员进行判断，每人测量3次。根据判断结果的一致性来确定测量系统的可靠性，分析结论是，该测量系统稳定可靠，误差水平可以接受。

在进行测量系统分析的时候，一定要注意随机化和盲测，即10个样本不能让被测试者注意到明显的识别方式以确保随机，每一次测试前都要打乱顺序，随机抽取；第二不要让被测试者在一次测试内重复检测同一样本，而是在一次测完10个样本后换另外一个被测试者。

3.发掘并筛选潜在的原因变量

从哪些方面寻找破案线索或原因变量呢？工程绘图是个好方法。按照课题选定的流程范围，从人机料法环测（即5M1E）等几个方面，罗列出所有可能的影响因子，然后进行筛选。

案情迷茫，线索重重，从哪儿开始调查？哪一条线索更有价值呢？六西格玛提供了几个简单有效的筛选和评价工具，可以帮助我们把有限的资源和精力集中在最容易产生突破效果的线索上。在这个课题中首先应用了因果矩阵法，紧接着应用了失败模式影响法对所有潜在的原因变量进行筛选，从而缩小包围圈，快速聚焦于核心因子（犯罪嫌疑人）。

筛选出比较重要的输入变量为脱脂液污染度、脱脂时间、B/P除尘喷嘴污染度、脱脂U/S强度、B/P除尘AIR压力、B/P除尘U/S强度等共计18个因子。

因果矩阵的左边两列输入的是来自于工程绘图选定的工艺流程及其输入变量（流程的关键工艺），横排的关键输出列出的是顾客最关心的小Y，最顶端的一行是评价小y对顾客的重要度（从1～10评分），其重要度的评价不能随意，要参考定义阶段的排列图表现并经过团队的综合评价后给出。交叉格内的数字表达的是工程输入变量对于关键输出变量的影响度，判分标准为（0，1，3，9），影响度很大，给9分，影响度低则给1分，没有影响给0分。比如脱脂黑化流程中脱脂液污染与金属异物堵孔的影响程度为9。最右列的合计数字是每个输入变量的影响度乘以对应关键输出变量的重要度之和。经过电脑EXCEL表格运算后，按照合计分值的大小重新排序。通常选择排在前10～15位的因子为第一次的筛选结果。这些因子随后被作为了失败模式影响分析的输入而进行第二次筛选。

2002年2月20日，课题组的成员对前期的工作进行回顾，听完课题黑带的项目进展报告后，由黑带主持进行第一次的潜在失败模式影响分析。经过分析研究，对于一些能够立即改善的事项拟定出对策和改善期限后各自分头实施。

经过一段时间的改善和巩固后，课题组成员再次聚集在一起进行失败模式影响分析，根据风险优先数的排序结果，筛选出如下5个最重要的原因变量。这就好比破案根据线索找出具体的目标嫌疑人：

X1=黑化炉温度

X2=B/P除尘喷嘴转速RPM

X3=MASK焊接压力

X4=B/P除尘U/S强度

X5=脱脂U/S强度

三、分析阶段

课题进展到现在，已经筛选出来5个关键的输入变量，它们是如何对结果产生影响的呢？首先需要分析嫌疑犯的犯罪经过。进入到分析阶段，主要是搜集数据，了解潜在的原因变量对结果是如何发生作用的。在这一阶段应用了不少的统计工具，如假设检验等工具尽管复杂，但是Minitab软件可以帮助我们很轻松地实现。

1.多变量的主效果分析

法律尊重事实，六西格玛用数据说话。为了有效地收集数据，课题组成员重新设计了数据收集表格，按照日期、机种、黑化炉温度、焊接压力、B/P除尘U/S强度、B/P除尘喷嘴转速RPM等因素进行层别和记录，将收集来数据输入Minitab的分析工具表中，应用主效果分析图表明：黑化炉温度、荫罩焊接压力、B/P除尘U/S强度、B/P喷嘴转速RPM对堵孔率似乎有比较明显的影响，但仍需应用统计分析方法确认数据的信赖性。

2.统计分析中的假设检验

统计分析方法可以最大限度地减少主观判断的不确定性，或者说将主观判断的风险降到最低限度。例如嫌疑犯是否真的有罪？假设检验就是在没有确定的证据之前假设罪犯是无辜的，这叫做疑罪从无，建立假设后寻找证据支持或假设。如果不是这样，则将会产生个人的主观臆断，或者说你相信他有罪，你的主观意识中就会去寻找一切支持他有罪的证据，这叫做有罪推定。

本课题针对在测量阶段确定的5个关键输入变量逐一进行分析，从统计信赖性上验证其对结果的影响，并实施改善。

例如，课题组安排了3名倒班员工记录在自然状态下的黑化炉温度和荫罩堵孔发生率状况，然后建立假设和分析。应用工程能力分析法，可以看出黑化炉的温度对结果的影响较大，Cpk只有0.07，经研究后采取了如下三条主要措施：

1)预热区间加热器增加，增大加热功率，保证加热能力。

2)脱脂干燥区间延长，改善干燥状态，同时提高部件入炉前温度。

3)黑化炉保温系统保全，减少炉内热量散失。

改善后工程能力提高到了0.57。同样的分析方法被应用于关键因子X2、X3和X4的分析及改善上。经过多次改善后，工程的稳定性良好，自5月份中期荫罩堵孔发生率接近1%。

四、改善阶段

找出了犯罪嫌疑人，但是对于团伙作案他们之间是什么样的关系我们必须明确，这样才能找出主犯和从犯。在这个课题中，有影响的关键因子X已经确定了，那么如方程式Y=F（X）中的X取什么值才能使得Y有最佳的表现？多个因子X之间又往往互相影响，应用实验计划法就是为了在复杂的交互作用条件下寻求关键因子的最佳取值。本课题中，应用响应表面法（RSM）分析B/P除尘强度、B/P喷嘴转速得出保证效果的最佳条件为，B/P除尘强度：26±4G；B/P喷嘴转速：34±3RPM。

五、控制阶段

这一阶段是维持管理的阶段，拟定控制计划（Control Plan），实施日常管理，将课程全阶段的研究成果纳入公司的标准管理体系，应用标准来稳定和固化前期的改善成果，并检验课题的效果。

自实施改善以来，堵孔发生率逐月下降，6月份以后的平均值为0.79%，达到了课题开始之前设定的目标。Y的工程能力也提高到了1.0。

【实施效果】该课题完成后，经过六西格玛推进委员的财务效果分析师（FEA）进行验证，达到了课题目标，按年间效果金额进行计算，可为公司节约费用310万元，同时，本课题被集团公司评为二等奖，其他工厂也纷纷前来取经。

六西格玛虽然应用了大量的统计学原理，但是学习六西格玛完全不同于学习统计学，更多的时候，你只要知道如何按照规定的格式要求把相应的数据输入电脑，能够读懂结果和进行判断就足矣，一旦陷入统计学的迷宫往往就会偏离你解决问题的方向。当然，拥有深厚的统计理论基础，对于知其所以然并判断数据的信赖性有很大的帮助。

六西格玛管理法在解决问题的过程中应用了很多工具，如排列图、鱼骨图、失败模式影响分析（FMEA）、质量功能展开（QFD）、流程图、统计过程控制（SPC）等，初学者也容易陷入迷茫，误以为六西格玛就是各项新旧管理工具的集合应用，该用不该用的地方都在滥用，反而忽略了使用该工具的目的和需要解决问题的方向。六西格玛管理法是一种问题解决方法论，这种方法被称为DMAIC法，即定义、测量、分析、改善和控制，六西格玛管理法将各种工具用一种逻辑关联方式有机地结合在了一起，定义阶段确定要做的事是正确的，MAIC阶段确定用正确的方法做事，因而能够快速地逼近问题的解决方案。

作者简介：曹晓峰，天津艾诺维特企业管理咨询有限公司首席管理顾问