浙江大学MBA运作管理讲义6西格玛6sigma概述

1、冯毅 博士浙江大学管理学院Take Six Sigma or this organization is not for you. 接受6-西格玛 不然这个企业不适合你。 - Jack Welch (GE, CEO)91110 = xNMean 假设我们的生产过程中其中一个工序是将金属材料切割成每个长度为10mm的产品。当我们完成切割1000个产品后，测量每个产品的长度，并将测量结果以直方图形式表达，我们将会得到下列结果：91110Sigma (标准偏差) = ( - x)2N - 10.1350%0.1350%-4-3-2-1+1+2+3+499.73%68.26%0.1350%2.145%1

2、3.59%34.13% 34.13%13.59%2.145%0.1350%正态分布 规格上限规格上限目标目标规格下限规格下限0.001ppm 不良率0.001ppm 不良率 1 2 3 4 5 6 6 Sigma过程过程1 Some Chance of Failure3 332 0.135% 不良率0.135% 不良率3 Sigma过程过程 ppm: 每百万次中的缺陷数1 332 0.135% 不良率1 332 0.135% 不良率 规格上限规格上限Some Chance of Failure目标目标规格下限规格下限0.135% 不良率3 Sigma过程过程 1.5 漂移漂移 6.68% 不良

3、率-6-5 -4 -3 -2 -1 +1 +2 +3 +4 +5 +6 规格下限规格上限规格界限规格界限 ppm 1 sigma317300 2 sigma45500 3 sigma2700 4 sigma63 5 sigma0.57 6 sigma0.002Sigma ppm 缺陷率缺陷率2 308,538 1 in 33 66,000 1 in 154 6,210 1 in 1605 233 1 in 4,3006 3 1 in 300,00010,000XUSL/LSL: 规范上限/规范下限。客户可接受产品，服 务特性的最大值/最小值。某顾客对某产品的性能要求为Y=100.01。供应商A

4、提供的10个产品的测量数据为： 10.009 10.005 9.992 9.999 10.008 10.007 9.997 9.999 10.009 9.995供应商B提供的10个产品的测量数据为： 10.002 10.003 9.998 9.999 10.001 10.003 9.999 9.999 10.002 9.998供应商A的平均值为 10.002， 标准差为 0.00632供应商B的平均值为 10.0004，标准差为 0.002011供应商A的西格玛水平为 1.27，供应商B的西格玛水平为 4.77。供应商B的产品更接近于顾客要求的目标值。某顾客采取无仓储管理（JIT），要求 供应

5、商A提供产品的交付期为下定单后第30天， 早于30天的话，供应商A自己负责保管，每天需付额外保管费， 但最多可保管7天。供应商A的10批产品交付时间的统计数据： 29 27 25 24 29 26 23 25 30 24（天） 平均值等于26.2，标准差S=2.44。 规范限LSL=23 Z=（26.2-23）/2.44=1.37 西格玛水平仅为 1.37虽然没有早于23天或迟于30天的。但是，因为它们相对于顾客要求的目标值来说比较分散，因此过程的西格玛水平并不高。为什么考虑为什么考虑 6-西格玛西格玛方法及技术方法及技术?不使用6 Sigma的企业，质量成本通常会很高他们需要花费25%-40

6、%的效益来解决问题使用 6 Sigma的公司“通常只需要花费5%的效益来解决问题”.“GE 每年会花费80亿-120亿美元” Jack Welch (GE CEO)由于不断增加要求的监测，测试及解决问题的由于不断增加要求的监测，测试及解决问题的对策而造成质量成本升高的例子，举不胜举对策而造成质量成本升高的例子，举不胜举0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%currentfuture外部失效外部失效 顾客抱怨 产品退回 质量保障成本 维护成本预防成本 质量计划和评审 新产品评审 过程控制 老化培训数据收集和分析检测成本检测成本 来料检测 产品检测 检测设备维护内部失效

7、 报废 返工 重测 失效分析 当机 产品不合格6-Sigma 能够将质量成本降低到5% 以下突破性绩效改善突破性绩效改善超过超过30个可能的变量个可能的变量10 - 158 - 101 - 34 - 6控制控制 从从DOE DOE 过渡到过渡到 SPCSPC 控制图表控制图表 PositrolPositrol plan plan 消除控制图表消除控制图表 防止错误设计防止错误设计 多变数分析多变数分析 回归分析回归分析 全因子法全因子法 部分因子法部分因子法 使用关于使用关于DOEDOE的统计软件的统计软件 分析分析 建立运作图表建立运作图表 非自然变动性因素消除非自然变动性因素消除 过程能力

8、分析过程能力分析 失败模式及效果分析失败模式及效果分析(FMEA)(FMEA) 数据层次化数据层次化 假设检测假设检测测量测量 发展测量系统发展测量系统 测量系统评估测量系统评估 GR&RGR&R方法方法 基础评估调查过程基础评估调查过程 实验计划法协助测量能力改善实验计划法协助测量能力改善 DMAICDMAIC模型介绍模型介绍 6 Sigma6 Sigma模拟练习模拟练习 客户评估客户评估 Process mappingProcess mapping Sigma Sigma 绩效衡量绩效衡量 响应变量确认响应变量确认6-sigma 将提供有效的持续改善技术，成为企业重要的竞争

9、力之一，其结果也将直接贡献于财务回报上系统解决方案系统解决方案为什么选择为什么选择 6 西格西格玛玛?不良率改善30%改善50%或 周期时间改善20%改善25%或 生产效力改善10%改善15% 每个项目第一波成熟时通常一个项目由1个黑带人员和2-5个绿带人员负责. 每一个项目一般需要3-5个月.以往的经验（Motorola, GE, Seagate, ）每个6-Sigma 项目会取得价值HK$8001200k 的经济效益每一个黑带资格人员可以管理4-6个6-Sigma 项目在第一阶段中，有15个黑带人员受训，每个黑带人员负责一个项目. 平均会有至少9个项目成功0.010.11101001000

10、1000010000010000000123456786-Sigma 等级6-Sigma 等级ppm1990年大多数公司6-Sigma 目标民航失事率 (0.43 ppm)2000年大部分电子产业2到3个Sigma项目 = 5倍改善3到4个 Sigma项目= 10倍改善4到5个 Sigma项目= 27倍改善5到6个 Sigma项目 = 70倍改善行李失误率 顾客满意顾客满意费用费用服务服务系统系统管理管理交付交付质量质量持续改进运转运转 周期周期 6 Sigma 管理层的承诺与一致管理层的承诺与一致全体管理团队的共识全体管理团队的共识 资源和管理活动的重点放在关键的顾客要求上，准确地识别顾客的

11、关键要求（Critical to Quality-CTQ）。“关键顾客要求”不仅仅局限在产品的性能与可靠性指标上，它们还包括服务特征与要求、交付特性与要求以及价格等等。体现了顾客对质量、成本、周期的全面期望。 戴明博士“十四项法则”指出： “85%以上的质量问题和浪费是由系统原因造成的，只有15%是由岗位上的问题造成的”。很多问题长期得不到很好的解决，并不是不具备技术上的能力和条件，而是管理上的不协调。大量的改进机会正是在这种横向过程的改进之中 。 数据是测量的结果，也是分析和决策的依据。“改进一个流程所需要的所有信息都包含在各种数据中，解决问题要靠科学方法。” Ken Meyer (GE 航

12、空发动机公司副总裁) 通过流程的优化实现组织竞争力的提高是 6西格玛管理的核心理念。“我们现在的质量水平很低，达到3西格玛水平都很困难。实现6西格玛质量，对我们来说是不现实的。”其实这是对6西格玛管理的误解，6西格玛质量目标的实现是靠流程的不断优化，而不是靠严格检验把关。在6西格玛管理中，不断寻求的是提高流程能力的机会。 大师级黑带大师级黑带 Master Black Belt - 黑带和高级管理层顾问黑带和高级管理层顾问 绿带绿带 Green Belt黑带黑带 Black Belt - - 团队成员与实施者团队成员与实施者 - - 团队领导与统计顾问团队领导与统计顾问 - 6- 6西格玛方法

13、的实践者西格玛方法的实践者 - 领导项目团队领导项目团队 - 企业文化变革的中坚力量企业文化变革的中坚力量 6西格玛管理不仅是理念，同时也是一套业绩突破的方法。一个完整的6西格玛项目应完成下列过程 - 定义 Define - 测量 Measure - 分析 Analyse - 改进 Improve - 控制 Control 这套方法就是 DMAIC 界定机遇界定机遇(Define)1.1 找出、排序并选择改进机遇。 1.2 制定项目团队宪章1.3 组建有效的团队1.4 明确顾客及顾客需求 1.5 界定待改进的过程并绘图 测量业绩测量业绩(Measure)2.1 确定测量的内容 2.2 对测量进

14、行管理2.3 认识波动 2.4 评估测量系统2.5 确定过程业绩表现 分析机遇分析机遇(Analyze)3.1 找出潜在的根本原因 3.2 进行失败模式及效果分析 (FMEA)3.3 实施对比法 3.4 进行波动源（SOV）研究3.5 进行相关性分析 改进业绩改进业绩(Improve)4.1 提出解决方案 4.2 解决方案的排序与选择 控制业绩控制业绩(Control)5.1 制订控制计划5.2 实施过程控制系统 改进仅有经验 - 没有数据 数据采集 - 看看数据 整合数据 - 图, 表 描述统计 - 平均值, 方差特征统计 - Cp/Cpk, 曲/直线拟合控制统计 - SPC控制图预测统计

15、- 变量分析,实验设计线性或多元回归 步骤流程步骤流程为什么为什么?对可能改进的机会优先排续组建团队流程梳理确定过程主要特征 进行测量系统的研究（GR&R） 合格?改进的测量系统 进行工艺能力研究 稳定&可靠?优化控制 实施完全流程控制 标准化,制度化什么什么?关键性业务问题组建跨职能团队梳理流程 (现状)确定主要产品, 流程及机器参数量化测量错误评估流程稳定性并预测流程平均值及变异比较流程性能及客户需求确定因果关系实施预防步骤以保证流程的稳定与高效实施最佳的方案及标准资源平衡扩展知识及创造力拿到看得见的流程图使用80/20原则(80%的行为由20%的参数控制)核实测量的变异少

16、于流程或规格变异的10%.核实流程是否稳定预测流程的平均值/变量对比规格与实际运作发现重要变量保证积极的可预防的思维得到实施保证流程的可监控性从最开始就安排C/A步骤实施以学到的最佳方案 Exceeding CustomerExpectationsSix Steps toSix SigmaProblemSolvingStrategiesand ToolsContinuousImprovementCurriculum(CIC)Weight: REWORKED PARTS0100200300400500600CountBCGEDAFMLHIKNJOSOURCEPareto Chart-2-1012

17、345Chipsize (mils)7213549637791Avg=0.82LCL=-1.51UCL=3.15Individual Measurement of Chipsize (mils)012345Chipsize (mils)7213549637791Avg=0.88LCLUCL=2.86Moving Range of Chipsize (mils)Control ChartThickness0.480.490.50.510.520.53405406Line No.All PairsTukey-Kramer 0.05Oneway Analysis of Thickness By Li

18、ne No.RESPONSE5678910111213141 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596Part123412341234CassetteBobFrankJanetOperatorVariability Chart for RESPONSEWeig

19、ht: REWORKED PARTS0100200300400500600CountBCGEDAFMLHIKNJOSOURCEPareto ChartScreening Fit2nd HarmonicSummary of FitRSquareRSquare AdjRoot Mean Square ErrorMean of ResponseObserv ations (or Sum Wgts)0.8113030.6697814.242256-30.7881 15Analy sis of VarianceLack of FitParameter EstimatesEf fect T estResp

20、onse Surf aceInsertion 360M hzSummary of FitRSquareRSquare AdjRoot Mean Square ErrorMean of ResponseObserv ations (or Sum Wgts)0.6714360.4250130.414974 -0.9236 15Analy sis of VarianceLack of FitParameter EstimatesEf fect T estResponse Surf aceReturn loss 360MhzSummary of FitRSquareRSquare AdjRoot Me

21、an Square ErrorMean of ResponseObserv ations (or Sum Wgts)0.7859330.6253833.830314-13.8293 15Analy sis of VarianceLack of FitParameter EstimatesEf fect T estResponse Surf aceContour Prof ilerHorizVertFactorC709L660C710Current X 2.715.91632111.984906Grid Density10 x 10Update ModeImmediateResponse2nd

22、HarmonicInsertion 360M hReturn loss 360Contour-36.38759-0.598651-19.93862Current Y-37.02109-0.704413 -22.0236Lo Limit ? ? ?Hi Limit -35 -0.15 -1515C7108.22nd HarmonicInsertion 360M hReturn loss 3602.2C7092.70C709C7102nd Harmonic0C709C710Insertion 360M h0C709C710Return loss 360Thickness0.480.490.50.5

23、10.520.53405406Line No.All PairsTukey-Kramer 0.05Oneway Analysis of Thickness By Line No.Weight: REWORKED PARTS0100200300400500600CountBCGEDAFMLHIKNJOSOURCEPareto Chart图表的图表的探测地探测地交互式的交互式的多项比较多项比较度量系统分析度量系统分析质量控制质量控制实验设计和实验设计和 最优化最优化确认问题收集数据分析数据解释数据汇报分析提出建议实施行动监察和控制n Motorola 1987n Texas Instrument

24、1988n ABB (Asea Brown Boveri) 1993n Allied Signal 1994n General Electric 1995n Kodak 1995n Siemens 1997n Nokia 1997n Sony 1997 - 30+ 320+750+1600 1996199719981999 (Est)$0$300$600$900$1200$1500$1800$2100$2400$2700$3000$200$170$380$700$450$1200$500$2100成本利润(资料来源:GE 1998 年年报）单位；百万美元1987制定制定1992 应达到的西格玛

25、目标应达到的西格玛目标1988 马称科姆马称科姆鲍德里奇全美质量大奖鲍德里奇全美质量大奖1990 在全公司开展在全公司开展“顾客完全满意小组过程顾客完全满意小组过程”和和“黑带计划黑带计划”1992 每两年减少缺陷十倍，每五年一个周期。每两年减少缺陷十倍，每五年一个周期。1997 五个五个“9”：系统可用性。：系统可用性。1999 公司革新公司革新 2000 行为准则，优秀业绩和平衡记分卡行为准则，优秀业绩和平衡记分卡2001 “黑带黑带”创意加速创意加速2002 第二次鲍德里奇全美质量大奖第二次鲍德里奇全美质量大奖摩托罗拉公司与摩托罗拉公司与6-西格码西格码 - 绩效绩效n平均每年生产力提高

26、 12.3% n降低品质不良成本超过 84% n消除99.7%制程不良n节省制造成本超过110亿美金n实现综合收益增长平均每年17%n客户满意度客户满意度n客户评核成绩n准时出货率n售价/成本下降率n产品的一致性（质量）产品的一致性（质量）n最终QA检查站不良率n可靠度指标n流程能力指数: Cp/Cpkn新产品设计新产品设计n开发周期n投入生产时质量水平n产品成本下降率n生产运作成本降低生产运作成本降低n生产效率n运转周期降低n消除现场检验项目增加市场份额增加市场份额财务结果财务结果降低单位成本降低单位成本财务财务DMAIC 工具工具黑带组织黑带组织生产生产 Cp/Cpk改善改善DFSS 工具

27、工具能力能力准时交货准时交货客户稽核客户稽核价格降低价格降低客户不满意率降低客户不满意率降低客户客户移除检验工序移除检验工序运转周期降低运转周期降低6-Sigma设计设计制造效率制造效率过程过程6-Sigma流程能力流程能力全面了解6 6 西格玛西格玛 文化 6建立6西格玛基础设施黑带计划实施公司培训准备阶段实施阶段策划阶段确定关键绩效指标高阶管理人员培训6-西格玛领导工作培训 黑带培训检讨实施实施相关重要项目取得突破性进展成功整合黑带人员能力是企业运营竞争力的关键成功因素建立6 西格玛组织继续为企业培训资源，并导入至突破性的改善项目中在现场实施现况与6-西格玛系统的差异分析，包含人员解决问题

28、的能力，西格玛水平，制程能力，测量系统能力.等从从4西格玛到西格玛到6西格玛西格玛两年（针对一个产品）两年（针对一个产品）建立数据记录及跟踪系统建立数据记录及跟踪系统 格式，数据库及条形码跟踪系统 无纸化信息LANTPM 和和 SPC 空余部件，固定设备 生产维护管理 机器零件库存跟踪数据库工艺描述工艺描述 通过设备，家族模式，缺陷模式工艺最优化工艺最优化 通过主要的机器设备 通过提高CpK 项目供应商能力的提高供应商能力的提高 与与关键供应商的信息系统连接 更换一些表现不佳的供应商(0.6 sigma )(0.3 sigma )(0.5 sigma )(0.4 sigma )(0.2 sigma ) DMAIC 流程相对PDCA 循环模式而言更加清晰， 工具、方法与所解决的问题联系更