“6 Sigma”品質管理的研究

2019-11-17 04:44:22

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在不少公司取得ISO 9000品質保證的同時，在品質保證發展上，近年提出了“6 Sigma”的品質治理。不少跨國性企業已采用這品質治理概念，并要求他們的供給商提供此種保證。根據“Publishing Weekly”報導，美國印刷業于昨午已開了一個有關的會議。一些大型印刷公司，譬如RR.Ronaldley等已作有關的嘗試，相信這風氣在未來兩年勢必影響本港。一、“6 Sigma”的歷史在70年代，Motorola面對日本嚴重的挑戰，其主席Bob galvin決定在品質上改善，來迎戰日本高品質的挑戰。在1981年，他要求其產品必須在五年內有10倍的改善。于1987年，Motorola建立了“6 Sigma”的概念，基于統計學上的原理，“6 Sigma”代表著品質合格率達99.9997%或以上。換句話說，每一百萬件產品只有3.4件次品，這是非常接近“零缺點”的要求?！? Sigma”計劃要求不斷改善產品、品質和服務，他們制定了目標、工具和方法來達到目標和客戶完全滿足（Total Customer Satisfaction）的要求。在過程上他們提供了黑帶（Black Belt）和綠帶（Green Belt）的有經驗工程人員和顧問推行整個計劃，并成為品質改善的先鋒。Motorola的“七步驟方法”（Seven Step Method），“不斷改善”（Continuous ImPRovement）和客戶完全滿足（Total Customer Satisfaction）都是取材自TQM（全面優質治理概念）。他們提出新設計文化，簡化生產步驟，采用機械臂、通用網絡等來達到他們5“九”（99.999%)品質要求。1989年，Motorola更成功取得“Motorola Baldnige National Quality Award”獎項。1989年，Bob Galvin又提出另一個十倍品質改善的要求，并于1991年完成。自1981年起，Motorola已錄得1000倍（1000∶1）的品質改善。其他公司，譬如Boeing,Caterpllar,Corning,General Electric,Digital Equipment和IBM等公司都采用“6 Sigma”方法去改善品質。

Motorola其中一個成就就是把以前“3 Sigma”（合格率為99.73%）的品質要求提高至“6 Sigma”。他們把傳統合格率百分比的要求改變為百萬分比或億萬分比。二、何謂“6 Sigma”1. Sigma的解釋“Sigma”的定義是根據俄國數學家P.L.Chebyshtv(1821-1894）的理論形成。根據他的計算，假如有68%的合格率，便是±1 Sigma(或Standard Steviation)，±2 Sigma有95%的合格率，而±3 Sigma便達至99.73%的合格率。在70年代，產品假如達到2 Sigma便達到標準。但在80年代，品質要求已提升至3 Sigma。這就是說產品的合格率已達到99.73%的水平，只有0.27%為次貨。又或者解釋為每一千貨產品只有2.7件為次品。很多人以為產品達至此水平已非常美滿?？墒?，根據Evans和Lindsay一書提出，假如產品達到99.73%合格率的話，以下事件便會繼續在美國發生：——每年有20000次配錯藥事件

——每年有超過15000嬰兒出生時會被拋落地上

——每年平均有9小時沒有水、電、暖氣供給

——每星期有500宗做錯手術事件

——每小時有2000封信郵寄錯誤雖然合格率已達到99.73%的水平，但相信各位讀者對以上品質要求并不滿足。所以有很多公司已要求“6 sigma”的品質治理。就是說其品質要求是“3 sigma”的一倍。其合格率為99.99966%(Motorola所謂的5“九”了），每一百萬種產品中只有3.4件是次品（非常接近零缺點要求）。相比之下，3 sigma容許在1百萬件產品中有2700件次品。事實上，日本已把“6 sigma”成為他們品質要求的指標。2. “6 sigma”的計算方法其實“6 sigma”是有別于1920年代Bell研究所的研究員Walter A Shewhart發展的“品質管制表”的概念[注解1]。它是根據（Cp)Process Capability Index而定出其關系的。Cp=(UCL-LCL)/6 sigma

假如Cp＜1就代表未能達到指標

Cp=1已達到3 sigma的要求

Cp＞2代表已超過3 Sigma的要求但是假如要達到6 Sigma，Cp必然達到2[注解2]。其實，根據“The Six Sigma Way”一書[注解3]的公式，可以很簡單便算出其結果。

（次品的數目÷總次品的機會）×106=PPM（Parts Per Million)或DPMO（Defection Per Million Opportunities)

總次品機會=總檢查數目×每件產品潛在次品機會根據PPM的結果，在換算表中便可得知是否已達到“6 sigma”的要求。合格率Yield(%) 次品于一百萬分之機會

DPMO(Defect per Million Opportunities) Sigma 流行年代Quality Standards accepted in Periods6.68 933200 0

8.455 915450 0.125

10.56 894400 0.25

13.03 869700 0.375

15.87 841300 0.5

19.08 809200 0.625

22.66 773400 0.75

26.595 734050 0.875

30.85 691500 1

35.435 645650 1.125

40.13 598700 1.25

45.025 549750 1.375

50 500000 1.5

54.975 450250 1.625

59.87 401300 1.75

64.565 354350 1.875

69.15 308500 2 1970s

73.405 265950 2.125

77.34 226600 2.25

80.92 190800 2.375

84.13 158700 2.5

86.97 130300 2.625

89.44 105600 2.75

91.545 84550 2.875

93.32 66800 3 1980s

94.79 52100 3.125

95.99 40100 3.25

96.96 30400 3.375

97.73 22700 3.5

98.32 16800 3.625

98.78 12200 3.75

99.12 8800 3.875

99.38 6200 4 Early 1990s

99.565 4350 4.125

99.7 3000 4.25

99.795 2050 4.375

99.87 1300 4.5

99.91 900 4.625

99.94 600 4.75

99.96 400 4.875

99.977 230 5 Mid 1990s

99.982 180 5.125

99.987 130 5.25

99.992 80 5.375

99.997 30 5.5

99.99767 23.35 5.625

99.99833 16.7 5.75

99.999 10.05 5.875

99.99966 3.4 6 2000s
三、品質改善的發展一九二○年代，Bell研究所的研究員，Walter A.Shewhart根據統計學方法發展出“品質管制表”（Control Chart）的概念。他的同事，W.Edwards Deming把此方法在戰后的日本發揚光大，從而制定了日本產品商品質要求的路向。五十年代便發展了AQL（Acceptable Quality Level),AOQL（Average Outgoing Quality Level)和LTPD（Lot Tolerance Percent Defective）等方法。六十年代，由于蘇聯在太空發展上較美國成功，美國國防部提出“零缺點”的治理要求。他們以為假如工人能保證生產可達到零缺點，品質便有保證。一九八七年，影響各行各業的ISO 9000出現。在品質治理上，它是一個很好的制度?？墒牵@些文件治理只產生官僚化現象。這制度只可以保證現有品質要求，但在產品不斷改善（Continuous Improvement)方面，并沒有什么貢獻。其實在八十年代至九十年代，亦倡行全面優質治理方法（Total Quality Management)，其方法是不斷改善品質，以達到零缺點的夢想。在西文國家，有幾位品質治理專家對國際品質治理有異常重大的影響，其中佼佼者有戴明（W.Edward Deming)、朱蘭（Joseph H.Juran)、哥斯比（Philip Crosby）等。過去十多年來，西文國家的大企業若考慮推行品質改善計劃，差不多都一定會參考這些大師的著作，甚至聘請他們為顧問。非凡在日本，Deming和Juran綿有異常崇高的地位，以Deming為名的“Deming Award”（戴明品質獎），至今仍是日本品質治理的最高榮譽。可是，當時Juran提出的品質成本曲線理論（Cost of Quality），在八十年代已備受挑戰。他以為當品質改善至某一程度時，就算再大量增加資源改善，其效果是不明顯的。所以所謂零缺點是不切實際的理想。當時亦流行當品質達到某一范圍，便算合格。其理論正如射龍門一樣，若足球射在方格內，便取得一分。由于科技進步，各類儀器能夠取代人手，發揮防止次品出現的機會。一個突破性的品質成本曲線出現。假如在預防和檢定增加資源方面，“零缺點”理想是可以達到的。再加上當時日本一位品質治理專家Taguchi推翻射龍門的品質要求理論，他提出產品品質要在某一點的中線位置，高于或低于此點便代表成本上升（檢查、測試、翻工等），并代表增加客人的不滿（見圖三）。其他品質治理專家，如Ishikawa,Kaizen等都抱著同一理念。在品質理論上，當時的品質治理大師都以為通過品質圈（Quality Circles），品質控制及保證和各級員工練習和參與等，便能達到“全面優質治理”的效果。經過十多年的努力，除了Xerox的例子比較突出外，其成就并不顯著，考其原因，正如Peter S.Pande在“The Six Sigma Way”一書提出注解4，“全面優質治理”概念缺乏有經驗的治理層由上而下推行。最致命的是缺乏明確目標來推行，他們不知道怎樣才能達到目標。所以很多時候他們定位錯誤，引致浪費資源?！叭鎯炠|治理”的努力并不是白費的，Motorola在一九八七年提出的“Six Sigma”品質治理方法，是建基于“全面優質治理”并加以改善。他們“不斷改善”（Continuous Improvement）,七步驟方法（Seven Step Method）和客戶完全滿足（Total Customer Satisfaction)等都是取材自“全面優質治理”（TQM）概念。Motorola在口號上加上“6 sigma”的產品要求目標，并利用黑帶（Black Belt）的有經驗治理人員來推行。Motorola和General Electric便是典型的成功例子，亦引發其他公司學習。與此同時，不少有關“6 sigma”的書本、文章在互聯網上出現。再加上不少品質顧問公司宣揚及提供“6 sigma”治理的服務，可謂百花齊放，一時無倆?？墒?，“6 sigma”的成功亦引來不少敵人，如Thomas Pyzdek的“Motorola's Six Sigma Program”注解5和Arthur M.Schneiderman的“Question:When is Six Sigma not Six Sigma/Answer:When it's the Six Sigma Metric!!”注解6一文都質疑Motorola在統計學上的偏差。根據他們的計算，6Sigma代表每一億個產品只有2個次品。Motorola所謂的6 Sigma可能只達到4.5 Sigma而已。在本質改善方面，6 Sigma并不代表終極，8 Sigma、10 Sigma、12 Sigma會繼續出現，根據Arthur M.Schneiderman的說法，當達到10 Sigma時，以Motorola的方法，便和正確的方法有1000倍的偏差。再者，他又質疑厘定品質要求的標準是否合理。在生產成本節省上，亦代表產品開發和品質檢定的成本增加，他們是否取得平稀奇呢？他認為所謂“6 Sigma”其實只是口號，其中心還是“全面優質治理方法（Total Quality Management）”。再者，Keki R.Bhote，曾在Motorola推行6 Sigma計劃擔任高級顧問一職，在他的“World Class Quality”一書中指出Motorola提供的只是嬰孩形的“6 Sigma”（Baby Six Sigma-“The Little Q”），他以為他提出的“最終極6 Sigma”(The Ultimate Sigma-“The Big Q”)最為有效。他提議的“實驗議計”（Design of EXPeriments-DDE）和“十個最有效工具”（The Ten Powerful Tool for the 21st Century）注解7最能達致世界級的品質治理要求。四、小結在品質改善道路上，各家學說理論可謂五花八門，百花齊放，其目的是“不斷改善”（Continuous Improvement），以達“零缺點”水平。可是，希望各位讀者不要被前文的圖表和計算方法嚇倒。前文所說，只是印證品質治理發展和“6 Sigma”的定義。假如能夠達到“零缺點”和“優質治理”，其計算方法和前文提供的可謂風馬牛不相及，希望各位讀者不要本末倒置，花費時間在以上的統計。老實說，“6 Sigma”只是其口號，假如達到“6 Sigma”或“零缺點”才是其精神所在。雖然現在有很多顧問公司都以“6 Sigma”為口號，提倡品質改善服務，可是，其內容五花八門，各師各法，與ISO9000的嚴格要求完全不一樣。總括而言，他們都以全面優質治理（Total Quality Management）為基石，并結合各品治理論專家的成果，從而制定他們的方法。譬如Peter S.Pande一書著重員工的練習，但是KeKi R.Bhote一書著重各類統計方法監察和鑒定產品便是極端的例子。
無論如何，Motorola“6 Sigma”是利用“七步驟方法”（Seven-Step Method）才成功。老實說，“七步驟方法”并不是什么驚天動地的新發明，它只是“全面優質治理”（Total Quality Management）的一個方法。再結合Walter Shewhart的PDCA周期“Plan（計劃）-Do(實行）-Check（檢查）-Act(制定）”，便成為“不斷改善”(Continuous Improvement)的目標。當然，Motorola在“七步驟方法”上會加上“團隊精神”，“由上至下推行方法”，“6 Sigma口號”，和各“品質檢定”等方法，才能成功。注解：其方法是把收集的樣本取得中線（p)：p=樣本的中線；∑X=所有樣本的平均數；K=樣本的總數

在P表上，我們再加上上限（UCL）和下限（LCL）。然后把生產樣本定期放進表內，檢查他們是否超出所定范圍，來決定他們是否達到品質要求。

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