（企业管理专业论文）质量管理过程中评量测量系统的探索与实践.pdf

内容摘要 在产业领域的质量管理中，数据的使用是极其频繁和相当广泛的，产品质量管理的成 败与收益在很大程度上决定于所使用数据的质量，所有质量管理中应用的统计方法都是以 数据为基础建立起来的。为了获得高质量的数据，必须要建立一个可用、高效、可靠的测 量系统( m e a s u r e m e n ts y s t e m ) 。测量系统是保证组织有效运行的一个基础性环节，测量系 统( 包括测量设备和测量过程) 的质量不仅直接影响到产品或服务的质量，还影响到环境管 理体系，职业安全与健康管理体系等的运行。 最终能够导致管理实施或改进的准确。因此， 适用性。 只有测量系统的准确才能保证判断的准确， 笔者认为管理者应该首先要确认测量系统的 对测量系统的研究始于e a g l ea r 和g r u b b sf e 等人从统计角度对测量误差的 研究。1 9 7 2 年，m a n d e lj 提出测量系统分析的重复性和再现性( r e p e a t a b i 1it y r e p r o d u c i b i l i t y ，简称r r ) 的概念和计算方法。九十年代以来，学术界和企业界都对 测量系统分析表现了极大的兴趣。不过国内的研究多是集中于质量工程管理。从统计学的 角度来说其方法原理还不够系统全面，结合m i n it a b 软件的应用研究比较少。本文在前人 研究的基础上，以此为研究的出发点，探求一些可评量测量系统的方法，主要为以下几个 方面的内容： ( 1 ) 介绍世界先进的管理手段六西格玛、g r r 和m i n it a b 等； ( 2 ) 运用统计理论模型系统地分析了测量系统的统计特性和方法原理； ( 3 ) m i n i t a b 软件以及笔者创新的g r r 便捷量表的使用方法； ( 4 ) 结合典型案例进行分析。 关键词：质量管理测量系统川n i t a b 软件g r r a b s t r a c t i nt h ei n d u s t r i a ld o m a i n sq u a l i t ym a n a g e m e n t ，u s i n gd a t ai se x t r e m e l yf r e q u e n ta n dq u i t e w i d e s p r e a d t h ep r o d u c tq u a l i t ym a n a g e m e n t ss u c c e s so rf a i l u r ea n dt h ei n c o m ea x ed e c i d e dt oa g r e a te x t e n ti nt h es e r v i c ed a t aq u a l i t y i na l lq u a l i t ym a n a g e m e n t s ，t h ea p p l i c a t i o no fs t a t i s t i c a l m e t h o di se s t a b l i s h e do i lt h eb a s eo fd a t a i no r d e rt oo b t a i nt h eh i g hg r a d ed a t a , i n t e n d e n t sm u s t e s t a b l i s ho n ea v a i l a b l e ，h i g h l ye f f e c t i v ea n dr e l i a b l em e a s u r e m e n ts y s t e m t h em e a s u r e m e n t s y s t e mi saf o u n d a t i o n a ll i n kg u a r a n t e e i n gt h eo r g a n i z a t i o n se f f e c t i v em o v e m e n t t h eq u a l i t yo f t h em e a s u r e m e n ts y s t e m ( i n c l u d i n gm e a s u r e m e n te q u i p m e n ta n dm e a s u r i n gp r o c e s s ) d o e sn o t o n l y i n f l u e n c et h e p r o d u c t o rt h es e r v i c e s q u a l i t y , b u t a l s oa f f e c t st h ee n v i r o n m e n t a l m a n a g e m e n ts y s t e ma sw e l l a st h em o v e m e n to ft h eo c c u p a t i o n a ls a f e t ya n dt h eh e a l t h m a n a g e m e n ta n ds oo n o n l yc a nt h em e a s u r e m e n ts y s t e ma c c u r a t eg u a r a n t e et h a tt h ej u d g m e n t a c c u r a t ec a nc a u s et h em a n a g e m e n ti m p l e m e n t a t i o no ri m p r o v e m e n ta c c u r a t ef i n a l l y t h e r e f o r e ， t h ea u t h o rt h o u g h tt h a tt h es u p e r i n t e n d e n ts h o u l df i r s tw a n tt oc o n f i r mm e a s u r e m e n ts y s t e m s s e r v i c e a b i l i t y i tb e g i n e di ne a g l ea ra n dg r u b b se e e ta 1 t om e a s u r e m e n ts y s t e m sr e s e a r c h ，w h i c h w a sm a i n l ya b o u tf r o ms t a t i s t i c a la n g l et om e a s u r i n ge r r o r sr e s e a r c h i n1 9 7 2 ，m a n d e lj p r o p o s e dt h ec o n c e p ta n dc o m p u t a t i o n a lm e t h o do ft h e m e a s u r e m e n ts y s t e m a n a l y s i s s d u p l i c a t i o na n dt h er e p r o d u c i b i l i t y ( c a l l e dr & r ) s i n c et h e9 0 s ，t h ea c a d e m i cc i r c l ea n dt h e b u s i n e s sc o m m u n i t yh a v ed i s p l a y e dt h ee n o r m o u si n t e r e s tt ot h em e a s u r e m e n ts y s t e ma n a l y s i s h o w e v e r , t h ed o m e s t i cr e s e a r c hm a n ym o r ec o n c e n t r a t e di nt h eq u a l i t ye n g i n e e r i n gm a n a g e m e n t i tw a sa l s oi n s u f f i c i e n tt oi t sm e t h o dp r i n c i p l es y s t e mf r o mt h es t a t i s t i c sa n g l ea n du n i f y i n gt h e m i n i t a bs o f t w a r e sa p p l i e dr e s e a r c hw a sq u i t ef e w t h i sa r t i c l e ，u n d e rt h ed i r e c t i o no ft h e p r e d e c e s s o r , t a k e st h i s a st h er e s e a r c h s t a r t i n gp o i n t ，a n ds e e k ss o m eq u a n t i t ys y s t e m s e x p l o r a t i o na n dp r a c t i c em e t h o dt om e a s u r e ，m a i n l yf o rf o l l o w i n gs e v e r a la s p e c tc o n t e n t s ： ( 1 ) i n t r o d u c ew o r l d a d v a n c e dm a n a g e m e n tt o o ls i xs i g m a ，g r ra n dm i n i t a ba n ds oo n ； ( 2 ) h a sa n a l y z e dm e a s u r e m e n ts y s t e m ss t a t i s t i c a lp r o p e r t y a n dt h em e t h o dp r i n c i p l e ， s y s t e m a t i c a l l yu s i n gt h es t a t i s t i c a lt h e o r ym o d e l ； ( 3 ) a p p l i c a t i o nm e t h o do fm i n i t a bs o f t w a r ea sw e l la sg r re a s yf o r mc r e a t e db ym y s e l f ； ( 4 ) g a t h e rt h ei l l u s t r a t i v ec a s e st oc a r r yo nt h ea n a l y s i s k e yw o r d s ：q u a l i t yc o n t r o l m e a s u r e m e n ts y s t e mm i n i t a bs o f t w a r eg r r 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津财经大学或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究 所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：赵耘 签字日期：叩钉月弓日 3 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解天津财经大学有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查 阅和借阅。本人授权天津财经大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位 论文， ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：之瓣 答字醐：岬钆肋 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 视扔迅 签字日期：必7 年旷月“日 电话： 邮编： 第1 章导论 1 1 本文创作的目的和意义 世界著名的质量管理专家朱兰博士曾经指出“2 0 世纪是生产力的世纪，2 l 世纪是质 量的世纪 。随着经济的发展，一个国家是不是具有高质量的产品，是不是具有高质量的 服务，是不是有高质量的工程，已经成为衡量这个国家文明进步、社会发展的一个重要标 志，也是这个国家综合国力的重要表现。如今，质量管理已经深入到社会的各个角落，无 论是企业的质量革命还是公众的质量意识均有很大的提高。质量管理体系中确保测量系统 的可靠性是维持事业单位质量经营的重要环节。 众所周知，质量管理的经典手法p - d c a 循环体系中“c ”作为“确认 ( c h e c k ) 而言， 都会归结为“测量”( m e a s u r e m e n t ) 。我们通常会通过测量来评估一个过程( 或结果) 。当 测量值与期望值( 标准) 发生差异时( 通常还要判断容许的公差) 表明目标过程( 或结果) 与 期望值( 标准) 存在“缺陷 ( d e f e c t ) 。 目前，随着产业学科不断的发展，质量管理体系已经从传统的“质量控制”( q u a l i t y c o n t r 0 1 ) 飞跃到“六西格玛”( s i xs i g m a ) 的管理思维中，进而以丰田为先导的先进企业 正在广泛地推行“精益生产( l e a np r o d u c t ) ，但是无论是传统的“q c 还是高级的“l e a n s i xs i g m a ”，人们都离不开测量这个最基础的阶段。 因此，确保一个可用、高效、可靠的测量系统( m e a s u r e m e n ts y s t e m ) 从某种意义而言 决定了产业的命脉，换言之，在质量管理领域中，测量是最具有决定性的环节，只有测量 的准确才能保证判断的准确，最终能够导致管理实施或改进的准确。因此，笔者认为管理 者应该首先要确认测量系统的适用性。本文正是以此为研究的出发点，探求一些可评量测 量系统的方法。此外，在寻找这个支持理论之后，笔者通过g a g er r 模型建立了一个 高速有效的应用工具，融入实践，使之能够有效地在产业中获得认可和使用。 1 2 国内外文献综述 现代的工业生产和国防建设对产品质量的要求不断提高，而产品质量是靠测量系统来 1 保证的。自2 0 世纪8 0 年代末9 0 年代初以来国际上几家著名的大公司如摩托罗拉、g e 等 相继推行了一种全新的产品质量计划六谣格玛( 60 ) 计划。其关键是如何通过保障测量 系统的可靠运作来控制整个设计制造过程，以达到“零缺陷 的目的。学术界和企业界都 对测量系统分析表现出了极大的兴趣。 对测量系统的研究始于e a g l ea r 和g r u b b sf e 等人从统计角度对测量误差的 研究。1 9 7 2 年，m a n d e lj 提出测量系统分析的重复性和再现性( r e p e a t a b i l i t y r e p r o d u c i b ilit y ，简称r r ) 的概念和计算方法。在分析测量系统的误差以评定测量 系统能力方面，目前已形成的有三块，一是美国三大汽车公司通用( g m ) 、福特( f o r d ) 和克莱斯勒( c h r y s l e r ) 提出的测量系统分析；二是国际上七个权威组织( 国际计量局 ( b i p m ) 、国际电工委员会( i e c ) 、国际标准化组织( 1 5 0 ) 、国际法制计量组织( o i m l ) 、国际 纯化学和应用化学联合会) 共同制定并由i s o 出版了测量不确定度表达导则( g u i d et o t h ee x p r e s s i o no fu n c e r t a i n t yi nm e a s u r e m e n t ) ，该标准提出的测量不确定度理论中 以测量不确定度为指标迸行评定；三是硕士论文测量系统误差分析研究日本f f l 口玄一博士 提出的测量质量工程学中以信噪比( s n 比) 作为指标的评定方法，它更重视研究如何使测 量质量最佳化工程技术。 i s 0 t s l 6 9 4 9 将测量系统分析( m s a ) 和产品前期质量策划( a p q p ) 、产品和制造过程 生产件批准程序( p p a p ) 、统计过程控制( s p c ) 、潜在失效模式和效果失效分析( f m e a ) 、 控制计划共同做为核心工具，用于建立产品制造过程控制体系。在i s o 相关的标准中也提 到过测量系统的控制，其强调的是测量系统量值溯源过程，没有直接提出对测量系统的要 求，具有一定的不完整性。 在国内，有关测量系统分析的研究还处于初步阶段，仅侧重了分析工具的开发研究。 如何对测量系统采取有效可行的控制、分析措施，从而评价确认测量系统的质量，缺乏实 际应用的研究。 1 3 研究方法 本文在研究方法上，特别注重规范分析与实证研究的相互结合，进行定量分析。规范 分析为问题的提出、模型的构建提供理论基础。实证研究通过翔实的资料对模型进行了验 “吴小m ，质量过程的系统分析及j e f 、t 用，暨南人学坝f j 学化沦史，c n k i 硕f j 论文库，2 0 0 7 年：4 。徐兰，测量系统误差分析，瞒京理t 人学烦i ：学位论文。c n k i 坝l j 论文库，2 0 0 7 年：8 2 一 证，为分析问题、解决问题提供依据。定量分析是了解问题所在后，摸清情况，得出感 性认识。 ( 1 ) 规范分析 本文系统地阐述了质量管理的发展历程，其中重点讲述6 西格玛的相关研究，以及评 量测量系统所需要的相关概念，以期望能够形成系统的理论知识，为后面的实证研究奠定 扎实的基础。 ( 2 ) 实证研究 本文的写作实现是笔者在一个很有发展潜力并具备一定自主研究、生产、服务和销售 规模的中型民营企业内完成的。实习的岗位为副总经理的助理，主要的工作是协助副总主 管从事研发、生产和质量管理等方面的支持，构建一层比较完备的测量系统，并在应用中 得以印证。 ( 3 ) 定量分析 本文以实际案例为研究，获得一手数据资料，利用量具6 r r 并结合m i n it a b 软件进行 的相关分析，建立一个可用、高效、可靠的测量系统。 1 4 本文研究范围和结构安排 1 4 1 本文研究范围 本文在前人要就的基础上，以此为研究的出发点，探求一些可评量测量系统的方法， 主要为以下几个方面的内容： ( 1 ) 介绍世界先进的管理手段六西格玛、g r r 和m i n i t a b 等； ( 2 ) 运用统计理论模型系统地分析了测量系统的统计特性和方法原理； ( 3 ) m i n i t a b 软件以及e x c e l 实用模块的使用方法； ( 4 ) 结合典型案例进行分析。 本文的章节内容如下： 第一章为导论，主要阐述本文创作的目的和意义、国内外关于测量系统的文献研究、 本文的研究方法、内容结果以及本文的创新点。 第二章主要是相关理论基础的研究，为后文进行测量系统分析铺挚基石。介绍可测量 系统的特性以及笔者在进行关于测量系统文献研究时所遇到的疑惑，通过实习公司黑带大 师的指导，豁然开朗，为后面能够在j 下确方向下进行测量系统分析做好准备工作。 第三章开始正式引入测量系统分析，应用m i n i t a b 软件，结合g r r 量具，对典型案例 进行分析，其中共有四个案例，第一个是m i n i t a b 的实用操作演示与说明；第二是考虑工 程公差的g r r 分析；第三个是以改善长期测量系统为目的的g r r 分析；第四个是g r r 典型 综合应用案例。同时，笔者深入剖析g r r 的计算原理以及m i n i t a b 的核心计算程式，以此 利用e x c e l 编写一部快速评量的专用表格，并且通过实际案例进行验证。结论发现e x c e l 模块得出的结果与m i n i t a b 软件的计算结果相同，但是在应用过程中，我们会发现，e x c e l 模块的操作简易、可控性强，易理解，为生产管理带来更便捷的效益。 第四章本文的研究结论。在进行此次研究中，笔者也发现了一些不足之处以及需要进 一步研究的内容，供大家学习交流。 1 4 2 本文结构安排 本文结构安排如图1 1 所示，共包括五章。 论文章节拟解决的问题 研究目的和意义、文献综述、研 究方法、本文内容结构、创新点 关于质量、六西格玛、测量系统 相关概念等理论基础研究以及 可接受的测量系统统计特性和 测量系统评估实现依据 图1 1 本文结构安排( 作者绘制) 1 5 本文创新点 ( 1 ) 独立地推出评量测量系统的e x c e l 模块( g r r 便捷量表) ，且达到其运算结果与 m i n i t a b 软件相同的目的，同时其运算方式简单、易操作。 4 ， ( 2 ) 通过实践证明m i n it a b 的操作可以准确有效的判断测量系统的适用性，并通过大 量现实经验获得数据报告中蕴藏的改善方向，这对我国企业在测量系统分析中推广使用 m i n i t a b 软件起到积极地推动作用。 第2 章理论基础研究 2 1 质量、质量管理和六西格玛概念界定 2 1 1 质量的定义 无论是在发达国家和地区还是在发展中国家和地区，无论是处在传统的产业经济阶段 还是目前人们称之为新经济时期，许多国家的企业和政府在制定企业和国家的经济发展战 略时，都把质量作为战略要素纳入其中，结果促进了经济发展，民富国强，国际竞争力迅 速提高。那么什么是质量昵? 这是一个又熟悉又难回答的问题，似乎谁都知道什么是质量， 但谁都很难说清楚什么是质量。许多质量问题的专家经过多年的研究和实践，给出了我们 这个回答。 质量的概念最初仅用于产品，后来逐渐扩展到服务、过程、体系和组织，以及以上各 项的组合。笔者在阅读大量文献的基础上，总结了几位质量大师关于不同的质量简化定义 “适用性”( 朱兰) 、“符合规格 ( 克罗斯比) 、“社会的损失 ( 田口玄一) 、“顾客满 意 ( 石川馨) 、“可预测的一致性程度( 戴明) 。这些定义相互补充，给出了在质量活动 不同阶段的操作目标。国际标准化组织( i s o ) 在最新的2 0 0 0 版i s 0 9 0 0 0 族标准将其定义为 “一组固有特性满足要求的程度”。在工商业中，最关注质量的是顾客，质量就是顾客想 要得到的。简而言之，质量是顾客对你所提供的产品或服务所感知的优良程度。质量观念 不仅指所需要的产品或服务，而且还指它是被如何生产出来的。 2 1 2 质量管理发展的历史 质量这个词汇在产业领域中可以算得上是出现频率高的词汇之一了。我国古老的发明 度量衡以及后来出现的规格、检验等词汇告诉我们质量这个词汇在古代就已经出现。我们 的先人知道，正如我们所知道的那样，质量很重要。 2 0 世纪来临了，一系列“新”的质量活动和质量思想加速了质量前进的步伐，由此产 生了许多专业词汇，例如质量控制、质量策划、持续质量改进、全面质量管理、质量保证、 六西格玛等等。这离不开第二次世界大战后出现的两股力量对质量产生的深远影响。第一 股力量是f l 本的质量革命，主要措施为高层管理者亲自负责领导质量改革，所有员工和职 能部门都要接受质量只是的培训，质量改进项目在持续质量变革的基础上进行。这次质量 尤建新，桕：学荚，张建l 叫质量管理学北京：科学j | ；版 l ：，2 0 0 8 年：6 革命取得了空前的成功。第二股力量是公众质量意识的提高，许多消费者组织、国际团体、 有关质量方面的奖项的出现，例如鲍得里奇( b a l d r i g e ) 质量奖和欧洲质量奖等相继诞生等 都是最好的证明。2 0 世纪，为了获得更好的质量，相继出现了一些有效的质量知识体系。 在众多为质量知识体系做出贡献的人物中，五位大师值得特别提及：朱兰( j u r a n ) 强 调平衡使用管理、统计和技术概念的重要性；戴明( d e m i n g ) 最早总结了旨在加强组 织管理的戴明1 4 条；费根鲍姆( f e i g e n b a u m ) 强调对组织内部所有职能部门进行全 面质量控制，也就是大家所熟知的全面质量管理( t o t a lq u a li t yc o n t r o l ，简称t q c ) ；克 罗斯比( c r o s b y ) 强调产品优良的性能指标就是零缺陷与石川馨( i s h i k a w a ) 讲述 如何融合众多质量工具进行质量改进，尤其是那些用于质量分析和质量问题解决的较为简 单的质量工具。他们几乎代表了质量管理的发展历程。 五位大师的质量方法都有相似之处，当然也有不同一尤其表现在对于管理、统计、技 术和行为要素的强调上。如今，许多国家和地区在学习前人的研究成果上，更多推广和使 用由国际标准化组织( i n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs a t a n d a r d i z a t i o n ，简称i s o ) 质量管理和质量保证技术委员会制定的i s 0 9 0 0 0 族标准质量管理体系，并且以此作为评判 质量的标准。此体系仍在不断的发展和完善。质量管理的车轮仍在不断的前进，更多有志 研究质量管理的人也在不断涌现。 质量管理是指在质量方面指挥和控制组织的协调活动。质量方面的指挥和控制活动， 通常包括制定质量方针和质量目标及质量策划、质量控制、质量保证和质量改进。目前对 质量管理有多种划分方法，笔者在研究大量文献的基础上，认为质量管理分为三个阶段即 质量检验阶段、统计质量控制阶段和全面质量管理阶段是最为合理的。 ( 1 ) 质量检验阶段 在第二次世界大战以前，人们对质量管理的认识只限于对产品质量的检验。这个阶段 主要分为三个成长进程： 操作者质量管理：工人既是操作者，又是检验者，这时期问题的焦点是当劳资双 方有矛盾或意见不一致时，或操作者的技术水平或责任心较差时，产品质量就会出现问题。 工长质量管理：操作者与管理者的分工，将质量检验的职能从操作者身上拿了出 来，由工长行使对产品质量的检验，强化了质量检验的职能。 检验员质量管理：企业设立专职的质量检验岗位，培养专职的质量检验员，后来， 些企业又相继成立了专门的质量检验部门。它的不足，例如“事后检验 犹如“死尸检 。丁世民，i s 0 9 0 0 0 族质量管理体系及应用，安徽：安徽大学出版 i ：，2 0 0 8 年4 厂j ：4 5 验”，没有在制造过程中起到预防和控制作用即使检查出废品，也已是“既成事实”，质量 问题造成的损失已难以挽回；“全数检验”，在大批量的情况下经济上不合理，还容易出现 错检漏检，既增加了成本，又不能完全保证检验百分百的准确；“全数检验 在技术上有 时变得不可能，如破坏性检验，判断质量与保留产品发生了矛盾。 ( 2 ) 统计质量控制阶段：运用数理统计的原理解决“事后检验”、“全数检验”的不合 理性。但是，这种方法的缺点在于其理论高深莫测，让人们望而生畏，质量管理成了统计 学家的事情，限制了统计方法的推广发展。 ( 3 ) 全面质量管理阶段：在最经济的水平上并考虑充分满足用户要求的条件下进行市 场研究、设计、生产和服务，把企业各部门的研究质量、维持质量和提高质量的活动构成 一体的有效体系。科技进步带来了许多高、精、尖的产品，人们对产品观念的变革，保 护消费者利益的运动向企业提出了“质量责任”问题。 2 1 3 六西格玛( 6 仃) 的定义 六西格玛( 6 盯) 管理作为以经济性为原则的现代全面质量管理，已经逐渐引起人们关 注和重视，它是建立一套严谨的、有纪律的、基于事实的制度，通过各种流程改善和流程 设计项目，获得更大的利润。它的实施者由潜力巨大经过培训成为黑带的人员和黑带大师。 它的实施工具是精确的统计工具和流程改进方法。它的最高境界是进行管理满足客户需求 同时获取利润。 六西格玛( 6 盯) 这个术语本身就是指一种源于统计学的绩效目标：在每百万次活动或 “机会 中，缺陷只会出现3 4 次 。通用电气认为六西格玛( 6 仃) 是“提供近乎完美的产 品和服务的高度制度化的程序 ；t r w 认为六西格玛是“结构严谨、制度严明、数据驱动 的提高业务水平的流程 ；霍尼韦尔则认为六西格玛( 6 仃) 是“迄今为止在加速流程、改 善产品和服务以及大幅度降低生产和行政成本、提高质量方面最有效力的战略之一 。六 西格玛( 6 0 - ) 是从一个全新的视角和指导框架对质量的重新评估，它标志着一段新历史的 诞生，它是公司管理革命演变的结果。笔者认为p e t e rs 给出的六西格玛定义是比较完善 的，“六西格玛是一个获取、维持和最大化业务成功的综合性灵活系统，其独特的驱动力 是密切理解顾客的需求，严格地使用事实、数据和统计分析，以及不断地关注业务过程的 o 尤建新等质量管理理论与时间的发展i 口l 顾北京：科学h ：版社，2 0 0 8 年：1 5 。p e t e rs p a n d e , r o b e r t 只n e u m a n ，r o l a n dr c a v a n a 曲，1 1 1 es i xs i g m aw a y ：h o wg e ，m o t o r o l a ，a n do t h e rt o pc o m p a n i e s a r eh o n i n gt h e i rp e r f o r m a n c e , m cg r a wh i l l ，2 0 0 8 ：v 1 托码斯们特i 叮斯编，张彦玲译六两格玛领导下册北京：i 乜r t 业 f 版社，2 0 0 4 年：3 。托马斯们特而斯编，张彦玲详六两格玛领导r 册北京： l 土了：t 业版社，2 0 0 4 年：4 “托马斯伯特i i j 斯编，张彦玲译六两格玛领导于册北京：f 乜了：i j 业版社，2 0 0 4 年：3 8 管理、改进和彻底改造。 2 1 4 六西格玛的历史回顾 朱兰博士曾经指出“2 0 世纪是生产力的世纪，2 1 世纪是质量的世纪”。而六西格玛( 6 0 - ) 管理正是实现高质量产品的有力工具。1 9 8 7 年美国摩托罗拉公司率先提出了六西格玛( 6 0 ) 这一概念，并且实施六西格玛( 6 0 ) 质量管理策略，取得了空前成功。从此，由霍尼韦尔、 通用电气到诸多欧美工业巨头乃至全球5 0 0 ，由制造业到非生产制造业，掀起了一场6 0 的 质量管理的风暴。2 0 世纪9 0 年代中期，a l l i e ds i g n a l 的拉里博西迪( l a r r yb o s s i d y ) 和通用电器的杰克韦尔奇从六西格玛中找到一条公司文化变革之路，并且节约了大量成 本。1 9 9 8 年，商业周刊报道，通用电气因为采用六西格玛节省了3 3 亿美元。自此， 人们对六西格玛产生浓厚的兴趣。 2 1 5 六西格玛( 6 仃) 改进模型_ d m a i c 六西格玛改善方法论的典型步骤是d 一定义、m - n 量、a 一分析、i 一改善、c 一控制；而用 于研发设计的典型步骤是d 定义、m 一测量、a 一分析、d 一设计、v 一验证或i 一识别、d 一设计、 0 一优化、v 一验证。 六西格玛侧重以数据说话的观点，在实践中结合了许多传统的统计方法和工具如q f d ( 质量功能展开) 、f m e a ( 失效模式及后果分析) ，s p c ( 统计过程控制) ，m s a ( 测量系统 分析) ，a n o v e ( 方差分析) ，d o e ( 实验设计) 等，通过相关软件如m i n i t a b 的使用，大大 简化了统计的运算过程，使六西格玛得以广泛地推行。 在企业高层领导的强力支持和推动下，借助外部力量培养黑带和绿带人员，以黑带和 绿带作为火种，领导完成改善项目，达到降低流程的变差和c o p 0 、优化流程、降低成本提 高经济效益的目标。同时，通过提高顾客满意度，使企业的整体竞争力得到提高。也就是 说，六西格玛所关注的不仅是节流，更强调开源。六西格玛正在被世界上越来越多的企业 所接受和认同。 在这里，笔者需要提出的是用于支持决策的数据首先必须是正确的，因为基于错误数 据的决策是无效的甚至是灾难性的。而数据是由测量的来的，产品质量管理的成败与收益 在很大程度上决定于所使用数据的质量。本文的研究出发点正是基于六西格玛( 6 0 - ) 改善 模型d m a i c 中的卜测量阶段。人们往往习惯于相信测量数据，认为测量的结果就是客观 事实，其实不然，因为测量过程如同制造过程一样，也是随机现象，有规律的不确定现象。 p e t e rs p a n d e , r o b e r tpn e u m a n ，r o l a n dr c a v a n a g h ，t h es i xs i g m aw a y ：h o wg e ，m o t o r o l a , a n do t h e rt o pc o m p a n i e s a r ch o n i n gt h e i rp e r t b r m a n c c ，m cg r a wh i l l ，2 0 0 8 ：v i i ：海质迢管埋科学研究院编酱，六两格玛核心教程：黑带凄奉( 修订版) ，北京：中因标准版 l ：，2 0 0 6 年9 月：4 - 1 1 一9 一 因此，就会出现测量误差。因此，确立一个可用、高效、可靠的测量系统从某种意义上而 言决定了实施六西格玛( 6 a ) 管理的成败。 2 2 质量管理过程中测量系统的分析 2 2 1 评量测量系统的基本概念 测量系统是指用来对被测定特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方 法、夹具、软件、人员、环境和条件的集合；用来获得测量结果的整个过程( 如图2 1 测 量系统示意图) 。由此定义我们可以看出测量过程就是数据的制造过程。数据质量的高低 与测量系统的可用性、高效性、可靠性有很大的关系。 图2 1 测量系统示意图( 吴小卫，质量过程的测量系统分析及其应用，暨南大学硕士论文，2 0 0 7 年) 对测量系统的研究始于e a g l ea r 和g r u b b sf e 等人从统计角度对测量误差的 研究。1 9 7 2 年，m a n d e lj 提出测量系统分析的重复性和再现性( r e p e a t a b i l i t y r e p r o d u c i b i l i t y ，简称r & r ) 的概念和计算方法。九十年代以来，学术界和企业界都对 测量系统分析表现了极大的兴趣。 测量系统分析( m e a s u r e m e n ts y s t e m sa n a l y s i s ，简称m s a ) 是设计用来帮助质量工程 专业人员评估、监测和减少包括测量系统的线性、稳定性、重复性和再现性( g a g er r ， 或简称g r r ) 的测量系统误差，并管理和校准测量工具。 测量系统的相关定义： ( 1 ) 量具( g a g e ) ：任何用来获得测量结果的装置，包括用来测量合格不合格的装置g 。 m 苇双才，测量系统分析一理论方法、分析和f 够用，中国计量 f l 版 i ：，2 0 0 6 年5 月：5 国事双才，测量系统分析一理论方法、分析和j 衄用，中罔计量 l ；版 i ：，2 0 0 6 年5 门：1 3 。蕈双才，测量系统分析一理论方法、分析和心用，中国计量版 l ：，2 0 0 6 年5 门：1 4 ( 2 ) 基准值( r e f e r e n c e ) ：也称为可接受的标准值，由于在实践中精度误差的存在， 被测特性的实际真值虽然是客观存在但却是不可知的，此时，采用更高级别的测量设备进 行多次测量，取其平均值作为真值的标准m 。 ( 3 ) 分辨力( d i s c r i m i n a t i o n ) ：又称最小可读单位，是测量分辨率、刻度限制或测量 装置和标准的最小可探测单位锄。 ( 4 ) 稳定性( s t a b i l i t y ) ：指测量系统的某持续时间内测量同一基准或零件的单一特 性时获得的测量值总变差 ，如图2 2 所示。 稳定性 段2 图2 2 稳定性 ( 5 ) 偏倚( b i a s ) 又称准确性：指同一操作人员使用相同量具，对同一测量对象进行多 次测量的平均值与该测量对象的基准值之差锄。“真值 只存在客观概念中，实际上我们无 法获得真f 的真实值，因此，通常我们使用最高等级的测量装器和最标准的工况环境测得 的值被设定为“真值”，如图2 3 所示。 真值 耐巴利用最正确的仪器测量的值 设定为真值 图2 3 偏倚性 样品 m m 加月月月月 5 5 5 5年年年年 6 6 6 6 o o o o o o o o 2 2 2 2 ，tfff版版版版h兰jh三i|三h坐目茸q 埘中中巾中用用川川h呲h雌h岬h：和和和和析析析析分分分分法法法法方方方方论论论论理矬埋矬一一析析析析分分分分统统统统系系系系m里h里h坐造测测测测才才才才双双双双莆芾善单 i 谣 口 q ( 6 ) 线性( l i n e a r i t y ) ：在给定测量值范围内的测量工具( g a g e ) 正确度的比较评价， 即对测量工具或目标对象的特征值上限和下限的测量精确度各进行至少一次的测量实施， 确认差值，如图2 4 所示。 测量值 图2 4 线性 ( 7 ) 重复性( r e p e a t a b i l i t y ) ：指同一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同 一零件的同一特性时获得的测量( 数据) 的变差，如图2 5 所示。 真值 l i 反复测量时的变动 图2 5 重复性 ( 8 ) 再现性( r e p r o d u c i b i l i t y ) ：指由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同 一零件的同一特性时测量平均值的变差 ，如图2 6 所示。 1 带叔才，测量系统分析一胖沦方法、分析和应用，中冈计鼍_ f 版孝f = ，2 0 0 6 年5 月：2 2 二莆双才，测量系统分析一理论方法、分析和应用，中围计量版 i ：，2 0 0 6 年5 月：2 5 5 革双才，测量系统分析一理论方法、分析和应用，中国计量 i ：版社，2 0 0 6 年5 月：2 7 量者 圈28 再现性 ( 9 ) g r e 或量具g r & r ( g a g er e p e a t a b i l l t y r e p r o d u c i b i l i t y ) l 一个测量系统的 重复性和再现性的变差的估计。g r r 变差等于系统内和系统间的变差之和。 ( 1 0 ) 合理子群：在短时问或在相似的条件下采集的样本的小集合，这些样本尽可能 地不受可指出原困的影响o 。例如：在生产过程中随时抽样时，同一设备( 同质性) 下， 同r 一班次内获取的样本。在这里“同一设备，同一班次”就被认为是“同质性”而因为 是随机抽样，因此也是在条件允许下的最短时问，这是藐们可以通过每小时的5 组抽样， b 口为“合理予群”。 ( n ) 群内变动( w h i t en o i s e ) 与群间变动( b l a c kn o i e s ) ：针对目标标准值( 研究 对象) 所获取的若干合理子群而言，一个子群内所有个别测量值的分布状况称之为“群内 变动”；所有子群间的分布状况称之为“群问变动”，通过图27 所示来理解， 群内变动 田2 7 群闩变动( 实习单位内部资科，作者编制) 粼蠹鬻黜嚣勰诒i 潞恐：! ! 銎璧! 翌镒黝j 。 第一它是同常存在的原因引发的，永远客观存在。归结为偶然原因； 第二现有技术能力无法控制其发生； 第三一般而言它会直接呈现总体散布状态，这是由于工程内部自身而造成： 第四它主要是由于技术原因导致； 第五它常用z 。来表示和衡量。 群间变动： 第一多由工程( 流程) 外部因事影响，引起子群的平均值差异和停修，归结为异常原因； 第二在当前的工程( 流程) 条件下可以发现并控制的分散状态； 第三可以判断出随着时间的推移工程的变动状态； 第四常用z 。来表示和衡量。 ( 1 2 ) 合理子群的实数意义 抽取合理子群的方法是将特征值( 研究对象) 的散布情况分离研究的科学方法， 单一子群内只存在群内变动，子群间只发生群间变动，这样一来我们可以将这一特征值的 短期及长期工程能力分解研究，从而可以判断特征值的间歇是技术问题还是管理问题，从 而可以有的放失地改善。 利用工程研究的结果，对合理子群的群内和群间变动所获得的结论。 工程变动的数学模型 整体分布= 群间分布十群内分布 妻窆g 扩一耍) z 邗羔( i 一耍) 2 + 圭羔( 一； c 2 ) 2 2 2 测量系统误差构成及测量结果的四种现象 ( 1 ) 测量系统误差构成 在测量系统处于统计稳定状念的情况下，测量系统的误差由测量数据的统计特性一偏 倚和方差来表征。偏倚指测量数据相对与标准值的位置，包括测量系统的偏倚、线性、和 稳定性；而方差指测量数据的分散程度，也称为测量系统的r & r ，包括测量系统的重复性 和再现性。图2 2 表明了实际测量过程中测量误差的构成。 廿张弛六西格玛定义测量阶段广州：广东经济f i ：版往，2 0 0 3 年：2 4 圈 图2 8 实际测量过程中测量误差的构成( 董双才，测量系统分析- 理论方法、分析和应用，中国计量出 版社，2 0 0 6 年5 月：2 3 ) 由图2 2 可以看出总误差主要由被测量对象误差和测量系统误差构成，其中测量系统 误差由测量仪误差和测量人员误差构成。在生产过程中，被测量对象的误差是在所难免的， 为了降低误差，我们要尽量寻求测量系统误差的降低，也就是说在进行测量时，我们要尽 可能保证测量仪器的小误差和测量人员的小误差。 ( 2 ) 测量过程的波动与偏差 众所周知，产品质量、过程质量和服务质量均存在波动性和规