浙江大学MBA运作管理讲义：6西格玛6sigma概述

6-西格玛 概述 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) 什么是 西格玛 (Sigma)? 什么是 西格玛 (Sigma)? 9 11 10 = x N Mean 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： 9 11 10 Sigma (标准偏差 ) = ( - x)2 N - 1 什么是 西格玛 (Sigma)? 0.1350% 0.1350% -4 -3 -2 -1 +1 +2 +3 +4 99.73% 68.26% 0 . 1 3 5 0 %2 . 1 4 5 %1 3 . 5 9 %3 4 . 1 3 % 3 4 . 1 3 %1 3 . 5 9 %2 . 1 4 5 %0 . 1 3 5 0 %正态分布 什么是 西格玛 (Sigma)? 规格上限 目标 规格下限 0.001ppm 不良率 0.001ppm 不良率 1 2 3 4 5 6 6 Sigma过程 1 Some Chance of Failure 3 3 2 0.135% 不良率 0.135% 不良率 3 Sigma过程 ppm: 每百万次中的缺陷数 什么是 西格玛 (Sigma)? 1 3 2 0.135% 不良率 1 3 2 0.135% 不良率 规格上限 Some Chance of Failure 目标 规格下限 0.135% 不良率 3 Sigma过程 1.5 漂移 6.68% 不良率 什么是 西格玛 (Sigma)? -6 -5 -4 -3 -2 -1 +1 +2 +3 +4 +5 +6 规格下限 规格上限 规格界限 ppm 1 sigma 317300 2 sigma 45500 3 sigma 2700 4 sigma 63 5 sigma 0.57 6 sigma 0.002 什么是 西格玛 (Sigma)? Sigma ppm 缺陷率 2 308,538 1 in 3 3 66,000 1 in 15 4 6,210 1 in 160 5 233 1 in 4,300 6 3 1 in 300,000 10,000X 什么是 西格玛 (Sigma)? 西格玛水平的简易计算方法 USL/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。 示例一 某顾客对某产品的性能要求为 Y=10 0.01。 供应商 A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。 示例二 某顾客采取无仓储管理（ JIT），要求 供应商 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 6-西格玛 方法及技术 ? 企业面临的挑战 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%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 对策而造成质量成本升高的例子，举不胜举 质量成本 为什么选择 6西格玛 ? 0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%c u r r e n t f u tu r e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 来料检测 产品检测 检测设备维护 内部失效 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 质量成本 为什么选择 6西格玛 ? 突破性绩效改善 超过 30个可能的变量 10 - 15 8 - 10 1 - 3 4 - 6 控制 从 DOE 过渡到 SPC 控制图表 Positrol plan 消除控制图表 防止错误设计 改善 多变数分析 回归分析 全因子法 部分因子法 使用关于 DOE的统计软件 分析 建立运作图表 非自然变动性因素消除 过程能力分析 失败模式及效果分析 (FMEA) 数据层次化 假设检测 测量 发展测量系统 测量系统评估 GR&R方法 基础评估调查过程 实验计划法协助测量能力改善 定义 DMAIC模型介绍 6 Sigma模拟练习 客户评估 Process mapping Sigma 绩效衡量 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力之一，其结果也将直接贡献于财务回报上 系统解决方案 为什么选择 6 西格玛 ? 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 6-西格玛 项目的典型具体目标 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 . 6-西格玛 项目经验 以往的经验（ Motorola, GE, Seagate, ） 每个 6-Sigma 项目会取得价值 HK$800 1200k 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 0.010.111010010001000010000010000000 1 2 3 4 5 6 7 86-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 6-西格玛 目标 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 费用 服务 系统 管理 交付 质量 持续改进 运转 周期 6 Sigma 管理层的承诺与一致 全体管理团队的共识 企业远景 6-西格玛 的 管理理念 管理理念 -以顾客为关注焦点 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。 管理理念 -系统观点 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 。 管理理念 -用数据说话 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 航空发动机公司副总裁 ) 管理理念 -关注 流程管理 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。 6-西格玛 的 组织形式 6西格玛管理中的关键角色及其职责 大师级黑带 Master Black Belt - 黑带和高级管理层顾问 绿带 Green Belt 黑带 Black Belt - 团队成员与实施者 - 团队领导与统计顾问 - 6西格玛方法的实践者 - 领导项目团队 - 企业文化变革的中坚力量 绿 /黑带的作用与等级 6-西格玛 的 DMAIC方法 DMAIC方法 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 (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 (Measure) 2.1 确定测量的内容 2.2 对测量进行管理 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 (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 (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 (Control) 5.1 制订控制计划 5.2 实施过程控制系统 DMAIC阐述 DMAIC流程 定义 (D) 阶段 测量 (M) 阶段 分析 (A) 阶段 改进 (I) 阶段 改进 控制 (C) 阶段 统计知识的层次 (针对一流程 ) 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 - 变量分析 ,实验设计线性或多元回归 持续改进 (I) 步骤流程 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 ? 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 持续改进 (II) Exceeding Customer Expectations Six Steps to Six Sigma Problem Solving Strategies and Tools Continuous Improvement Curriculum (CIC) W eight: REW O RKED PART S0100200300400500600CountB C G E D A F M L H I K N J OS O URCEPareto Chart-2-1012345Chipsize (mils)7 21 35 49 63 77 91Avg=0.82LCL=-1.51UCL=3.15Individual M easurement of Chipsize (mils)012345Chipsize (mils)7 21 35 49 63 77 91Avg=0.88LCLUCL=2.86Moving Range of Chipsize (mils)Control ChartThickness0.480.490.50.510.520.53405 406Line N o.All PairsT uke y-Kramer 0.05Onewa y A nalysis of Thickness By Line No.RESPONSE5678910111213141 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596 Part1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 CassetteBob Frank J anet O peratorVariability Chart for RESPO NSEW eight: REW O RKED PART S0100200300400500600CountB C G E D A F M L H I K N J OS O URCEPareto ChartThickness0.480.490.50.510.520.53405 406Line N o.All PairsT uke y-Kramer 0.05Onewa y A nalysis of Thickness By Line No.W eigh : REW O RKED PART S0100200300400500600CountB C G E D A F M L H I K N J OS O URCEPareto Chart 图表的 探测地 交互式的 多项比较 度量系统分析 质量控制 实验设计和 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 6西格玛 的突破性效应 Motorola 1987 Texas Instrument 1988 ABB (Asea Brown Boveri) 1993 Allied Signal 1994 General Electric 1995 Kodak 1995 Siemens 1997 Nokia 1997 Sony 1997 得益于 6-西格玛 的著名企业 GE实行 6-西格玛 后的财务回报 - 30 + 320 +750 +1600 1996 1997 1998 1999 (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 1992 应达到的西格玛目标 摩托罗拉公司与 6-西格码 1988 马称科姆 鲍德里奇全美质量大奖 1990 在全公司开展“顾客完全满意小组过程”和“黑带计划” 1992 每两