精益六西格玛培训手册.doc

精益六西格玛简易手册1. 六西格玛六西格玛(6)概念于1986年由摩托罗拉公司的比尔史密斯提出，此概念属于品质管理范畴，旨在生产过程中降低产品及流程的缺陷次数，防止产品变异，提升品质。6管理法是一种统计评估法，核心是追求零缺陷生产，防范产品责任风险，降低成本，提高生产率和市场占有率，提高顾客满意度和忠诚度。6管理既着眼于产品、服务质量，又关注过程的改进。“”是希腊文的一个字母，在统计学上用来表示标准偏差值，用以描述总体中的个体离均值的偏离程度，测量出的表征着诸如单位缺陷、百万缺陷或错误的概率牲，值越大，缺陷或错误就越少。6是一个目标，这个质量水平意味的是所有的过程和结果中，99.99966% 是无缺陷的，也就是说，做100万件事情，其中只有3.4件是有缺陷的，这几乎趋近到人类能够达到的最为完美的境界。六西格码是帮助企业集中于开发和提供近乎完美产品和服务的一个高度规范化的过程。测量一个指定的过程偏离完美有多远。六西格码的中心思想是，如果你能“测量”一个过程有多少个缺陷，你便能有系统地分析出，怎样消除它们和尽可能地接近“零缺陷”。2. 精益生产2.1 精益生产概述精益生产（Lean Production）又称精良生产，其中“精”表示精良、精确、精美；“益”表示利益、效益等等。精益生产就是及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向零缺陷、零库存进军。精益生产方式的基本思想可用现在已广为流传的一句话来概括，即：Just In Time(JIT)，中文译为“只在需要的时候，按需要的量，生产所需的产品”。因此，有些管理专家也称此生产方式为JIT生产方式、准时制生产、适时生产方式或看板生产方式。精益生产的核心是：零库存和快速应对市场变化。精益生产不断消除所有不增加产品价值的工作，所以，精益是一种减少浪费的经营哲学。2.2 精益生产目标7个“零”精益生产追求的目标：7个“零”，分别为零切换浪费、零库存、零浪费、零不良、零故障、零停滞、零事故。表1 精益生产所追求的7个“零”极限目标零目标目的现 状思考原则与方法零切换浪费多品种对应加工工序的转换品种，组装换机时存在严重的公式浪费经济批量物流方式JIT生产计划标准化作业管理标准化作业零库存发现真正问题产品、半产品零件、原料、大量库存造成经营成本很高，周转困难，且现场看不到产品在流动探求必要库存的原因库存规模的合理使用均衡化生产设备流水化零浪费降低成本生产率低、浪费严重，但无法判断及采取相应对策整体能力协调拉式生产彻底暴露问题流程路线图零不良质量保证材料不良精度、不良组装、不良外伤等待进行事后补救的状态很多三不主义零缺陷运动工作质量全员质量改善活动自主研究活动质量改善工具运用零故障生产效率由于惧怕设备故障而不得不进行大量中间储备效率管理TPM全面设备维护故障分析与故障源对策初期清扫与自主维护零停滞缩短交货期交货期长、延迟交货多顾客投诉多，加班加点、赶工赶料同步化、均衡化生产布局改善设备小型化、专用化零事故安全保证忙于赶货疲于奔命，忽视安全事故频发，意识淡薄，人为事故多安全第一5S活动 KYT危险预知训练定期巡查安全教育活动安全改善活动2.3 八大浪费精益生产是要排除各种浪费，精益生产中揭示的浪费比我们通常所说的浪费的概念要广泛、深刻得多，主要包括两层含义：一是不增加价值的活动，是浪费；而是尽管是增加价值的活动，所用的资源超过了“绝对最少”的界限，也是浪费。常见的8种浪费如下表所示。表2 八大浪费浪费种类说明造成后果主要原因电力行业举例制造不良品这种浪费产生在生产时没有按照正确的操作规范执行。这将导致返工。由于产品或服务没达到客户的要求，造成客户不满意由于弥补不良品或返工，造成资源、资金浪费缺乏工作指导和培训缺乏工作标准缺乏不良品的试验和质量控制在客户和生产商之间缺乏沟通供应商的质量不合格在业扩报装流程中，供电方案的设计没有充分考虑电网的安全、合理以及客户对价格的预期。可能造成供电方案客户不接受或相关部门不通过。故障抢修流程中，由于寻址器安装错误，在寻找故障时，寻址器不能提供正确的信息。过度生产这种浪费产生于生产的产品超过客户要购买的量。由于生产过多的产品或提供过度的服务，占用大量的流动资金、材料、人力由于资源被过度生产的产品所占用，导致资源的利用率差由于大批量生产，流程中的问题不容易暴露出来生产周期过长，对客户的响应速度慢由于大批量生产造成的后果按照预计的生产计划 (计划产量)来安排生产根据传统的生产能力的安排生产，没有调整生产计划以适应多变的市场需求为提高可靠性，增加设备投资，但可靠性达到一定水平后，再增加投资，对可靠性的改善作用很小。过多库存库存的量比需要的量多。这将造成空间的浪费、资源的浪费。储备过多的产品或半成品，占用大量的流动资金过多库存占用了有价值的空间提早生产的产品，可能导致产品功能退化，不能满足客户需求，也存在损毁的风险没有采用以客户为导向拉式生产系统，企业按照原来制定的计划安排生产采用批量生产方式生产流程中的瓶颈环节工具、材料、表的库存储备没有标准的、科学的库存量，造成很多资金的浪费和空间的浪费。多余动作人员和机器非增值性的移动导致了该种浪费。违背人体工程学的原理劳动效率降低 延长的周期时间在设计操作规范的时候，缺乏标准化的实践工作材料流运作效率低不熟悉或没有考虑人体工程学方面的影响在故障抢修流程中， 10kV抢修流程中，由于倒路操作的后面开关柜只有50cm左右，操作空间狭窄，影响到操作时间。工程施工时，紧固端子排，由于端子排上的螺丝位置高，操作不便。过度加工不必要的流程步骤和操作导致了这种浪费。造成流程延期增大产生缺陷的机会不是客户的需求，因此不增加价值没有明确客户的需求，对客户需求的变化缺乏了解 ，缺乏标准化工作，导致产品的差异在业扩报装流程中，无论业扩工程的大小，都要经过局长的审批。运输物料和产品不必要的传输所造成的浪费。增加时间和占用空间可能是要求更多的设备增加处理过程中损毁的机率设备摆放不合理缺乏连续流的理念流程中不增加价值的操作批量生产的思想在业扩报装流程中，审核手段单一，均为纸质，没有实行系统化或电子图审核。在故障抢修流程中，由于动土信息不明确，急修人员往返寻找故障，造成路程的浪费。等待流程中缺乏流的理念，导致材料、劳动力和工时的浪费。延长了交货时间增加了在制品对客户的响应迟缓在流程中存在不增加价值的步骤批量生产工作没有标准化生产能力不足缺乏有效的材料流、工作流管理其他浪费造成的在业扩报装流程中，客户提交申请后，需要生技科批复用电容量，等待时间较长；重要用户需要电网小组会审，等待时间较长。设计阶段：没有设计委托约束，没有时间限制，没有次序优先性设计这种浪费产生于产品设计没有达到客户要求。这将导致丧失商业机会和成本的增加。增加产品和服务本身的成本 减少价值增加维护成本没有及时更新设计或文件客户需求不清晰，没有认真听取客户需求交货时间短或设计信息缺失在设计时对生产设备和服务问题的考虑错误，从而导致设计的错误业扩报装流程中，人员技术有限、且不根据现场出图，使设计方案不符合要求，改动大。综合停电计划流程中，由于停电施工方案的设计不合理，造成重复停电，导致浪费。故障抢修流程，在设计安装时，没有考虑未来操作和维护。如：开关柜设计进线和出线的位置不当，操作时不方便。设备维护：计量表的外壳是塑料的，符合安全标准，但维护成本很高。3. 精益六西格玛3.1精益生产理论与六西格玛方法的对比精益生产方式与六西格玛模式有相同点也有不同的地方： 表3精益生产理论与六西格玛方法的对比相似点不同点文化方面：两种生产模式都蕴含着追求完美的文化。战略基础：战略出发点都与质量有密切关系。目的：精益生产方式关注的中心是消除浪费，通过消除浪费最大地发挥资源的效率。六西格玛关注的是变异它视波动为敌人，力求减少和消灭波动。消除浪费和减少变异都是以价值为目的，变异是产生浪费的一种途径，减少变异可以减少浪费。过程改进方式：都采用连续改进的方式，两种模式都强调过程改进不是一次能够完成的，组织必须不断对业务流程诊断、改进。对人员的认识：都采用连续改进的方式，两种模式都强调过程改进不是一次能够完成的，组织必须不断对业务流程诊断、改进。两种模式强调人员对过程改进的重要性，所以都注重人员的培训与管理分析问题的方法精益生产：强调现场专家的作用，现场出现问题，员工有权停止生产，处理问题，对员工的操作技能和现场处理问题的技能有较高的要求。六西格玛：注重定量分析，通过对指标量化和分析，作出决策，避免凭经验解决问题。员工培训的侧重点精益生产：非常重视普通员工的培训，培训主要是通过“干中学”进行的，这样有助于员工现场技能的培养，精益生产通过轮岗培养使得员工取得多种技能。六西格玛：管理注重管理人员系统化的培训，强调黑带、绿带的作用，要求他们有较多的统计学知识和问题处理技能。运作模式精益生产：采用系统的观点，基于价值增加流程来考虑整个生产链的管理，立足于整个生产系统的资源有效配置。精益生产强调现场的重要性，是一种基于现场改善管理的模式。六西格玛：是基于项目管理的模式，它通过DMAIC程序的实施，有计划有步骤地完成项目的目标，它采用的是自上而下的管理方式，由倡导者、黑带，到绿带、员工，一级级的有机结合。通过对比可以看出精益生产和六西格玛管理在文化追求、战略基础、目的、过程改进方式、对人员的认识都是一致的；二者的区别主要是操作层上的区别，如分析问题的方法、员工培训的侧重点、运作模式等，但可以看出，这些不同并非是对立的，而是有互补的。 3.2精益生产与六西格玛整合的必要性与可行性1.精益生产与六西格玛整合的必要性。 从前面的对比分析可以看出，精益生产与六西格玛管理有各自的优缺点，二者如果相互吸收对方的优点，将会得到更好的绩效。首先，精益生产擅长于系统分析，企业的成功取决于良好流程的有效运作，无论员工如何努力，他们都无法超越流程的设计能力范围之外，精益生产的流程管理为六西格玛的项目管理提供了框架。其次，精益生产需要依靠专家人才的特有知识，缺乏知识的规范性，而六西格玛管理更好地集成了各种工具，解决问题有规范的DMAIC流程，为项目管理提供了操作性很强的管理手段。再次，精益生产注重现场专家的分析，能迅速解决现场暴露的问题，而六西格玛管理注重于黑带指导下的定量分析，对于复杂问题能够找到根本原因，从而解决过程中出现的复杂问题，但它解决问题需要时间较长。针对不同的问题，需要把二者结合起来，选择不同的处理方法，可以提高解决问题的效率和能力。最后，从操作层面看，两个管理模式中的培训方式、系统的改进方式等都需要整合，单一采用其中一种都是有缺陷的。 2.精益生产与六西格玛整合的可行性。 首先，两者都是持续改进、追求完美理念的典范。这是两者精髓上的同质性，正因为如此，两者才能有结合的可能性。 其次，精益生产和六西格玛管理都与TQM有密切的联系，它们的实施都与PDCA的模式大同小异，这为两种生产模式整合提供了基础。 再次，从操作层面分析，精益生产与六西格玛管理尽管有许多不同，但它们并不是对立的。例如文化方面，当今的管理都强调整合东西方文化，吸收不同文化的优点，以有利于管理；培训方式、系统的改进方式等都是可以整合的。图1 精益六西格玛4. DMAIC 模型DMAIC是经典的管理模型，主要侧重在已有流程的质量改善方面。DMAIC就是：定义（Define）-测量（Measure）-分析（Analyze）-改进（Improve）-控制（Control）DMAIC是最有效的解决问题的方案之一，DMAIC要求项目的问题性质和程度的确认；问题发生的真实起因的辨认；与原因有关的解决方案的寻找；在项目完成后维护方案的建立都建立在数据的基础上。图2 DMAIC改进过程路径图4.1定义阶段（Define）4.1.1 概述这是DMAIC的第一阶段，这一阶段是项目组及项目发起人商定这个项目的定义。在这一阶段需要进行的活动包括回顾项目章程、验证顾客之声和企业之声、验证财务的收益、验证高层次的价值流图和范围、建立沟通计划、选择和成立团队、建立项目计划及完成项目定义阶段评审。在定义阶段需要回答以下几个问题：真正的问题是什么？我们需要达到什么样的目标？对公司而言，有什么收益？4.1.2 工具方法介绍定义阶段所用到的部分工具方法介绍如下：SIPOC图SIPOC是一种建立第一层级流程图的工具，包括：供应商（Suppliers）： 向流程提供任何与流程有关的信息、表格、材料（输入）的任何人或组织；输入（Input）：一个流程所要加工或使用的材料或数据流程（Process）：工作的步骤输出（Output）：提供给客户的产品、服务或者信息等客户（Customers）：接收流程输出的任何人，流程的下一步，或者最终的客户SIPOC图示例如下：图3 SIPOC图示例RACI模型RACI是一个用以明确组织变革过程中的各个角色及其相关责任的相对直观的模型。变革过程是不可能自发或者自动进行的，必须有人对其进行作用，促使进程发生变化。因而，就很有必要对谁做什么，以及促发什么样的变革进行定义和描述。 谁负责（R = Responsible），负责执行任务的角色，具体负责操控项目、解决问题。 谁批准（A = Accountable），对任务负全责的角色，只有经其同意或签署之后，项目才能得以进行。 咨询谁（C = Consulted），在任务实施前或中提供指定性意见的人员。 告知谁（I = Informed），及时被通知结果的人员，不必向其咨询、征求意见。RACI示例图如下：图4 RACI模型示例Pareto 图Pareto 图对了解现状非常直观，帮助我们快速方便得找到问题的根本原因，并定义结果。Pareto 图是根据“关键的少数和次要的多数”的原理而制做的。也就是将影响产品质量的众多影响因素按其对质量影响程度的大小，用直方图形顺序排列，从而找出主要因素。其结构是由两个纵坐标和一个横坐标，若干个直方形和一条折线构成。左侧纵坐标表示不合格品出现的频数（出现次数或金额等），右侧纵坐标表示不合格品出现的累计频率（如百分比表示)，横坐标表示影响质量的各种因素，按影响大小顺序排列，直方形高度表示相应的因素的影响程度（即出现频率为多少），折线表示累计频率（也称帕累托曲线）。通常累计百分比将影响因素分为三类：占0%80%为A类因素，也就是主要因素；80%90%为B类因素，是次要因素；90%100%为C类因素，即一般因素。由于A类因素占存在问题的80%，此类因素解决了，质量问题大部分就得到了解决。Pareto 图示例如下：图5 Pareto图示例4.2测量阶段（Measure）4.2.1 概述测量是关键的过渡阶段，用于证实或更准确地把握问题以及开始寻找引起问题的根本原因。测量阶段要进行的活动包括测为了更好的了解和集中做更细致的价值流图、界定关键输入因素,流程, 和输出因素的衡量、完成数据搜集计划、验证测量系统、搜集现状的数据、算出现在的过程能力、完成测量阶段的评审。测量阶段着重以下问题：为达到目标，衡量的依据什么？标杆？绩效？流程中有浪费吗？收集相关数据，运用TIMWOOD，VSM价值流图，SWIMLANE泳道图等工具对需要优化的流程进行现状进行观察。4.2.2 工具方法介绍测量阶段所用到的部分工具方法介绍如下：控制图控制图是在直角坐标内画有控制界限，描述生产过程中质量波动状态的一种图形。控制图法可以利用控制图区分质量波动原因，判别生产过程是否处于稳定状态，如下图所示：图6 控制图示例 控制图法有五个步骤：选定质量特性、收集近期数据、确定控制界限、绘制控制图、修正控制界限。 控制图法的判断准则：（1）判稳准则。判稳准则用来判断生产过程是否处于稳定状态，判稳准则有三条，分别为：1、连续25个点都在控制界限内；2、连续35个点之多1个点落在控制界限外；3、连续100个点之多2个点落在控制界限外。即使过程被判定为处于稳定状态，对于落在界外的点也必须执行“20字方针”，即“查出异因、采取措施、保证消除、不再出现、纳入标准”。（2）判异准则。判异准则用来判断质量活动过程是否存在异常因素，生产过程的质量波动是正常的还是异常的。判异准则主要有两条：点出界或点在控制线上，判断异常；控制界限内的点排列不随机，判断异常。所谓“点排列不随机”是指点的排列呈现某种规律，比如：控制点屡屡接近控制界限、控制点集中在中心线附近、控制点呈现周期性变化等等。在实际应用过程中，由于上述的判异准则过于复杂，因此可以将其进行简化成以下几条具体准则，以便于实际应用：1、用点超出控制线或在控制线上，视为异常；2、连续7点向上或向下，视为异常；3、连续7点在CL以上或以下，视为异常；4、正常情况下，大约有2/3的点位于上下控制线之间的中央1/3区域内，若不符合则视为异常。过程能力分析 过程能力是指过程（或工序）处于稳定状态下的实际加工能力。它是衡量工序质量的一种标志。对加工过程的工序能力进行分析，可使我们随时掌握制造过程中各工序质量的保证能力，从而为保证和提高产品质量提供必要的信息和依据。过程能力分析示意图如下所示：图7 过程能力分析示例过程能力指数，是指工序在一定时间里，处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力。它是工序固有的能力，或者说它是工序保证质量的能力。过程能力指数的值越大，表明产品的离散程度相对于技术标准的公差范围越小，因而过程能力就越高；过程能力指数的值越小，表明产品的离散程度相对公差范围越大，因而过程能力就越低。因此，可以从过程能力指数的数值大小来判断能力的高低。从经济和质量两方面的要求来看，过程能力指数值并非越大越好，而应在一个适当的范围内取值。（1）过程能力指数Cp、Cpk ，我们常常提到的过程能力指数Cp、Cpk是指过程的短期能力。 Cp是指过程满足技术要求的能力，常用客户满意的偏差范围除以六倍的西格玛的结果来表示。 Cp=（允许最大值-允许最小值）/（6*) 表4 cp标准Cp界限判断应采取的措施Cp1.67过程能力判断1、 修订标准，缩小公差，保证更高的质量水平2、 降低对原材料或机械设备的要求，放宽检查，设法降低成本。1.33Cp=1.67过程能力充足1、 采用控制图控制工序，使其处于稳定状态，并保持过程能力值不变。2、 适当简化差评检验工作，正确节约管理费用。1Cp=1.33有过程能力1、利用控制图来监视工序状态的变化，确保产品质量稳定。2、调查机械能力，确认机械能力充足后，再过渡到工序管理。0.67Cp=1过程能力不足1、 分层调查影响过程能力的各种主要因素，并采取相应措施，使其恢复正常。2、 对产品进行全数检查，进行分级筛选确保出厂成品的质量。Cp=0.67无过程能力1、 不能继续生产，必须改革工艺，待确认过程能力充足后，再进行正常生产。2、 对已生产的产品进行全数检查。Cpk是指过程平均值与产品标准规格发生偏移的大小，常用客户满意的上限偏差值减去平均值和平均值减去下限偏差值中数值小的一个，再除以三倍的西格玛的结果来表示。 Cpk=MIN(允许最大值-过程平均值，过程平均值-允许最小值）/（3*) Cpk的评级标准如下表所示：（可据此标准对计算出之制程能力指数做相应对策）表5 cpk标准A+级Cpk2.0特优可考虑成本的降低A+ 级2.0 Cpk 1.67优应当保持之A 级1.67 Cpk 1.33良能力良好，状态稳定，但应尽力提升为A级B 级1.33 Cpk 1.0一般状态一般，制程因素稍有变异即有产生不良的危险，应利用各种资源及方法将其提升为 A级C 级1.0 Cpk 0.67差制程不良较多，必须提升其能力D 级0.67 Cpk不可接受其能力太差，应考虑重新整改设计制程。（2）过程能力指数Pp、Ppk 与Cp、Cpk不同的是， 过程能力指数Pp、Ppk是相对长期的过程能力，要求其样本容量大， 其公式同Cp、Cpk一样，但是全部样本的标准偏差，即等于所有样本的标准差S。流程图及价值流图流程图和价值流图是精益六西格玛工具箱中最有效的测量工具之一。流程图是用图形展示流程，识别流程每个步骤以及相应步骤的输入和输出，使流程可视，帮助识别改进的机会。一张价值流图通过增加更多的数据扩展了流程图的用途，如：物料和信息流；操作规范； 过程和交付周期等。SWIMLANE 泳道图是以业务流程或管理流程为主，分清各个阶段各个相关部门的职责。泳道图示例如下：图8 泳道图示例直方图直方图又称质量分布图，是一种几何形图表，它是根据从生产过程中收集来的质量数据分布情况，画成以组距为底边、以频数为高度的一系列连接起来的直方型矩形图，如下图所示。图9 直方图示例直方图绘制方法：（1）记录50个以上的数据，分成六个以上的组，并做好记号（2）计算组距的狂度。用组数去除最大值和最小值之差，求出组距宽度（3）计算各组的界限位。各组的界限位可以从第一组开始依次计算（4）统计各组数据出现的频数，制作频数分布表（5）绘制直方图。以组距为底长，以频数为高，绘制各组的矩形图。作直方图是的目的是为了研究产品质量的分布状况，据此判断生产过程是否处在正常状态。因此在画出直方图后要进一步对它进行观察和分析。在正常生产条件下，如果所得到的直方图不是标准形状，或者虽是标准形状，但其分布范围不合理，就要分析其原因，采取相应措施。4.3分析阶段（Analyze）4.3.1 概述在这一阶段需要进行的活动是：识别潜在的根本原因；减少潜在的根本原因的列表；确认根本原因和输出之间的关系；估计根本原因对于关键输出因素的影响；根本原因优先化；完成分析阶段的闸口核查。在这一阶段需要回答的问题是：什么原因造成流程中的问题？为什么？各原因之间是否有相关性？关键分析策略：有两个关键输入源可用来确定所研究问题的真正原因，数据分析和过程分析。数据分析：利用测量和数据（已经收集的或在分析阶段新收集的数据）来辨别有关问题的模式、趋势或者其他因素，用以提出并证实或推翻可疑的原因。过程分析：深入调查和理解工作过程，以识别可能引起问题发生或对问题起作用的不一致性、“不衔接性”或问题领域。可以运用因果图、鱼骨图或数据统计ANOVA分析等寻找造成流程中存在问题的真正原因。4.3.2 工具方法介绍分析阶段所用到的部分工具方法介绍如下：因果图（C&E Diagrams，Fihbone， 鱼骨图）:因果图分析要求团队从一个“果”开始，“果”可能代表一个问题或有些情况下代表期望的效果或结果。因果图分析形成一份“果”的可能原因的结构化清单。因果图是一种思维工具，它帮助团队理清思路，找出可能引起某个问题的各种原因。影响产品质量和顾客满意度的原因可归纳为五大类，即人（人员）、机（机器设备）、料（资料、材料）、法（方法）、环（外界条件），从这五个方面去挖掘产生问题的原因究竟是什么，也可针对不同的问题，寻找可能的解决方案。采用因果图来理清思路出于两个目的：一是确保没有漏掉可能存在的原因，二是决定哪些原因应该做进一步研究。图10 因果图示例散点图（Scatter Plots） 散点图是一种判别两个测量结果之间或者指标之间是否存在一种关系的简单工具。通常，这种图像化的呈现已足够证实（或识别出）某项原因，如有必要，可应用更复杂的统计工具对两个因素间的相关程度进行量化研究。图11 散点图示例4.4改进阶段（Improve）4.4.1 概述改进阶段需要做的活动包括找出可能的解决方案、评估,选择和优先化最好的解决方案、画出未来价值流图、解决方案试验、确认项目目标的达成、完成全部的改进实施计划、完成改进阶段的闸口核查。在这一阶段需要回答下列问题：是否需要对所有的原因采取改进措施？采用改进措施是否会影响别的流程或指标？是否有潜在风险？改进阶段的的改进步骤可以参考，一：头脑风暴，优先选择改进措施；二：建立行动项列表；三：实施流程改进；四：重复能力评估并与改进目标做比较；五：建立标准作业程序；六：监控绩效 & 达到改进目标。4.4.2 工具方法介绍改进阶段所用到的部分工具方法介绍如下：头脑风暴头脑风暴法(Brain Storming，BS法)又称智力激励法、或自由思考法(畅谈法，畅谈会，集思法)