3M公司實施質量方法降低產品缺陷案例

背景

3M公司成立于100多年前，公司在成立之初僅有一項核心工藝生產技術——研磨材料(也稱為砂紙)，之后逐漸通過多樣化的技術為客戶提供生產服務，發展為擁有250億美元資產的行業巨頭。研磨材料部門為工業和運輸業客戶提供創新型產品，如：膠紙帶、膠粘劑、涂料和磨料等。公司開發出多種改進形式的涂敷磨料，如移動式皮帶、后座帶、多功能板料等。

數年前，3M公司研磨材料業務的領導人發現顧客投訴量上升，而研磨帶的制造和拼接方面出現缺陷是引起顧客投訴的首要原因。組織的銷售代表把40%的時間用于處理顧客投訴，而這些時間原本應用來從事銷售活動。研磨帶的缺陷使顧客遭受損失，同時公司銷售額降低，限制了公司的發展，阻礙了公司實現財務目標。

建立項目團隊

針對公司客戶對磨料產品不斷提出投訴，公司執行副總裁宣布實施質量改進。他指出，公司需要循序漸進地進行質量改進，來實現銷量增加的戰略目標。各部門、車間和生產線分別展開了公司的戰略目標。3M成立了研磨帶質量改進項目團隊，啟動了研磨帶改進項目，旨在將DPPM從12000減少到500。研磨材料部設定了本部門的目標：每百萬產品缺陷數（DPPM）平均每年降低25%；投訴處理時間平均每年減少15%。研磨材料質量經理喬·普利比爾負責指導該改進項目團隊。該項目目標是：通過提供給客戶可靠性水平更高、質量更優和更耐用的產品，創造顧客價值，從而提升顧客的生產率。這與3M的公司目標相一致——創造顧客價值，促使顧客獲得成功，從而實現組織的發展。

團隊成員認為，研磨帶質量改進項目取得成功將會帶來積極的成效，包括：產品可靠性水平提升，缺陷率減少，增進對生產過程和產品的認識，生產過程能力提升。

團隊通過分析，進一步證實了公司工業研磨材料產品中質量投訴最多的是研磨帶的制造和拼接環節，團隊采取了兩種方法來實施改進過程：1）采用Top-200方法（針對前200個重要大客戶而設立的方法，通過數據分析和客戶訪談，跟進重要客戶，確保滿足客戶需求），根據公司主要客戶的需求立即采取行動；2）應用精益六西格瑪方法，推進長期持續的質量改進。

識別潛在的根本原因

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團隊通過使用流程圖、因果圖、帕累托圖和其它質量工具來確定客戶對研磨帶投訴的根本原因。團隊在使用Top-200時，采用基本的圖表工具，來收集客戶信息，并進行數據分析。然后，他們使用精益六西格瑪方法，通過DMAIC（界定—測量—分析—改進—控制）來識別可能導致產品和過程出現缺陷和差錯的潛在根本原因。表1列出了團隊用于識別潛在根本原因所使用的方法——Top-200和精益六西格瑪。

在使用Top-200和精益六西格瑪進行改進的過程中，數據收集和數據分析很關鍵，有助于確定根本原因以及相關性。首先，通過Top-200方法，團隊對投訴和研磨帶測試信息進行分類，這些信息對分析重要客戶關于研磨帶產品缺陷問題起到了支撐作用。團隊也建立了一套全面的數據采集系統，以收集原材料、過程信息、成品測試和廢料方面的數據。

內部和外部利益相關方提供寶貴的信息，銷售人員、技術服務代表和最終用戶提供有關差錯方面的信息和缺陷樣本。例如，團隊成員與Top-200客戶會面，繪制描述研磨帶壽命和研磨帶出現缺陷原因的因果圖。團隊促使客戶合作參與活動是有效的業務手段，后來其他業務部門也紛紛使用這種手段。

團隊通過應用“5個為什么(5 whys)”分析法來確定Top-200過程的最終根本原因和改進路徑，還與利益相關方對話，達成共識，并形成文件。此外，團隊使用統計軟件生成時間序列圖，比較數據組和計算過程能力值。

驗證最終根本原因

確定了最終根本原因后，該團隊也對每個原因進行驗證，如表2所示。通過Top-200方法確定的最終原因集中在作業指導書不完善、缺乏操作程序和產品使用不當方面。這些原因經過內部測試、審核、客戶試用和客戶訪談等得到驗證。通過精益六西格瑪方法確定的最終根本原因集中在設備能力差、過程測量差錯和測試方法不完善方面。Gauge R&R研究、設備能力測量和成品測試等對驗證潛在原因十分有用。

制定解決方案

該團隊通過頭腦風暴法討論、試驗和抽樣檢驗，聚集于Top-200過程的潛在解決方案。在一定程度上，潛在解決方案是結合了經驗、實施進度和實施費用等因素而建立的。在對缺陷樣本進行檢測之后，團隊實行數據分析，并將這些數據與歷史資料進行比較。

在實施精益六西格瑪的過程中，該團隊應用流程圖、因果圖、FMEA來制定針對缺陷的潛在解決方案。在實施了DMAIC的前三個階段之后，團隊成員應用FMEA工具得到潛在解決方案的風險順序數（RPN），得分最高的潛在解決方案將會獲得最高優先權。RPN值是基于失效產生后果的嚴重度、失效模式的發生頻度以及失效情況探測度計算得到的。

選擇最終解決方案的標準包括：試用結果、預期的客戶影響、改進速度、改進的難易程度、實施費用等（如圖1所示）。該團隊通過評價客戶解決方案（包括投訴和樣本審查、檢測結果和客戶反饋）來為Top-200選擇最終解決方案，這些信息記錄在Top-200計分卡中。對于精益六西格瑪項目，團隊把FMEA工具得到的RPN值進行排序，并輸入到帕累托圖。該團隊也使用傳統的“全面檢查”，并對FMEA中得分較低的因素和失效模式進行評審，以確保沒有忽略任何有價值的解決方案。

驗證解決方案

通過Top-200得到的解決方案包括改進產品規范，例如研磨帶拼接的準備條件。通過樣本試生產和產品測試，從組織內部對解決方案進行驗證。試生產訂單發貨后，團隊通過跟進客戶來對解決方案進行驗證。另一方面，通過精益六西格瑪方法得到的解決方案集中在過程設備改進方面。該團隊通過假設檢驗、過程能力測量和試驗設計來驗證設備的改進情況。通過試驗設計，可形成響應曲面圖和數學模型，有助于確定改進范圍和進度目標，并幫助解決問題。

在實施最終解決方案之前，團隊進行了相應的調整和改進。通過Top-200方法，對產品、標準、特殊處理程序和操作員培訓等進行改進。通過精益六西格瑪方法，團隊進行設備升級，以及實行對過程、產品和文件的更新。

總結

通過實施Top-200和精益六西格瑪方法，該團隊項目取得了來自內部和外部的多項成果，如表3所示。

通過改進項目，3M公司的研磨帶DPPM從12000降低到475，顧客投訴率減少了90%，研磨帶的銷售量增長了54%。此外，劣質成本減少，投訴處理時間縮短，顧客滿意度和忠誠度提升，研磨帶的質量得到了改進。

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3M通過實行ISO 9001，實施審核、文件化管理、采取糾正措施和管理評審等一系列手段，保持過程的持續改進。該團隊針對Top-200和精益六西格瑪項目制定了大量的過程控制計劃，實施審核和開展大量的培訓，確保了持續的質量改進。利用工廠儀表板（提示所有需要注意的統計量變化），團隊把數個質量和業務指標繪制成圖表并加以監控。此外，通過顧客滿意度和忠誠度調查，收集內部和外部反饋數據，并對數據進行分析和監控，以確保這些改進不僅能夠達到預期結果，而且符合公司目標和戰略。Top-200已經發展成為3M的主要方法。3M通過實行試生產訂單和客戶訪談，跟進所有的重要客戶，最終確保產品滿足顧客要求。

該項目還加深了公司對產品和過程的認識，團隊通過完善產品規范，改進過程、操作程序和原材料，以及進行測試，進一步滿足顧客的需求。只有真正理解了產品和過程中的技術，才能控制關鍵因素，最終為顧客提供始終如一的產品。

該項目取得的成功經驗包括：直接面向顧客，以便了解顧客如何使用產品；開展能夠預測產品性能的測試；運用數據、而不是憑感覺來進行決策。該項目不僅榮獲了3M公司的兩項企業質量成就金獎，還入圍參加美國質量學會的國際卓越團隊獎決賽。3M公司將繼續保持該團隊項目的發展勢頭，并設立了今后每年降低25%DPPM的目標，公司還努力開發許多創新性的磨料制品。