六西格瑪質量管理在W公司中的應用研究

劉釗

摘要：本文對某型號嵌入式電烤箱裝配合格率進行了分析，針對W公司月裝配合格率偏低的問題引入了六西格瑪質量管理方法和工具，通過相關性分析對主要影響因素進行了優化和改善，以期提高嵌入式電烤箱的裝配合格率，減少管理成本，提升客戶滿意度，驗證了六西格瑪質量管理在現代制造企業實施的可行性和有效性。

關鍵詞：六西格瑪;質量管理;DMAIC;嵌入式電烤箱

西格瑪是希臘字母表中第18個字母“σ”的譯音，在統計學中稱為標準差，常用表示數據的離散程度或個體偏離目標值的程度。σ越小就表明數據的離散程度和波動程度越小，反之則表明越大。六表示6倍的含義，通過我們說的六西格瑪即表示為6倍的標準差。

六西格瑪質量管理是一個以質量為管理主線，以顧客需求為中心，利用對數據和事實的分析，提升一個組織的業務流程能力的管理方法體系。這一方法體系包括一組強大的系統工具箱。首先，這些方法是針對流程改進的，六西格瑪質量管理在定義、測量、分析、改進、控制的各個階段使用大量工具[1]。其次，這些方法都是基于數據和事實驅動的，所有的方法都需要數據或信息做基礎。最后，通過對數據的量化分析，找到需要改進的核心流程，從而降低成本和縮短生產周期，提升企業競爭力。

一、項目背景

W公司是國內知名的電器設備制造公司，目前公司現有占地面積26.71公頃，總資產約20億元人民幣，擁有員工1000多人，現已成為一家綜合性的家電生產企業。公司主要從事嵌入式烤箱的生產和銷售。年生產能力約800萬臺，市場具有極高的占有率。

根據公司最新統計數據顯示，2019年嵌入式烤箱的月一次裝配合格率僅在61.7%，無法完成公司90%預期目標。在這種狀況下，企業通過超額生產來彌補不合格品在需求訂單數量上的不足，與此同時，產能的增加也產生了大量的報廢產品以及部件，增加了管理成本，降低了客戶滿意度，最終導致W公司失去核心競爭力。為此，W公司成立六西格瑪項目團隊，使用科學的方法和工具來提產品的合格率，減少不良品及部件的報廢。

二、定義階段

定義階段也稱改進機會階段，由于產品生產流程中每一個問題都可以視為改進的機會，故在此階段是找到客戶所需關鍵指標，確定目標及其范圍，明確什么是“缺陷”。

項目團隊對過去一年的不良產品進行了研究，發現嵌入式電烤箱主要有以下4種不良：氣密不良、結構功能不良、外觀不良、電器功能不良。故嵌入式烤箱產品質量的改善可為圍繞這4個方面開展。

明確了方向以后，我們采用不良率排列圖法來確定最主要的缺陷因素。根據統計結果顯示：氣密所占比例為66%，外觀不良為23%，結構功能不良為6%，電器功能不良為5%，由此不難看出，存在的制造缺陷主要來源于氣密不良，致使產品裝配率合格率低。

三、測量階段

測量階段是通過統計學的方法來分析各個測量因素對測量的結果造成的影響，驗證數據產生的波動是否來源于過程本身，并對測量系統的有效性做出判定[3]。

1.測量系統的驗證和過程能力分析

測量系統的驗證主要是對測量系統的重復性和再現性進行分析，評估測量系統的精準程度，判定測量系統是否可靠。項目團隊隨機抽取了10個樣件，選擇3名測量人員分別對每個樣件測量3次，測得的結果為：測量系統Gage R&R=6.21%≤10%，重復性=3.88%≤10%，再現性=4.28≤10%，可區分的類別數=19≥10，所以，判定該測量系統能力良好。

項目團隊在確定了現有的測量系統可信賴的基礎上，對過程能力進行了分析和計算，將測量的數據輸入Minitab軟件進行計算，得出CPK=0.88，所以，根據工序等級評價標準，判定該產品的工序能力不足，需要采取改善措施。

2.影響因素分析

項目團隊分別從人員、機器、原料、方法、環境5個方面對導致產品氣密不良的原因進行分析，并從中找出10個導致氣密不良的主要原因。隨后，又利用FMEA分析對這10個影響因子進行了綜合評估，通過計算影響因子的風險系數值，確定了有影響因子中RPN系數值大于100的共有3個，它分別是：旋鈕尺寸、熱處理溫度、氣管角度。

四、分析階段

在分析階段，我們將對在上一節篩選出的3個關鍵因子，進行逐一驗證，以去除影響不顯著的原因，避免不必要的改善投入，表1給出了驗證方法和結果。

綜上，旋鈕尺寸的變化對氣密不良具有顯著的影響，因此，需要在改善階段對這個關鍵因子進行改善，而熱處理溫度和氣管角度的變化對氣密不良無顯著影響，不進入改善階段。

五、改善階段

改善階段主要任務是針對分析階段所確定的關鍵問題，給出有效的解決方案，并實施解決方案。在分析階段，項目團隊已經找到了影響產品裝配合格率的關鍵因子“旋鈕尺寸”。并選擇使用相關性分析法來對旋鈕尺寸進行改善。

通過Minitab軟件確定了擬合方程為：108.4-11.53×氣密值，由于產品氣密標準值是0±0.5，所以計算得出旋鈕的最佳尺寸為102.6～114.2mm。因此，項目團隊將原設計參數110±5mm調整為107±5mm。

六、控制階段

控制階段主要是通過有效的改善措施對改善成果進行固化，以確保改善措施長期有效。

首先，通過對改善后的產品進行過程能力評定來驗證改善措施是否有效。其次，從制度上做好更改，對作業標準進行更新。最后，做好執行工作，使整個改善措施長期實施。

項目團隊從改善的產品中隨機抽取100個樣本，并將測量的旋鈕的尺寸輸入到Minitab軟件，對其進行過程能力分析，得出CPK=1.33，說明過程能力充足。隨后，項目團隊對產品整體的合格率進行追蹤，在改善后的1個月內，月平均首次合格率達到91.5%，相比改善前的61.7%有了顯著提高。

七、總結

本文將六西格瑪質量管理方法和工具應用到實踐，分別從定義、測量、分析、改善、控制這5個階段進行深入分析和闡述。首先，在定義階段確定了需要改進的產品和缺陷。其次，在測量階段通過Gage R&R驗證了測量系統的可靠性，同時利用FMEA分析篩選出了3個主要的潛在因子。再次，在分析和改善階段利用相關性分析從3個潛在因子中找出了關鍵因子，并通過擬合方程組計算出了旋鈕的最佳尺寸。最后，驗證了六西格瑪質量管理在W公司實施的可行性和有效性，產品改善后月裝配合格率達到了91.5%，超過了公司預期的目標。

參考文獻：

[1]馬琳，何楨.六西格瑪質量管理[M]，中國人民大學出版社，2006.108-146.

[2]馬風才，谷煒.質量管理[M]，機械工業出版社，2017.02.