從科學方法論看各類質量問題解決法的應用

丁海寧

隨著19世紀末20世紀初泰勒科學管理的實踐和應用，質量管理在企業中開始獨立成為一項專職工作，發展至今大致經歷了質量檢驗、統計質量控制、全面質量管理三個不同的階段。質量管理的理想目標之一是沒有質量問題的發生，但現實中質量工作者每天要耗費大量時間和精力去處理各類質量問題，因此找到一種適合自己和本企業的高效質量問題解決方法與工具是每個質量工作者最為關切的需求。

目前，比較典型的系統性質量問題解決方法包括8D問題解決法（8 Disciplines Problem Solving）、EPS法(Effective Problem Solving)、豐田問題解決法TBP(Toyota Business Practices)、質量問題歸零法等。在這些系統性方法中，還使用到各種具體的工具，如QC七工具、5WHY法等。這些方法或工具在理論上都是有效的，但企業在導入應用時會碰到各種問題，員工也提出各種抱怨，甚至可能出現放棄了科學方法而回到原始的憑經驗工作的狀態。造成上述現象的一個主要原因是應用時生搬硬套，只注重形式而忘記目的。質量問題解決方法是質量管理科學的一部分，不同的解決法都是依據科學方法論發展演化而來的，因此回到事物本源、掌握本質方法、不拘泥于表面形式，對于質量工作者而言尤為重要。本文基于科學方法論的起源和發展過程，梳理出其核心要點，對照分析各類質量問題解決方法的應用，提出它們的共同本質，為質量工作者靈活運用提供參考和借鑒。

1 科學方法論的發展與核心要點

本文論述的科學方法論指近代自然科學方法論，即研究自然科學的一種方法，如觀察法、實驗法、數學方法等。它起源于古希臘，成熟于文藝復興和近代工業時期，經過培根、笛卡爾、伽利略、牛頓等不同時代科學家不斷研究和實踐而成形。古希臘哲學注重理性思辨，公元前5世紀由蘇格拉底、柏拉圖、亞里士多德等發展形成了完整的形而上學；公元前3世紀，歐幾里得在前人基礎上著述了《幾何原本》，從一些基本定義出發提出5個公設和5個公理，再通過推理建立了完整的數學體系大廈，為近代科學的發展奠定了基礎。公元14世紀開始的文藝復興運動催生了近代工業和科學，這一時期的培根提出了“觀察、實驗、歸納、總結，發現真理、驗證真理”的思想方法，強調實驗的重要性，由實驗結果通過歸納總結出一般規律[1]。與培根強調實驗不同，笛卡爾認為科學與數學在本質上是統一的，一切規律都可以通過數學方法演繹推理出來，倡導科學研究中的演繹法。笛卡爾還在他的方法論著作中提出了研究問題的四個步驟[2]。

1）不盲從，不接受自己不清楚的道理；

2）對于復雜的問題，盡量分解為多個簡單的小問題來研究；

3）解決這些小問題時，按先易后難的順序進行；

4）解決每個小問題之后，再綜合起來，看是否徹底解決了原來的問題。

這四步基本構成了后續科學研究的標準步驟，提升了科學研究的速度和有效性。培根與笛卡兒的觀點互為補充，一個強調實驗，一個強調數學推理；邏輯上一個強調歸納，一個強調演繹。伽利略則將兩者結合起來，用實驗方法、數學方法和邏輯論證作為科學研究的基本方法。

牛頓繼承和發展了培根、笛卡爾、伽利略等人的科學方法與方法論，提出了一套完整的科學方法體系。“分析”和“綜合”是這套體系的核心方法，也是兩個關鍵過程。“分析”是通過對現象的觀察和實驗，然后經過歸納、類比和抽象得出一般性原理；“綜合”是對一般性原理進行演繹、理想化、公理化推出新的原理，然后通過對現象進行進一步解釋來驗證原理。分析和綜合通過數學方法進行聯系，形成完美的PDCA閉環，見圖1[3]。

圖1 牛頓分析與綜合科學方法論

總結科學方法論的核心要點如下。

1）結構化思維和工作方式，將一件復雜的事情拆分為各個子模塊，按固定的步驟去處理，包括發現和提出問題、將問題分解為若干個子問題、分別解決單個子問題、最后綜合解決。

2）PDCA循環原則，對現象進行觀察和實驗，總結歸納出一般性原理并對原理進行驗證確認，再由一般原理演繹出新的原理，將新的原理應用在現象中進行驗證并應用。此過程和方法循環往復，推動科學不斷發展和前進。

3）強調觀察實驗和數理邏輯推理，以及基于事實的驗證和確認。

2 典型質量問題解決法

優秀的企業在解決質量問題時會進行總結歸納，規定問題處理的原則、要求和步驟等，然后擴展到供應鏈、行業甚至更大范圍，逐步形成統一規范的質量問題解決方法，如8D和豐田問題解決法（TBP）分別來自汽車行業的福特公司和豐田公司，我國的質量問題歸零法來自航天行業。

2.1 8D問題解決法

8D問題解決法也稱團隊導向問題解決方法或8D報告。二戰期間，美國政府率先采用了一種類似8D的流程——“軍事標準1520”，又稱為“不合格品的修正行動及部署系統”。1987年，福特汽車公司首次發布了8D文件，這一方法因而被命名為TOPS（Team Oriented Problem Solving），即“團隊導向問題解決法”。在20世紀90年代末期，福特公司又增加D0步驟作為流程的開始，應用范圍從福特公司擴展到福特供應鏈公司和其他汽車公司，從而在某種程度上成為汽車行業處理質量問題的標準，并在其他行業得到廣泛應用。8D問題解決法包括以下步驟。

?D0（計劃）：針對要解決的問題，確認是否要用到8D問題解決法，并決定先決條件。

?D1（建立團隊）：建立一個團隊，其由擁有產品或制程專業知識的人員組成。

?D2（定義及描述問題）：用可以量化的4W1H（何人Who、何物What、何地Where、何時When、如何How）來識別及定義問題。

?D3（實施臨時對策）：選擇臨時對策，矯正已知的問題；實施并確認此對策，避免問題擴散。

?D4（識別并確認根本原因和漏失點）：找出所有可以造成此問題的原因，并且找到為何在問題發生后沒有注意到該問題。所有的問題原因都需要經過確認或證實，不只是單純腦力激蕩的結果。

?D5（制定永久對策）：針對問題原因，制定糾正措施。措施應針對問題“產生”和“未探測到”的根本原因進行系統性驗證，并基于“有效性”和“效率”兩方面原則選擇糾正措施。

?D6（實施和確認永久對策）：實施選定的永久對策，并基于事實確認永久措施的效果。

?D7（采取預防措施）：為了避免此問題或類似問題再度發生，修改管理系統、操作系統、作業流程等。

?D8（感謝團隊成員）：認可團隊的整體貢獻，經由組織正式地感謝此團隊。

2.2 豐田問題解決法

豐田問題解決法（TBP）源于豐田生產方式（Toyota Production System, TPS）。20世紀50年代豐田開始導入TPS，并在實踐中不斷改善和推陳出新。隨著豐田汽車事業的國際化，為使全員掌握和踐行共同的價值觀，2001年豐田社長張富士夫簽批了以“智慧與改善”和“以人為本”這兩大支柱為基礎的豐田之道（Toyota Way，TW）。2005年張富士夫簽批了實踐TW的具體工作方法——豐田問題解決法，成為豐田全球通用的解決問題的方法[4]。豐田問題解決法包含8個步驟[5]。

?步驟1：明確問題。把業務的最終目標（期待水平）與目前的狀態進行比較，看是否存在差距（問題）。

?步驟2：分解問題。將一個大而模糊的問題分解成一個個能夠著手處理的具體的小問題。在這個過程中特別強調現場現物觀察，如此才能準確掌握問題。

?步驟3：設定目標。針對分解后的問題，從重要度、緊急度、擴大傾向(嚴重化)等角度綜合判斷，確定解決問題的先后順序，設定解決目標。

?步驟4：把握真因。調查引發問題的關鍵原因，找出真正的原因。

?步驟5：制定對策。針對真正的原因，提出對策方案，制定計劃。

?步驟6：貫徹實施對策。按照實施計劃自律而迅速地行動，積極進行縱向和橫向交流。

?步驟7：評價結果和過程。對實施結果和過程進行驗證和評價，從正反兩方面都進行評估，確認是否達到設定目標。

?步驟8：鞏固成果。將成功的過程標準化，鞏固并推廣，同時開始下一個次優先級問題的確定和解決，即回到步驟3，不斷循環，直到最初的大問題得到徹底解決。

2.3 質量問題歸零法

質量問題歸零是在航天工程實踐中總結形成的具有中國航天特色的質量問題閉環管理方法，對在設計、生產、試驗、服務中出現的故障、事故、缺陷和不合格等問題，從技術和管理兩個維度分析產生的原因、機理，并采取糾正措施、預防措施，以從根本上消除問題，避免問題重復發生[6]。

1）技術歸零：從技術上按“定位準確、機理清楚、問題復現、措施有效、舉一反三”5條要求逐項落實，并形成歸零報告或技術文件的活動。

?定位準確：確定解決問題的對象，找到問題發生在哪個環節、部件。

?機理清楚：通過分析、計算或試驗等手段，確定問題發生的根本原因。

?問題復現：通過試驗或其他驗證方法，復現發生的質量問題，證實定位的準確性和機理分析的正確性。

?措施有效：針對發生的質量問題，制定并實施糾正措施，并經過驗證，確保問題得到解決。

?舉一反三：把發生質量問題的信息反饋給本組織、本型號，并通報其他組織、其他型號，檢查有無可能發生類似模式或機理的問題，并采取預防措施。

2）管理歸零：從管理上按“過程清楚、責任明確、措施落實、嚴肅處理、完善規章”5條要求逐項落實，并形成管理歸零報告和相關文件的活動。

?過程清楚：查明質量問題發生和發展的全過程，分析產生問題的原因，查找管理上的薄弱環節或漏洞。

?責任明確：分清造成質量問題的責任單位和責任人，分清責任的主次和大小。

?措施落實：針對管理上的薄弱環節或漏洞，制定并落實有效的糾正措施和預防措施。

?嚴肅處理：對由于管理原因造成的質量問題嚴肅對待，從中吸取教訓，達到教育人員和改進管理工作的目的；對重復性和人為責任質量問題的責任單位和責任人，根據情節和后果，按規定給予處罰。

?完善規章：針對管理上的薄弱環節或漏洞，健全和完善規章制度，避免質量問題的發生。

3 典型問題解決法的科學分析

比較以上三種問題解決法的步驟，可以看出它們都是典型的結構化處理方法，均遵循了PDCA原則，包含了問題識別和描述、問題原因分析、制定和實施措施、效果確認、鞏固和標準化的過程，如圖2所示。

圖2 典型質量問題解決法PDCA過程

3.1 問題識別和描述

三種解決法均強調問題的識別，強調從4W1H角度描述具體的現象、時間、地點、人物、后果（影響范圍）等基本信息，特別是問題歸零法在這個環節提出了很高的要求。這實際上是科學方法論中實驗觀察的一部分，需要到第一現場調查研究，才能掌握客觀詳細的數據和信息。實踐工作中容易犯的錯誤是對問題信息掌握不全就開展下一步工作，造成后續工作偏離了基于事實的基本原則。根據掌握的信息，有時需要進一步對問題進行分解——這就是笛卡爾提出的將大問題分解成小問題的方法——找到切入點，并排定問題解決的優先次序。

3.2 原因分析

原因分析是質量問題處理過程中最重要的一環，三種解決法也對此提出明確要求。8D要求運用魚骨圖、5WHY法等分析每一個根本原因；TBP要求以4M1E（人、機、料、法、環）為切入點分析要因并通過5WHY把握真因；歸零法要求從工程技術上厘清機理，并通過問題復現來驗證原因。這個過程要充分使用科學的邏輯推理，包括歸納、演繹等分析與綜合方法，并通過必要的試驗進行驗證，確保找到根本原因。

3.3 制定和實施措施

三種解決法均要求針對根本原因制定具體、量化、可操作的措施，在實施前還要進行驗證，根據不同的問題可采用理論驗證，或實物驗證，或兩者均要做。8D將永久措施和臨時措施分列為兩步，在確定原因前先實施臨時對策，快速圍堵問題，防止問題的擴散；TBP和歸零法雖沒有單獨列出實施臨時對策的步驟，但在制定措施環節要求考慮臨時措施和永久措施。

3.4 效果確認

措施執行下去是否有效，三種解決法均要求進行確認和客觀評價。不僅要確認結果，也要確認過程，一方面防止執行偏差造成結果達不到預期，另一方面驗證按措施控制過程是否會引起其他問題。

3.5 鞏固和標準化

8D強調完善潛在缺陷、管理系統及工作流程等以防止問題再現；TBP要求將成果固化，將成功機制積極地橫向展開，提升組織整體的水平；歸零法要求舉一反三，將糾正措施落實到同批次、同樣機理設計生產的其他產品上，形成歸零報告。三種方法均要求對前面制定的措施進行鞏固，形成標準，從而為新的問題解決和改善打造下一步的起步平臺。

4 總結

從以上分析可以發現，8D、TBP和問題歸零三種典型的質量問題解決法在具體的步驟和流程上雖有差異，但基本原理和運行機制是一致的，均按照科學的結構化方法去開展工作，將問題一步步細化，以事實為基礎，注重邏輯推理和觀察試驗相結合，通過PDCA不斷改進。其他有效的質量問題解決法也莫不如此。因此，作為質量工作者，不必拘泥于方法的表面流程和形式，受方法本身所困，重要的是掌握方法背后的本質，根據自身情況進行選擇和靈活運用，或者在此基礎上進行改進，以達到工具方法為我所用的目的。