关于6SIGMA法若干问题的研讨（上）
□ 郎志正

    摘要：6SIGMA法的推出是基于科学技术的发展以及管理理论和方法的发展。6SIGMA法在世界上一些组织中的成功实践，证明了它是一种有活力的质量改进方法。6SIGMA法的核心是6 SIGMA (6σ)。它的本质是一种具有自身核心特征、明确的目标、科学的工作程序、严密的组织形式的质量改进方法。6SIGMA的特点是：1）以项目的策划和实施为主线；2）以数据和数理统计技术为基础；3）以满足顾客需求为导向；4）以零缺陷和卓越质量为追求；5）以科学的工作程序为模式；6)以取得经济效益为目的。6SIGMA不同于全面质量管理（TQM）和ISO9000。尽管QC小组与6SIGMA活动有极为相似之处，6SIGMA法和QC小组是有区别的。应用6SIGMA法时，需注意以下事项：1）有效的方法就是质量管理或质量改进最好的方法;2)最高管理者的领导和支持是有效推行6SIGMA法的保证；3）6SIGMA活动应结合组织的实际灵活开展；4）注意与本国和本组织文化背景相协调；5）缺陷的发生不仅只存在于生产过程，也发生在其他过程；6）6SIGMA法致力于控制偏离；7）不一定要应用高难度的工具和技术；8）6SIGMA法着眼于用好现有“资源”；9）要和TQM的推行、ISO9000族标准的贯彻和质量管理体系的建设相结合；10）质量管理方法要不断推陈出新。
    关键词：6SIGMA法、质量管理、质量改进、TQM、QC小组

0 引言

    6 SIGMA(六西格玛)法是以项目的策划和实施为主线，以数据和数理统计技术为基础，以满足顾客为导向，以零缺陷和卓越质量为追求，以科学的工作程序为模式，以取得效益为目的的一种质量改进方法。
    6 SIGMA法的推出是有其时代背景的：
    a)科学技术的发展。20世纪80年代以来，世界科学技术的迅猛发展，特别是计算机技术、自控设备和流水线、加工单元和管理信息系统的广泛应用，使产品和服务质量、过程质量有了一个展翅飞跃的基础，为6 SIGMA所要求的高质量水平创造了条件。
    b)管理理论和方法的发展。系统论、信息论、控制论以及概率和数理统计在世界范围内广泛而又卓有成效的应用，特别是质量管理理论和方法的发展，如TQM(全面质量管理)的满足客户需求，三全(全面质量、全过程和全员)管理，ISO 9000族标准所总结的八项质量管理原则和组织质量管理体系建设，追求卓越的质量管理奖模式，SPC及各种质量控制方法的运用经验，以及始于宇航和军工产品的项目管理实践等，给6 SIGMA法提供了理论基础和丰富的营养。
    有人说质量管理经历了传统质量管理阶段、统计质量管理阶段和全面质量管理阶段后6 SIGMA法是第四个阶段，这种说法作者不敢苟同，正如美国著名质量管理专家哈林顿(James Harrington)博士所说：“质量管理有上千种方法，6 SIGMA法是其中的一种”*。何况6 SIGMA法中也吸收并运用了不少其他质量管理理论和方法。任何一种质量管理方法都有其应用的范畴和条件，有它自己的特点和运用的成效，但都不能包治百病。但，6 SIGMA法在世界上一些组织中的成功实践，证明了它是一种活力的质量改进方法。

1 6 SIGMA

    “6 SIGMA法”所以这样命名，其核心概念显然是6 SIGMA(6σ)，图1用正态分布来表示6 SIGMA法中的“6 SIGMA”的含义。其中：
    M：规格中心
    USL：(Tu):上规格界限
    LSL：(Tl):下规格界限
    μ：平均值，分布中心
    σ：标准差
    μ(1.5σ):平均值，偏离1.5σ的分布中心
    ppm(Parts per Million)：百万单位产品中的不合格品数，即1ppm=1×10-6
    P：不合格品率
    图1中对于分布中心μ与规格中心M 重合的情况下：
    a)μ±3σ
    =0.0027=2700ppm
    b)μ±6σ
    =0.00000000197≈0.000000002
    =0.002ppm
    图1中对于分布中心μ与规格中心M不重合并偏离1.5σ的情况下：
    a)μ±3σ情况
    =0.066803=66803ppm
    =0.0000034=3.4ppm
    在这种情况下超出规格界限的不合格品率为66803ppm+3.4ppm≈66806ppm
    b)μ±6σ情况
    =0.0000034=3.4ppm
    ≈0
    在这种情况下超出规格界限的不合格品率为3.4ppm。


    表1中为分布中心无偏离和偏离1.5σ两种情况下的百万单位不合格品率。
    以下结合图1对6 SIGMA作进一步解释。
    1.1 μ与σ
    事物总是在波动之中的，如果影响事物的每一项偶然因素对事物的总和影响是均匀的、微小的、没有一项特别突出的，那么这些影响事物的偶然因素的总和是近似地服从正态分布。一般地，产品和过程的质量特性常常符合正态分布。正态分布的数学表达式为：


    由上式可见，正态分布的参数式特征值是平均值μ和标准差σ，它们分别代表了事物的平均水平和分数程度，μ和σ的数值决定了正态分布曲线，μ决定了正态分布曲线在坐标系中的位置，σ决定正态分布曲线的形状，即“胖瘦”程度。6 SIGMA法重视质量特性的波动，重视质量特性的分散程度。人们常常反映，国产碳素钢的硫、磷等杂质的平均水平并不比发达国家差，但硫、磷含量的分散程度却大得多，热处理后钢材的性能也就波动大，这样造成了产品设计用材的困难和浪费，以及加工时的工艺问题。但是，也不能说6 SIGMA法只关注反映分散程度的σ，抛开了反映平均水平的μ，μ和σ实际上是不可分割的。问题在于实际生产和工作中，人们更加熟悉平均值，常用平均值来判断事物的优劣，从而可能导入了误区。6 SIGMA法告诉我们在平均值μ达到一定要求情况下，标准差σ成为影响质量特性的关键因素，是人们应该关注的焦点，存在着亟待解决的质量问题和挖掘“金山”的前景，是大有潜能的“隐蔽工厂”(hidden factory)。
    1.2 3σ到6σ
    在“过程能力分析”中，描述了用μ±3σ标准来衡量过程(工序)能力的方法，当分布范围为μ±3σ时产品质量合格的概率可达99.7%，并认为这时具有良好的精确度和经济性。随着科学技术的发展，使产品质量的大幅度提高有了可能并达到合理的成本，特别是从顾客和市场需求着眼，产品质量的提高已经成为组织在竞争中立于不败之地的关键。许多高科技产品、高档次产品以及高标准服务已经不能满足于μ±3σ的水平，必须有一个飞跃，能不能达到μ±6σ，即6σ水平，已经成为许多先进企业关注的问题，6 SIGMA法正是为组织树立一个追求卓越的方向和目标。

2 6 SIGMA法的本质

    随着世界科学和技术、管理的理论和技术的发展，为质量管理方法新苗的茁壮成长提供了肥沃的土壤，其中之一的6 SIGMA法倍受人们的关注，在企业界和质量界引起了广泛的兴趣。对这种方法有人称之为“6 SIGMA管理”，有人称之为“6 SIGMA工程”，有人称之为“6 SIGMA质量”，有人干脆称之为“6 SIGMA”。另一方面，有人认为它是“质量管理的第四阶段”、有人热衷于讨论它的“管理理论、管理战略”、“文化因素”、“新思想”等等，这都涉及了对6 SIGMA法的本质和特点的认识。那么，什么是6 SIGMA法的本质？6 SIGMA法的本质可以这样描述：
    2.1是一种方法
    与其他许多质量管理的方法一样，是众多的质量管理方法之一。质量管理是指“在质量方面指挥和控制组织的协调的活动”，它包括组织的质量工作的方方面面，同时质量又渗透到组织的各项工作之中。6 SIGMA法并未涉及一个组织的全部质量管理内容和整个系统，把6 SIGMA法夸大为质量管理发展的第四阶段是欠妥的。6 SIGMA法作为一种方法，它的对象不是一个组织或整个系统，而是某个局部或某个项目，即针对某个项目从输入到输出全过程的目标所采用的步骤和手法。
    2.2是一种质量改进的方法
    6 SIGMA法与控制图、直方图、相关分析、抽样检验、方差分析、试验设计等方法不同，后者是概率和数理统计性质的方法；6 SIGMA法与关键特性分析，故障模式、影响和危害度分析等方法不同，后者是技术性质的方法；6 SIGMA法与采购质量管理、不合格品管理、质量审核等方法不同，后者更多的是管理性质的方法；6 SIGMA与水平对比法、质量功能展开(QFD)、流程图等方法不同，后者更多的是逻辑推理性质的方法。6 SIGMA法兼有概率和数理统计、技术、管理和逻辑推理等性质，这是由于6 SIGMA法是“质量改进”的方法，它必须综合运用数理统计、技术、管理和逻辑推理，采用多种方法来达到质量改进的目的。
    2.3是一种具有自身核心特征、明确的目标，科学的工作程序、严密的组织形式的质量改进方法
    一种有效的、具有可操作性的质量改进方法，必须有其自身的特征、工作的程序和方法、严密的组织形式，读者可以从以下6 SIGMA法特点来理解6 SIGMA法。
　

3 6 SIGMA法的特点

    6 SIGMA法具有以下特点：
    3.1以项目的策划和实施为主线
    6 SIGMA法离不开项目，DMAIC模式和DMADV模式都从项目策划开始，选择和确定项目目标，界定项目范围和条件，经过项目的实施，取得项目的成果并进行总结，通过6 SIGMA活动达到产品质量水平和过程质量水平的改进。离开了项目就不存在6 SIGMA法，因此，6 SIGMA法是贯穿了项目策划和实施这条主线的。
    3.2以数据和数理统计技术为基础
    从6 SIGMA法的命名已经说明了6 SIGMA法与数据和数理统计技术密不可分的关系。无论“渐变”式的改进，还是“突变”式的改进，都需要对现状进行分析，发现已经存在和潜在的问题等。改进的基础离不开数据和数理统计技术，如平均值μ、标准差σ、平均缺陷数DPU、机会平均缺陷数DPO、百万机会平均缺陷数DPMO、不合格品率p、合格率q、流动合格率qr、平均流动合格率qrA、过程最终合格率PEY、过程能力指数Cp和Cpk、故障率λ(t)、可靠度R(t)等，用数量化的方法来寻求质量改进。因此，6 SIGMA法是以数据和数理统计技术为基础的。
    3.3以满足顾客需求为导向
    6 SIGMA法一个非常重要的理念就是任何一个6 SIGMA项目或问题的解决，都要从顾客的需求出发，让顾客满意，追求顾客忠诚，它是6 SIGMA的两个核心特征之一。因此，在推行6 SIGMA法时，时刻要心怀顾客，以满足顾客需求为导向。
    3.4以零缺陷和卓越以质量为追求
    3σ到6σ，百万单位不合格品率从2700ppm下降到0.002ppm(无偏离时)，或从66803ppm下降到3.4ppm(偏离为1.5σ时)，质量水平提高了两万倍以上。6 SIGMA法为质量水平提出了极高的标准，也就是追求无缺陷，追求卓越质量，追求“一次成功”。这种追求是以科技的进步和科学方法的应用为基础的，并不是好高骛远。
    3.5以科学的工作程序为模式
    过河要有桥，任何一种有效的方法，一定要有科学的工作程序。6 SIGMA法是在实践中总结建立了界定—测量—分析—改进—控制(DMAIC)模式或界定—测量—分析—设计—验证(DMADV)模式，形成了一种科学的、规范的、容易理解的、有可操作性的步骤和方法。
    3.6以取得经济效益为目的
    6 SIGMA法两个核心特征之一就是使组织运作的资源成本最少，以取得组织优良的经济效益。明确提出这个核心特征，强调6 SIGMA活动的全过程中关注成本，把成本的减少作为目的，使组织经营的风险降到最小和取得的经济效益最高，是6 SIGMA活动的重要特色。
    美国朱兰研究院院长，著名质量管理专家杰茨福·戴佛(Jaseph Difo)博士说：“6 SIGMA关注顾客需求，关注顾客满意度的提高，更为关键的是，它同时还能提高公司的经济效益。这也是GE热衷于6 SIGMA的根本原因。质量和效益挂起钩来，才能显示出质量的作用”。“令人担心的是，有的企业在实施6 SIGMA项目时过分地注重财务效益而不考虑顾客的需求。应将财力效益和顾客忠诚联系起来才行”。国际著名质量管理专家雷纳德·桑德霍姆(Lennart sandholm)博士说：“实施6 SIGMA管理的关键是逐个项目的展开，最高领导者的支持，持续改进等等”；    “首先，6 SIGMA项目的确定，应来源于数据，选择的项目应是能实现更大改进的，而且不能一下子选择太多的项目；其次，项目的实施是逐项展开的；还有，项目组应选择相应的6 SIGMA课程进行培训，项目管理者要有效地选择项目，决定团队怎样去作这个项目，对结果要进行测量和跟踪”。
    从以上戴佛博士、桑德霍姆博士以及本文开始段落中引用的哈林顿博士对6SIGMA法的认识可以看出，6 SIGMA法及其本质、特点是以项目的策划和实施为主线，以数据和数理统计技术为基础，以满足顾客需求为导向，以零缺陷和卓越质量为追求，以科学的工作程序为模式，以取得效益为目的的一种质量改进方法。(未完待续)
    *2001年作者在上海与哈林顿博士、刘源张院士、唐晓芬院长等共进晚餐谈到6 SIGMA法时，哈林顿博士发表的看法。
(作者系北京理工大学教授，国务院参事)

摘自《上海质量》
　

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