六西格码方法在制丝车间质量管理中的初步应用

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摘 要 本文主要概述了6西格码的一些独特创新方法(如6σ团队,DPMO,劣质成本,DMAIC,防差错设计等)在上海卷烟厂制丝车间质量管理中的初步应用,并结合车间的应用实践,介绍了车间的一些应用实例,就6西格码今后的应用思路作了简述。

  关键词 6西格码 DPMO 劣质成本 质量管理 防差错设计

  1.引言

  随着市场竞争的愈发激烈,对质量管理工作的重视已不言而喻,一项全新的质量管理模式由于在摩托罗拉和通用电气公司中取得的显著效果,已引起世界各国企业的高度重视,这项管理便是6西格码管理模式。西格码原文为希腊字母sigma,符号为σ,其含义为“标准偏差”,6西格码意为“6倍标准差”,在质量上表示每百万坏品率(parts permillion,简称PPM)少于3.4。正因为6西格码(以下用6σ表示)模式包含了一整套系统的理论和实践方法,着眼于揭示生产流程中每百万个机会当中有多少缺陷或失误,对企业产品质量的提高和综合效率的提升具有科学的指导意义。国内的不少企业都在积极尝试应用该模式的理论和方法,但在国内烟草行业应用的却非常之少,因此,推广和推进6西格码的应用对上海烟草质量管理水平和核心竞争力的提升具有相当的现实和长远意义。

  2.应用背景

  上海烟草集团与上海朱兰质量研究院在2002年年底开展的6σ合作项目主要是运用当代国际先进的管理方法,对上海烟草集团公司的产品质量、质量管理、企业竞争力现状水平进行客观的分析与评价。对上海烟草(集团)公司目前主要产品质量的现状,运用6σ方法进行评估。根据生产核心流程图,测量“缺陷数”、“机会数”,计算出“合格率”,得到产品的“百万机会的缺陷数”(DPMO),再换算为质量改进的空间和途径,预计改进的效益。

  按照该项目的研究报告给出了当前上海卷烟厂制丝车间关键工序点质量特性值(CTQ)的DPMO值,并根据流通合格率(RTY)的计算方法得出相应流水线的流通合格率,并换算成σ水平。用σ水平来评价车间的质量管理水平。当时评价的主要情况如下:

  叶丝:0.95963;
SIGMA水平=3.246

  梗丝RTY:0.926064;
SIGMA水平=2.947

  掺配RTY:0.996074;
SIGMA水平=4.158

  我们知道3至4西格码的水平,意味着每百万个机会中已经产生6210至66800个缺陷,虽然说烟草流程性生产的特点可以相对弥补前道生产工序缺陷对后序产品质量的影响,但它确实客观反映了制丝生产线上个别工序点质量特性值的过程能力不足的问题,这与车间推行的统计过程控制(SPC技术)中发现的部分工序过程能力指数(Cpk)偏低是相吻合的,可以说6σ方法的应用既不与SPC技术相矛盾,相反,6σ的很多创意对推进SPC技术的深化应用和提升车间质量管理水平具有非常的指导和实践意义,下文主要概述了制丝车间就6σ理论中一些较为独特的方法(如6σ团队,DPMO,劣质成本,DMAIC,防差错设计等)的初步应用。

  3 6σ方法的应用简介

  3.1关于团队

  3.1.1概念

  6σ管理的一大特点是要创建一流的基础设施,确保企业提高绩效活动具备必要的资源。首先是必需的人力资源,一般6σ管理的成员组成如下。

  倡导者(Champion):一般由企业高级管理层组成,其主要职责为调动和提供企业内部和外部的各项资源,确认和支持6σ管理全面推行,管理和领导黑带主管和黑带。

  黑带主管(Master Black Belt):与倡导者一起协调6σ项目的选择和培训。该职位为全职6σ管理人员。其主要职责是理顺人员,组织项目实施,决定“该如何培训黑带和为其提供技术支持,推动黑带们领导的多个项目”。

  黑带(Black Belt):为企业全面推行6σ管理的中坚力量。该职位也为全职6σ管理人员,负责具体执行和推广6σ管理。同时肩负培训绿带的任务。为绿带和员工提供6σ管理工具和技术的培训,提供一对一的支持。

  绿带(Green Blet):为兼职人员。是企业内部推行6σ管理众多底线收益项目的负责人。他们侧重于6σ在每天工作中的应用。他们通常为企业各基层部门的骨干或负责人。实施过程中可根据实际情况决定6σ与其工作的比例。

  6σ组织结构见图1:


图1 6SIGMA组织结构



  3.1.2方法应用

  制丝车间2005年的目标是成立车间6σ团他,培养2-5名绿带,1-2名黑带,并开展4个6σ项目。车间通过整合各类资源,共选派了6人参加6σ项目的系统培训,参加人员涉及的岗位涵盖值班长、工段长、设备管理员、工艺质量员及统计员多个岗位,为车间开展6SIGMA项目提供各种条线上的技术人才,并重点以6σ项目的形式开展其方法的探索和研究。

  另外在车间内部建立6σ学习交流制度,在广大的职工中加大6σ管理培训力度,建立起广泛的6σ群众基础。

  3.2关于DPMO(每百万机会缺陷数)

  3.2.1概念

  DPMO是6σ中独特的质量水平评价指标,表示一百万次机会中出现缺陷的个数。为了便于理解,先介绍几个基本概念。

  单位:过程加工过的对象,或传递给顾客的一个产品及一次服务。

  缺陷:产品没有满足顾客的需求或规格标准。

  缺陷机会:单位产品上可能出现缺陷的位置或机会。

  1、p(不合格品率)

  p=不合格品数/产品数

  2、DPU(单位产品的缺陷数):

  DPU=缺陷总数/产品数

  3、DPMO(每百万机会缺陷数):

  DPMO=缺陷总数×106/机会总数

  其中,机会的定义:一个产品有n个CTQ(关键质量特性),任何一个CTQ不合格都会导致产品不合格,这n个CTQ就是这个产品可能出现缺陷的n个机会。

  所以,过程的质量水平是用DPMO来评价的,通过DPMO与σ质量水平之间的对照表,就可以从DPMO查得质量水平。6σ就是3.4DPMO。

  3.2.2方法应用


  以2002年年底的6σ项目中94#软包牡丹σ水平计算为例,表1是部分工序点的CPMO水平:

表1 部分工序点的DPMO水平


  从上表可以看出,某些指标如回潮加料_加料料温的DPMO为33333.33,其σ水平只有3.3左右,相对其他指标而言,明显偏低,今年该指标将作为一个主要的工艺课题研究,并寻求解决的方法。

  3.3关于COPQ(劣质成本)

  3.3.1概念

  劣质成本是指不给过程增值的那一部分运行成本。它既包括非符合性成本,又包括符合性成本中不增值的一部分。6σ质量的含义是要具有使顾客忠诚的产品(服务)特性,又无缺陷,如图2所示:

  由图可知,在满足特性和无缺陷的前提下,获得更高的收入和更低的成本以最大的限度地提高效益是6σ管理的根本目的,而减少不增值的劣质成本是识别项目,以及挑选评估直至界定项目的的重要的依据和标准。摩托罗拉(Motorola)和通用电气(GE)推行6σ之所以成功是他们发现了企业中还有一个不增值的“隐藏的工厂(The hidden factory)”,如图3所示


图2 6SIGMA质量水平的含义


  产品形成理论周期就是不用等待、停止和准备就完成全部阶段的过程时间。可见,关键就要减少不增值勤的活动,也就是降低劣质成本。


图3隐蔽工厂

图中“圆圈”是增值的活动,“方块”是不增值的活动。


  3.3.2方法应用

  上海烟草的卷烟产品由于一直市场畅销,价格坚挺,效益良好,以往较多地关注产品质量的高投入,往往会忽视本身非增值过程的劣质成本。根据梳理建立的车间各类劣质成本单项目的金额统计情况,仅2005年一季度我车间劣质成本(内部)总额为1千万左右,根据对劣质成本各组成部分的分析可以看到:废品损失的金额占到了劣质成本的大部分,如下图4所示:


图4 2005年车间一季度劣质成本组成


  对车间一季度废品损失的各组成部分做排列图5如下:


  图5 2005年车间一季度废料损失组成


  根据排列图中关键因素确定原则,可以得到制丝车间的地面物料、车间湿料、车间制丝灰这三个项目是废料损失中的关键因素,根据分析可得:制丝车间湿料中物料水份较大,且内部杂物较多(湿料主要是各类筒体中清洗出来的各类物料及部分输送设备用水清洗下的物料,水份已远远大于工艺要求的最大值),无法再重复使用。车间制丝灰是生产线生产过程中从机台中获得的烟末,也无法重新使用。而车间地面物料中主要是设备清洁时储叶柜、喂料机、切丝机等设备放出的烟叶、烟丝等物料,通过对车间各位置产生的地面废料观察和研究后,发现储叶柜、烟叶喂料机和叶丝线切丝机中放出的物料具备回用的价值,而且这些地点产生的废料占到全部地面烟末很大部分,因此对储叶柜、喂料机、切丝机放出的物料进行筛分、回用,提高烟叶利用率,挖掘“水下金矿”,降低劣质成本是完全可行的,这也是2005年车间6σ的实施项目。

  3.4关于DMAIC

  3.4.1概念

  DMAIC是6σ质量管理法中具体的实施模式,共分为五个阶段,即D(Define)、M(Measure)、A(Analysis)、I(Improve)、C(Control)阶段,分别为界定阶段,测量阶段,分析阶段,改进阶段和控制阶段。其特点在于:

  一是融入了各种工具和技术,是包含了项目管理技术、统计分析技术、管理方法等方面技术综合而成的系统方法。

  二是在各个阶段,整个过程都建立在统计技术的数据分析基础上,依据数据分析的结论进行决策,帮助企业以科学的方式认识和解决问题。

  由于6σ管理的关键是通过一套以统计科学为依据的数据分析,测量问题,分析问题,改进优化和控制效果。因此6σ管理非常重视过程每个阶段的项目工具的准确选择和正确使用。

  3.4.2方法应用

  DMAIC能否有效实施是检验6σ应用的方法论正确与否的标志,制丝车间今年开展6σ应用的重点就是要通过运用DMAIC的方法来指导改进项目并实践出6σ团队,因此车间建立了如《减少烘丝筒出口处干头干尾叶丝重量》项目的项目书工作表和SIPOC流程图,其目标陈述和当前水平中的数据皆为测量阶段测量数据。

表2 DMAIC项目工作表


  相关方(Stakeholders):

  工艺质量科、设备科、掺配工段、制丝工段切丝工序、制丝工段预处理工序


  表3 问题/机会陈述工作表

  表4 SIPOC工作表(宏观)

  表5 SIPOC工作表(详细)


  3.5关于POKA-YOKE(防差错系统)

  3.5.1概念

  日本的质量管理专家、著名的丰田生产体系的创始人新江滋生先生根据其长期从事现场质量改进的丰富经验,首创了POKA-YOKE的概念,其理念是尊重工人的才智,通过防差错技术和装置的应用,替代过去依靠人工完成的重复劳动,并杜绝那些由于难以保持高度注意力和记忆力而产生缺陷,实现更低的投入和创造更高的效益。

  质量控制技术在经历了检验质量控制和统计质量控制的过程后,POKA-YOKE带来了无缺陷现场质量控制的理念。POKA-YOKE将生产中的差错分为主观差错和客观差错。为了防范和消除这些差错,POKA-YOKE采用寻因检验,把检验的重点由判别缺陷转向寻找差错;
一旦发生差错,立即制止和纠正,避免形成缺陷产品。防差错系统的基本类型:接触法、定值法和运动步调法;
其常见防差错装置有定位销,出错报警器、限位开头、计数器、检查表。

  3.5.2方法应用

  根据车间历年工序异常和潜在缺陷的情况分析,我们发现随着产品质量要求的提高和高速率复杂生产的密度加强,依靠监控人员注意力和责任心来保证的“无差错”可靠性相对高标准的σ水平而言,显得越来越不适应,而依靠先进的防差错技术和管理思路来确保产品的“零缺陷”是完全必要和可行的。

  例如,车间今年实施的《实现制丝车间生产线由自动化向智能化转型》项目,其意图在于,运用防差错系统中的运动步调法和报警式防差错装置,实现烟叶预处理和制丝线的智能化控制,在烟叶、烟梗及掺配加香等关键点的设备电气控制中采用皮带秤与料液流量的互锁,使得原先料液流量跟踪叶片或烟梗流量施加,改为互动跟踪,且流量跟踪匹配度低于一定程度时,自动停车。同时在生产线的各段工序加入报警,按其所在工序的关键程度和生产异常的危害程度将报警类型分为报警显示、报警后自动跟踪、报警后自动关机。

  4.今后应用思路

  制丝车间虽然在质量管理中应用了一些6σ的方法,但很多仅是接触了皮毛,只可以说是在了解了其方法之后的初始探索,要把它坚持并成为质量管理的主导思路和方法,我们还有许多工作要做。

  首先,要强化6σ管理对企业文化建设的作用。通用电气之所以能够“‘野火燃遍整个GE’”,并取得巨大的成功,重要的不是他有多少人掌握了6σ的理论,多少人成为了黑带和绿带,而在于他们在致力于产品与服务质量改进的同时,肯花大力气去改造他们与6σ质量不相适应的企业文化,以使全体员工的信念、态度、价值观和期望与6σ质量保持同步,保证了6σ质量战略的成功。同样,要确保“零缺陷”的制丝质量,光靠规章制度和持续改进也是不够的,强化并树立“一丝不苟”的质量文化,用6σ的理念确保一次成功同样非常重要。

  其次,要坚持在日常质量工作中实践应用6σ方法。对我们而言,虽然已经有了ISO等流程管理的基础和SPC技术应用的积累,但对于非常强调方法的6σ理论而言,我们的能力和习惯还不足,有时在质量改进中会出现“方法用老经验,总结写6σ语言”的现象,这说明我们在人员技能和意识方面还存在很大的改进空间,必须明确的是,任何一种管理思想、管理工具只有通过长期实践,才可能得其精髓,创造出良好得效果,6σ同样如此。

  最后,要始终注重应用6σ方法分析和挖掘生产过程的缺陷机会和过程潜力。制丝车间的产品质量还有许多需要解决的问题,如部分质量特性值的非正态分布,控制图的应用要从控制CTQ(关键质量特性)到控制KCC(关键因素控制),制叶丝、制梗丝和掺配工序的σ水平差异,以及劣质成本的进一步下降,都需要我们始终以过程质量精度和适宜的产品成本为方向,不断应用6σ方法分析和挖掘生产过程的缺陷机会和过程潜力,以追求卓越的品质质量为目标。

  参考文献:

  1.六西格玛核心教程 主编唐晓芬 中国标准出版社2002年

  2.六西格玛是什么主编 彼得·潘德等 中国财政经济出版社2002年

  3.现代质量管理学 主编张公绪 中国财政经济出版社2001年

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