6 Sigma 基本概念

分享：易洪清

數據 . 流程 . 團隊

6 Sigma 基本概念主要內容介紹

• 6 Sigma 的發展歷史

• 什麼是 6 Sigma ?

• DMAIC 的改善架構

• 6 Sigma 組織

品质管理历史

IQC1940年代SQC

1970年代

TQC1980年代

TQM

6σ

Statistical quality control統計質量控制階段

Inspection quality control質量檢驗階段

Total quality control全面質量控制階段

Total quality management全面質量管理階段

二次世界大戰前

6 Sigma 的發展歷史

• 20 世纪 50 年代，日本从美国引入了质量控制的思想，先后多次邀请美国著名质量管理大师戴明 &朱兰博士去日本传授质量管理思想，此後质量有了大幅的提升。

• 20 世纪 70-80 年代，日本产品凭借过硬的品质，从美国人手中抢占了大量的市场份额； Motorola( 摩托罗拉 )也先后失去了收音机、电视机、半导体等市场， 1985 年濒临倒闭。

• 1978 年，因電視機利潤急劇下降，摩托罗拉將其電視機制造廠賣給了日本 松下電器，松下在短短幾年間使产品质量发生了极大的变化，电视机的缺 陷率只有摩托罗拉管理时期的 1/20。

• 摩托罗拉公司痛定思痛，得出了这样的结论：摩托罗拉失败的根本原因是其产品质量比日本同类产品的质量差很多。

• 当时，根据休哈特的理论，质量水平达到 3σ最为经济科学，包括日本在内的企業一般都把 3σ作为追求的目标。摩托罗拉雄心勃勃地提出了产品质量要控制在 6σ水平上，通过制定质量战略，采取改进措施，来满足顾客需求。 Six Sigma就是摩托罗拉质量改进活动中的最大的创意。

6 Sigma 的發展歷史

• 1987年，摩托罗拉決心全面推廣 6 Sigma ，訂下 5年達百倍品質改善的目標，現狀為 4σ。

• 1988年，摩托罗拉获得了美国全面優質管理大奖－马可姆 .波里奇奖。

• 1992 年，摩托罗拉、柯達、 ABB 、德州儀器和 IBM 建立了黑帶培訓架構。

• 1993 年，摩托罗拉集中 70多位工程師開發方法論： MAIC ， 95 年完成完整版 DMAIC

• 1987-97 年的 10 年間，摩托罗拉銷售額增長了 5倍，利潤每年增長 20%，通過實施 6 Sigma 管理所帶來的收益累計達 140億美元，股票價格平均每年上漲 21.3%，效果十分顯著。

• 摩托罗拉的成功效应影响了众多的美国企业，联合信号公司、德州仪器公司纷纷跟进。之后的 GE公司更是将六西格玛推向高潮， GE的前任 CEO几乎是沉醉其中，乐此不疲 , 韋爾奇要將六西格玛提升到打造通用電氣公司核心競爭力的戰略層次：六西格玛成了 GE的四大战略之一，六西格玛黑带是一个人提升的必经之路，员工奖金的 40％与推行六西格玛挂钩，冠军、黑带大师、黑带、绿带等新名词成为企业内让人羡慕的新职位。

6 Sigma 的發展歷史

GE实行 6-Sigma后的财务回报

- 30

+ 300

+550

+850

1996 1997 1998 1999$0

$300$600$900

$1200$1500$1800$2100$2400$2700$3000

$200 $170$300

$600$450

$1000

$450

$1300

成本利润

单位；百万美元

No Belt, No Promotion, No Bonus

• 1987-92 Motorola 摩托罗拉

• 1990 Six Sigma Research Institute Consortium

• 1990-93 Texas Instruments德州儀器 ,IBM,Polaroid 寶麗萊……

• 1994 Allied Signal聯合信號 ……

• 1995 General Electric 通用電器

• 1996 Intel英特爾 ,Citibank 花旗銀行

• 1998-9 NEC,Sony,Samsung三星 ,Fiat菲亞特 ,Nokia諾基亞 ,Seagate 希捷……

得益于 6-Sigma的著名企业

得益于 6-Sigma的著名企业

6 Sigma 業績

Annualized Savings 每年的節省

Allied Signal 聯合信號 $800 million

General Electric 通用電氣 $1 billion

Polaroid 寶麗萊 $100 million

Texas Instruments 德州儀器 $360 million

6 Sigma 是時尚嗎？

• 數量上： 1995 年之後，採用 Six Sigma方法的公司數量呈指數上升，據 99 年統計，當時的世界 500強中有近 10%的公司推行 Six Sigma ；

• 行業間：採用 Six Sigma方法的公司由原先的電子行業，目前已迅速拓展至汽車、化工、家電、家化、甚至服務業 (郵政、金融 ) ；

• 地域跨度：採用 Six Sigma方法的公司從美國迅速推廣至歐洲、日本；目前在中國也有許多公司開始認識 & 推廣 Six Sigma方法；

• 運用 Six Sigma方法獲得成功的企業的比例，遠遠超過 TQM 和 ISO 9000體系。

Misc:Tolerance:Reported by:Date of study:Gage name:

0

0.465

0.455

0.445

0.435

±iXX§õXX

Xbar Chart by OPERATOR

Sam

ple

Mea

n

Mean=0.4544UCL=0.4575

LCL=0.4513

0

0.02

0.01

0.00

±iXX§õXX

R Chart by OPERATOR

Sam

ple

Ran

ge

R=0.0043

UCL=0.009810

LCL=0

54321

0.465

0.455

0.445

0.435

UNIT NO

OPERATOROPERATOR*UNIT NO Interaction

Ave

rage

§õXX ±iXX

±iXX§õXX

0.47

0.46

0.45

0.44

OPERATOR

By OPERATOR

54321

0.47

0.46

0.45

0.44

UNIT NO

By UNIT NO

%Contribution

%Study Var %Tolerance

Part-to-PartReprodRepeatGage R&R

100

50

0

Components of Variation

Per

cent

Gage R&R (ANOVA) for DCR(1-3)

什麼是 6 Sigma？

The number one enemy of all processes is 過程改善的頭號敵人

VARIATION變異

1 2 3 4 5

1.66

1.71

1.76

1.81Xbar and R Chart

Subgr

Me

an

Mean=1.739

UCL=1.801

LCL=1.678

0.00

0.08

0.16

0.24

Ra

ng

e

R=0.1066

UCL=0.2255

LCL=0

1 2 3 4 5

Last 5 Subgroups

1.65

1.70

1.75

1.80

Subgroup Number

Va

lue

s

1.60 T 1.90

Capability PlotProcess Tolerance

I I I

I I I

I I ISpecifications

Within

Overall

1.65 1.75 1.85

Normal Prob Plot

1.6 1.7 1.8

Capability Histogram

WithinStDev:Cp:Cpk:

0.04584621.091.01

OverallStDev:Pp:Ppk:

Cpm:

0.04897731.020.95

1.01

Process Capability Sixpack for PIN

6 Sigma突破性改善思維就是關注過程，減少變異

( 在被炮擊時，躲在何處最安全？ )

什麼是 6 Sigma？

• 當我們從一過程中收集數據 ,會發現數據不會永遠相同 ,因為變異 (Variation) 在過程中隨時存在

製造流程

Step 1 Step 2 Step 3 Process Output

Output of Process Step

Equipment

Materials Environment

People

Methods

Information

什麼是 6 Sigma？

• 舉例：假設我們的生產過程是將金屬材料切割成每個長度為 10mm 的產品。當我們完成切割 1000個產品後，測量每個產品的長度，並將測量結果以直方圖形式表達，我們將會得到下列結果：

u 10 119

=Σxn = 9.8 mmu

u： Mean平均值

什麼是 6 Sigma？

u 10 119

σ： Standard deviation

標准偏差值

=σ =0.327

Σ(x- ) n-1

u

2

(以上公式為數學推理式，即在已知樣本情況下推理總體標准差值 )

1千個產品離均值的平均距離

什麼是 6 Sigma？

10

• 將平均值調整到盡量接近目標值

9.8

數量

長度

u = 9.8

u = 10

什麼是 6 Sigma？

10

• 將標准差σ降至最低 ( 最理想是0)

數量

長度

σ= 0.2

σ= 0.4

119

p(不良率 )

什麼是 6 Sigma？

• 相對來講，將平均值 u調整至接近目標值較為容易，我們最大的挑戰是降低標准偏差σ

糾正偏移

減小變異

什麼是 6 Sigma？

品质突破

时间

不合格

品率

历史水平 (0)自然变异在 0 以下(±30)

特殊变异

优化的水平 (1) 自然变异在 1 以内

(±31)

70%

6 Sigma–在日常生活中意義

• 什么叫 Sigma水准 /水平？品质特性值是正态分布时，从平均值到规格界限为止距离相当于标准偏差几倍的测度。

中心沒偏移目標值 (正態分布 )

Sigma 水准 (± kσ

)(= Cpk×

3)

Cp / Cpk

良率 % 不良率 PPM/DPMO

1 σ 0.33 68.27% 317,400

2 σ 0.67 95.45% 45,500

3 σ 1.00 99.73% 2,700

4 σ 1.33 99.9937% 63.4

5 σ 1.67 99.999943% 0.574

6 σ 2.00 99.9999998% 0.002

什麼是 6 Sigma？

-1 1 2 3 -2 4 5 6 -3 -4 -5 -6

68.27

95.45

99.73

99.9937

99.999943

99.9999998

u

USLLSL

中心偏移目標值 1.5σ

Sigma 水准 (± kσ

)(= Cpk×

3+1.5)

Cp Cpk 良率 % 不良率 PPM/DPMO

1 σ 0.33 -0.17 30.23% 697,672

2 σ 0.67 0.17 69.13% 308,770

3 σ 1.00 0.50 93.32% 66,811

4 σ 1.33 0.83 99.379% 6,210

5 σ 1.67 1.17 99.99767% 233

6 σ 2.00 1.50 99.99966% 3.4

什麼是 6 Sigma？

6σ

ZSHIFT=1.5 σ

6σ

4.5σ

USLLSL

Dr.Mikel J Harry(邁克 . 哈裏博士 )認為過程不同產品批之間的均值將發生偏移，平均偏移量為 1.5σ

• Shift

0.023.42336,21066,811

308,770

697,672

-

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

800,000

0 1 2 3 4 5 6 7

Sigma 能力

DP

MO

DPMO 和 Sigma能力

6 Sigma– 實際意義

3 sigma水平的公司

6 sigma水平的公司o 销售额中 20-30% 是损失费

用

o 百万中有 10000 个不良

o 依靠品质检查

o 保证高品质需要很多费用

o 不能按体系进行

o 承认并满足 99%

o 从内部决定 CTQ

o 销售额中 5-10% 是损失费用

o 百万中有 3.4 个不良

o 重点是工序中不产生不良

o 保证高品质所需费用更低

o 使用 DMAIC技法

o 不满足 99%

o 彻底的以顾客观点来决定 CTQ

• 4 sigma的水平是 30页报纸中有 1个错别字的品质水平• 5 sigma的水平是百科全书中有 1个错别字的品质水平• 6 sigma的水平是小规模图书馆中有 1个错别字的品质水平

99.99966% 好 (6σ)99%好 (3.8σ)

6 Sigma– 實際意義

• 每小時丟失 7個郵件

• 每 7個月有 1分鐘人們在飲用對人體有害的水

• 每周有 1.7 次外科手術出差錯

• 每五年在主要機場有 1 架飛機提前或延遲降落

• 每年開錯 68張處方

• 每 34 年停 1小時電

• 每小時丟失 20,000個郵件

• 每天有幾乎 15分鐘人們在飲用對人體有害的水

• 每周有 5,000 次外科手術有誤

• 在主要機場每天有 2 架飛機提前或延遲降落

• 每年開錯 20萬張處方

• 每月幾乎有 7小時停電

6 Sigma水平：讓客戶覺察不到不良的發生

什麼是 6 Sigma？

Six Sigma Tree

达成 Six Sigma，跟摘树顶端的水果是一样的。越接近最佳阶段难度越高。

因此 3σ→6σ 19650倍改善

2 → 3σ : 5倍改善3 → 4σ : 11倍改善4 → 5σ : 27倍改善5 → 6σ : 69倍改善

3 水准 3 水准

4 -Process 改善4 -Process 改善

掉在地上的果实直覺與經驗

结矮的果实Q7 / N7 (8D)

大部分水果DMAIC/DOE/TM

最好吃的水果DFSS(DMADV/

IDDOV)

5 - 改善设计5 - 改善设计

6 达成 6 达成

主觀與客觀的差異

1. 完全達到它契約上的責任 (A點到 B點 )2. 客戶判斷廠商的表現是依據他們自己流程的要求 (A點到 C點 )

廠商自認的本身貢獻

廠商的作業流程

客戶的作業流程

客戶對廠商貢獻的觀點

A CB

KPIV

6 Sigma焦點

管理好輸入可以得到好的輸出管理好輸入可以得到好的輸出

Y 相關的 结果 (输出

物 ) 影響 症状 观察 (監測 )

X1 . . . XN

独立的 输入 - Process

原因 问题 控制

为了取得成果把焦点对准 X 和 Y 中哪个 ?

f (X)f (X)Y=Y=KPOV

什麼是 6 Sigma？

• 從狹義上說：1. 它考慮了 1.5σ 的漂移，落在 6σ以外的概率只有 3.4PPM2. 它是在求證 Y = f(X)函數關系式3. 它是一個過程改進工具，整合了傳統的品質技術利用 DMAIC 的邏輯

(Motorola初始將它當工具來推行 - 6 Sigma搖籃 )• 從廣義上說：1. 它是一個管理方法，一個組織文化 (GE把它當公司文化來推行 – 讓

6 Sigma 發揚光大 )

• 目前有兩個較正規的 6 Sigma資格認證機構：• ASQ：美國質量協會 (盡量不要講統計 )• CAQ：中國質量協會 (馬逢時、張馳等，在統計方面更深入 )

( 销售的 4-5%)

第一次决定品质费用时，只包含如下图所示的用肉眼所看见的要素。

废弃Test 费用

再作业

顾客返品检查费用

不良

Recall

傳統的品質成本 (COPQ)

COPQ为总费用的20 - 35%

處理投訴過高的運費過多的庫存開票錯誤

过度现场服务费用 報價錯誤对现 program 的后续措施不足

过度职员離职 設計變更

错误制品的开发费用

急行料失去市場份額

重復的培訓用戶的折扣

企業信譽損失

不使用的生产设备

不好的市場預測

过度加班

废弃

Test费用再作业

顾客返品

检查费用不良

Recall

Six Sigma攻击全部“冰山” !

COPQ = 實際成本 -最低成本

Sigma& 品質成本 (COPQ)

水准 COPQ

6 销售额的 10% 以内 5 10 - 15% 4 15 - 20% ---------------------------------------- 3 20 - 30% 2 30 - 40%假如 XXX公司是 3 水准的企业， COPQ(低品质费用 )就至少占销售额 20%

• 与财务成果直接联系的测度改善

Cost Of Poor Quality

缺陷流出理論

無論你的檢查和檢驗技術有多好，你產生的缺陷越多，就有越多的機會讓缺陷流到客戶的手裡

¯N«e

¯N«á

959493929190898887

98

96

94

92

90

88

86

S 0.683557R-Sq 91.0%R-Sq(adj) 90.9%

Regression95% CI95% PI

Fitted Line Plot¯N«á = 8.505 + 0.9148 ¯N«e

流出缺陷

總缺陷數 / 單位

Y X

• 依据检查保证出貨品质• 为了确保高品质，发生检查、 重工、報廢等的 Loss

• 依据检查保证出貨品质• 为了确保高品质，发生检查、 重工、報廢等的 Loss

旧品质概念

品 质

失败费用 预防 & 鑒定费用

3σ

平衡點 费用

• 不造成不良的 Process 构筑• 不让发生检查、重工、報廢等的 Loss的概念

• 不造成不良的 Process 构筑• 不让发生检查、重工、報廢等的 Loss的概念

新品质概念

费用

品 质

4σ 5σ

6σ

失败费用

品質成本的 Paradigm Shift

预防 & 鑒定费用

平衡點

創建遠景 計劃 實施 制度化 6 Sigma文化

企業經營戰略

構建 6 Sigma組織結構

Project Selection

GB/BB 實施專案

Champion定期評審

利用 ISO 9000質量管理平台鞏固改善成果

形成 6 Sigma 企業文化：以顧客為導

向以資料為基

礎以盈利為目

的

高層支持： 6 Sigma結構；財務核算；客戶焦點資料驅動分析； 6 Sigma指標黑

帶承諾；獎勵和認可；文化行為改變；共同語言；變革管理

6 Sigma開展策略

6 Sigma開展策略

導入階段 全面展開階段 體系化階段

4.0σ

2007 年 2008 年 2009 年 2010 年 2011 年

5.0σ

6.0σ

5.8σ

5.5σ

六標準產經營模式建立高效能學習型追求挑戰 的組織建立

Lean Six Sigma 導入六標準差 BB 培訓講師養成六標準差專案優化核心流程NPE 六標準差品質改善

六標準差管理辦法優化六標準差 GB 培訓講師養成六標準差習慣用語養成供應商六標準差品質改善

六標準差管理辦法建立六標準差培訓制度建立六標準差概念宣傳六標準差網站架構製程六標準差品質改善

台達六標準差願景 :

短期：追求改善 ,降低成本 ,提高顧客滿意

中期：培育專業人才

長期：創造高效能，不斷學習，追求挑戰的組織

R&D 六標準差品質改善全面的六標準差改善活動持續的人才培養

6 Sigma開展策略

“三星电子”阶段别推进战略

확 산( 2 0 0 1 년 ~ 2 0 0 2 년 )

도 입( 2 0 0 0 년 )

체 질 화( 2 0 0 3 ~ 2 0 0 4년 )

2 σ

3 σ

4 σ

5 σ

66 σσ• D a ta 에 의 한의 사 결 정

• 벽 없 는 조 직

• 전 문 가 양 성• 6 σ 개 념 · 용 어 교 육• 교 육 프 로 그 램 개 발• 제 도 의 틀 마 련

• 혁 신 V i s i o n 과 연 계• 개 발 프 로 세 스 접 목

• C O P Q 분 석 체 제 정 립• 간 접 부 문 활 성 화

• 경 영 전 략 연 동• 임 원 프 로 젝 트 수 행• 프 로 세 스 별 전 문 가 양 성• 성 공 사 례 개 발 · 확 산 • 절 차 · 용 어 통 일

• 6 σ 경 영 모 델 완 성• 평 가 · 관 리 시 스 템 개 발

• G B M 별 특 화 전 략• 보 이 지 않 는 부 실 제 거• 全 사 원 1 人 1 과 제 수 행• 해 외 / 협 력 사 확 산

GOAL

●与革新 Vision联系●开发 Process完善● COPQ分析体制定立●间接部门活性化

● 专家养成● 6Sigma概念 .用语养成● 教育 Program开发● 准备制度模式

●经营战略连动●任职员 Project执行● Process别，专家养成●成功事例开发 ,扩散

● GBM特化战略●消除看不见的不实●全社员一人一课题执行●海外 /协力社扩散

●顺序、用语统一●6Sigma经营 Model完成●评价 .管理 System开发

扩散（ 2001-2002 年） 体系化（ 2003-2004 年）导入 (2000 年）

6Sigma●根据 Data的

决定●无隔阂组织

6 Sigma方法介紹

影響業務的實際問題

統計問題Y = f(X1,X2,

…,Xn)

統計解決長期的約束和控制計劃

對業務產生積極影響的實際解決

6 Sigma專案

以最小的資本投入，用一系列工具和方法來有效解決具有複雜過程的問題

Define ：定義關鍵的環節。

Define ：定義關鍵的環節。

Measure: 找出關鍵環節的所有可能缺陷。

Measure: 找出關鍵環節的所有可能缺陷。

Analysis: 了解缺陷造成的主要原因。

Analysis: 了解缺陷造成的主要原因。

Improve ：修正錯誤 , 找出最正確的流程。Improve ：修正錯誤 , 找出最正確的流程。

Control ：確保改善持續維持。

Control ：確保改善持續維持。

DMAIC

突破性方法 - DMAIC

6 Sigma ： DMAIC 架構

Define 定义 Y

1. CTQ是什么?2. Y的目标是什么?3. 小Y(第二级)是什么?4. 项目的流程是什么?

Measure 测量 Y X

1. 针对Y的MSA分析.2. Y的现状如何?3. 对X主观筛选(关键因子).4. 有快速改善吗?

Analysis 分析 X

1. 针对X的MSA分析.2. 验证关键X.3. 有快速改善吗?4. 验证后非关键因子怎么办?

Improve 改善 X1. 关键X的最佳值和范围?2. 有快速改善吗?3. 特殊X的改善(顽固性不良).

Control 控制 Y X

1. 控制好X的变异(SPC).2. 控制好Y的变异(SPC).3. Control Plan.4. 其他事项.

五个阶段五个阶段 关注点关注点 阶段输出阶段输出

罗列30~50因子筛选出10~15个

验证后得出8~10个关键因子

以4~8个因子作改善

控制3~6因子

整体因子筛选整体因子筛选

Process MappingC &E Matrix

PFMEA

假设检验回归分析DOE试验

DOE

SPC

选用工具选用工具

6 Sigma 組織

6-Sigma 推進委員會

盟主 (倡導者 )

黑帶大師 (主任黑帶 ) 黑帶大師 (主任黑帶 ) 黑帶大師 (主任黑帶 )

黑帶 黑帶

綠帶 綠帶

項目組成員 項目組成員

黑帶 黑帶

綠帶 綠帶

項目組成員 項目組成員

黑帶 黑帶

綠帶 綠帶

項目組成員 項目組成員

黑帶大師黑帶 黑帶

客戶代表

基層作業人員

品質人員

財務人員

供應商代表

生產管理人員

采購人員

營業人員

設計人員

制程人員項目小組的結構，依 CTQ’S 的要求而定：

6 Sigma委員會組織執掌

六標準差委員會執行長

六標準差委員會秘書長

六標準差委員會副執行長

專案執行委員 能力評鑑委員

專案決策委員盟主

1. 專案成員養成(個案實作指導 )2. 專案成員組織3. 專案執行與掌控

1. 專案成員 (綠帶、黑帶 )訓練計畫與管理辦法2. 專案成員晉升考核

1. 六標準差策略方向決定2. 六標準差指標管理3. 專案成立評估4. 專案效益核算5. 產線認證

1. 專案章程管理2. 計畫推廣(ex. 專案成果發表與獎勵公告 )3. 委員會運作執行

確立願景與目標確立實施規模與資源分配

確認推進方案確認專案 KPI

6 Sigma專案執行組織

黑帶黑帶黑帶黑帶

盟主盟主盟主盟主

黑帶大師黑帶大師黑帶大師黑帶大師

綠帶綠帶綠帶綠帶 綠帶綠帶綠帶綠帶 綠帶綠帶綠帶綠帶

黑帶大師黑帶在數理統計上的諮詢對象六標準差改善程序的專家協同盟主立案80%-100% 的時間用在提供諮詢、 指導及培訓

盟 主高階主管 (廠長以上 )

黑帶的監督者提供專案改善所需資源

協助黑帶進行立案移除改善過程中所遭遇的障礙

綠 帶改善專案中，改善小組的負責人協助黑帶完成改善專案運用基本統計及改善工具以進行專案改善2%到 5% 的時間（每週 1-2 個小時）提供諮詢及培訓每年至少完成兩個改善專案

黑 帶六標準差改善專案的負責人

熟練管理技術50-100%投入六標準差改善專案

綠帶的監督者帶領專案成員運用統計及品管技術

指導綠帶10%-30% 的時間（每週 2-4 小時 )用

在提供諮詢及培訓每年至少完成四個改善專案

6 Sigma黑带培训

AnalyzeAnalyze1 周培训

ImproveImprove1 周培训

DefineDefineMeasureMeasure

1 周培训

ControlControl1 周培训

3周做项目

3周做项目

3 周做项目