MINITAB的瓷磚生產(chǎn)質(zhì)量改進系統(tǒng)研究設(shè)計

MINITAB的瓷磚生產(chǎn)質(zhì)量改進系統(tǒng)研究設(shè)計來源：呼死你/

選題背景及意義

隨著全球經(jīng)濟一體化進程的加快，國際市場的競爭，尤其是制造業(yè)的競爭愈演愈烈。我國是世界制造大國，經(jīng)濟全球化為我國的制造業(yè)帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。一方面，貿(mào)易壁壘的逐漸消除為中國制造打開了更為廣闊的國際市場；另一方面，境外企業(yè)的進駐也給國內(nèi)企業(yè)造成了前所未有的競爭壓力。如何在這種新經(jīng)濟形勢下尋求更快更好的發(fā)展，已經(jīng)成為國內(nèi)制造企業(yè)亟待研究的重大課題。

朱蘭博士曾預言：“依靠質(zhì)量取得效益是人類進入21世紀后最大的選擇?！比缃?，愈發(fā)成熟的市場走向高度飽和，勞動力成本日漸上升，美國次貸危機引發(fā)的全球經(jīng)濟危機更使企業(yè)發(fā)展舉步維艱。在這樣的情況下，加強質(zhì)量管理必然成為企業(yè)控制成本與提高效率的最有效亦是最經(jīng)濟的選擇。

在我國，雖然有越來越多的企業(yè)意識到質(zhì)量的重要性，但在質(zhì)量管理水平等方面較之發(fā)達國家還存在較大的差距。在很多企業(yè)，質(zhì)量管理就是單純的檢驗工作，在產(chǎn)品制成之后發(fā)現(xiàn)并剔除不合格品。這樣導致的后果是不合格品被發(fā)現(xiàn)時損失已經(jīng)釀成，即便可以回收也會增加額外的返工成本，造成資源的浪費。可見，我國的很多企業(yè)亟需進行一場質(zhì)量革命，使質(zhì)量管理從被動的事后把關(guān)轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)過程中的事前預防，使質(zhì)量意識從檢驗部門延伸到企業(yè)的整個運作系統(tǒng)，從而降低生產(chǎn)運作成本，提高整體經(jīng)濟效益。

因此，以降低質(zhì)量損失提高企業(yè)質(zhì)量管理水平為目的，在現(xiàn)有制度和資源的基礎(chǔ)上，引入六西格瑪思想與方法，借助Minitab統(tǒng)計分析軟件等工具，為傳統(tǒng)制造企業(yè)建立一個有效的質(zhì)量改進系統(tǒng)，是十分必要的。第二節(jié)六西格瑪質(zhì)量管理的概念及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

一、六西格瑪質(zhì)量管理的概念

（一）六西格瑪

西格瑪（Σ，σ）是希臘文的字母，在統(tǒng)計學中代表“標準差”。由于σ是衡量任意一組數(shù)據(jù)離散程度的指標，可以被當作一種評估產(chǎn)品和生產(chǎn)過程特性波動大小的統(tǒng)計量。在質(zhì)量管理理論中，就由σ（標準差）的值導出了“西格瑪”水平的概念，用以衡量過程績效的優(yōu)劣。σ水平是將過程輸出的平均值、標準差，與顧客要求的目標值、規(guī)格限聯(lián)系起來進行比較，是對過程滿足顧客要求能力的一種度量。σ水平越高，過程滿足顧客要求能力越強。六西格瑪管理法中提到的6σ代表的是質(zhì)量水平，6σ質(zhì)量水平意味著每萬次機會中只有3.4個缺陷。

（二）六西格瑪質(zhì)量管理

六西格瑪質(zhì)量管理首先是一種系統(tǒng)的改進方法，它通過對現(xiàn)有過程進行界定、測量、分析、改進和控制（簡稱DMAIC流程），消除過程缺陷和無價值作業(yè)，從而提高質(zhì)量、降低成本、縮短周期時間，最終達到顧客完全滿意。六西格瑪管理不僅關(guān)注顧客、關(guān)注流程，并且以數(shù)據(jù)和事實驅(qū)動管理,是一種解決問題的系統(tǒng)方法和工具。其次，它還是一種經(jīng)營戰(zhàn)略，從時間、質(zhì)量、成本三個主要要素的控制來達到最大利潤。最后，六西格瑪管理還是一種企業(yè)文化。實施六西格瑪意味著變革,對于所有的變革而言,技術(shù)只能解決部分問題,文化因素必不可少,它使技術(shù)的作用更有效。

（三）六西格瑪改進的實施步驟

DMAIC代表了六西格瑪改進活動中的五個階段，是目前使用最多的，也是六西格瑪最成熟的一種方法和程序，主要用于改進現(xiàn)有過程。DMAIC每個階段的主要工作內(nèi)容有：

1.界定階段（Define）：確認顧客的關(guān)鍵需求并識別需要改進的產(chǎn)品或流程，決定要進行測量、分析、改進和控制的關(guān)鍵質(zhì)量特性（CTQ），將改進項目界定在合理的范圍內(nèi)。

2.測量階段（Measure）：通過對現(xiàn)有過程的測量和評估，制定期望達到的目標及業(yè)績衡量標準，識別影響過程輸出Y的關(guān)鍵X，并驗證測量系統(tǒng)的有效性。

3.分析階段（Analyze）：通過數(shù)據(jù)分析確定影響過程輸出Y的關(guān)鍵X，即確定過程的關(guān)鍵影響因素。

4.改進階段（Improve）：尋找最優(yōu)改進方案，優(yōu)化過程輸出Y并消除或減小關(guān)鍵X的影響，使過程的缺陷或變異降至最低。

5.控制階段（Control）：將改進成果進行固化，通過修訂文件等方法使成功經(jīng)驗制度化。通過有效的監(jiān)測方法，維持過程改進的成果并尋求進一步提高改進效果的持續(xù)改進方法。

二、六西格瑪質(zhì)量管理的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

（一）國內(nèi)研究現(xiàn)狀

總的來說，六西格瑪管理在我國正處于起步和探索階段。目前國內(nèi)企業(yè)的品質(zhì)水準大多處于4σ以下，與6σ水準還有很大差距。當品質(zhì)水準在4σ以下時，使用普通的品質(zhì)工具，如品控七大工具、SPC等就能有效解決問題，提高品質(zhì)，再加上推行六西格瑪需要投入大量資源，許多國內(nèi)企業(yè)望而卻步。此外，6σ是注重數(shù)據(jù)與事實的管理方法，它要求企業(yè)的所有工作均要數(shù)據(jù)化、信息化，也就是說，應(yīng)有的數(shù)據(jù)和信息應(yīng)得以收集、傳遞、整理和反饋，這在國內(nèi)許多企業(yè)現(xiàn)階段還做不到。然而，作為一種先進的管理方法，六西格瑪管理的風行提升了許多企業(yè)的質(zhì)量意識，越來越多的企業(yè)正投入到質(zhì)量運動中去，越來越多質(zhì)量工作者參與到企業(yè)的六西格瑪改革中來。在中國企業(yè)推行六西格瑪管理的進程中，需要對六西格瑪管理的理論研究在不斷完善，形成適應(yīng)質(zhì)量在經(jīng)濟發(fā)展中的戰(zhàn)備地位的管理新思維，實現(xiàn)質(zhì)量經(jīng)濟性管理的經(jīng)營新發(fā)展。例如要研究六西格瑪改進與六西格瑪設(shè)計協(xié)調(diào)實施，六西格瑪管理與精益生產(chǎn)的聯(lián)動推行，六西格瑪管理與ISO9000質(zhì)量體系的整合運行等。我國企業(yè)在六西格瑪管理的實踐探索也在不斷豐富。中國企業(yè)推行六西格瑪管理理論體系與實踐模式正在不斷發(fā)展和完善。（二）國外研究現(xiàn)狀

六西格瑪方法于20世紀80年代首先在摩托羅拉公司誕生。從1987到1997的10年，摩托羅拉公司通過實施六西格瑪所帶來的收益累計高達140億美元。從90年代開始，在六西格瑪?shù)膸椭?，韋爾奇使通用電氣公司的股票市值增長了30多倍。六西格瑪在20世紀90年代中期開始被GE從一種全面質(zhì)量管理方法演變成為一個高度有效的企業(yè)流程設(shè)計、改善和優(yōu)化的技術(shù)，并提供了一系列同等地適用于設(shè)計、生產(chǎn)和服務(wù)的新產(chǎn)品開發(fā)工具，繼而成為全世界上追求管理卓越性的企業(yè)最為重要的戰(zhàn)略舉措之一。六西格瑪逐步發(fā)展成為以顧客為主體來確定企業(yè)戰(zhàn)略目標和產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的標尺，追求持續(xù)進步的一種管理哲學。六西格瑪?shù)某晒适伦屗玫搅藝庠S多優(yōu)秀企業(yè)的推崇并走向世界。從誕生地美國到歐洲以及亞洲，從最初的電子工業(yè)到普通制造業(yè)、航空業(yè)、軟件行業(yè)，乃至銀行、醫(yī)療、保險等服務(wù)業(yè)以及電子商務(wù)領(lǐng)域，近年來又擴大到政府部門、軍隊等更廣泛的領(lǐng)域。六西格瑪?shù)睦砟钫找姹蝗藗兯邮埽鞲瘳數(shù)墓芾眢w制業(yè)越來越成熟。

第三節(jié)本文研究內(nèi)容與思路

本文主要解決的問題是：針對諾貝爾瓷磚原質(zhì)量管理系統(tǒng)存在的不足，在現(xiàn)有制度和資源的基礎(chǔ)上，引入六西格瑪思想與方法，借助Minitab統(tǒng)計分析軟件等工具，以工業(yè)磚生產(chǎn)車間為例，設(shè)計一個質(zhì)量改進系統(tǒng)，提高企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)的效率，以達到降低質(zhì)量損失提高經(jīng)濟效益的目的。

通過將六西格瑪思想及方法運用到傳統(tǒng)加工制造行業(yè)的質(zhì)量管理工作中去，提倡基于數(shù)據(jù)的決策，借助Minitab統(tǒng)計軟件及其他質(zhì)量管理工具來設(shè)計質(zhì)量改進系統(tǒng)，以期提高企業(yè)質(zhì)量管理的效率。研究的步驟與框架如圖1-1所示。

圖1-1研究的步驟與框架

第二章工業(yè)磚生產(chǎn)車間的現(xiàn)狀分析

第一節(jié)工業(yè)磚工藝流程簡介

一、瓷磚的定義與分類

從所謂瓷磚，是以耐火的金屬氧化物及半金屬氧化物，經(jīng)由研磨、混合、壓制、施釉、燒結(jié)之過程，而形成之一種耐酸堿的瓷質(zhì)或石質(zhì)等之建筑或裝飾之材料，總稱之為瓷磚。其原材料多由粘土、石英沙等等混合而成。按吸水率的不同，瓷磚可分為瓷質(zhì)磚（吸水率≤0.5%）、炻瓷磚（0.5%＜吸水率≤3%）、細炻磚（3%＜吸水率≤6%）、炻質(zhì)磚（6%＜吸水率≤10%）、陶質(zhì)磚（吸水率＞10%）。

二、工業(yè)磚工藝流程簡介

工業(yè)磚是一種高溫燒制的干壓瓷質(zhì)磚，具備優(yōu)良的耐磨性能，廣泛用于商場、廣場及道路的地磚鋪砌。其工藝流程如圖2-1所示。

圖2-1工業(yè)磚的工藝流程第二節(jié)車間質(zhì)量管理現(xiàn)狀分析

一、車間質(zhì)量管理現(xiàn)狀

作為行業(yè)領(lǐng)先的瓷磚生產(chǎn)企業(yè)，諾貝爾瓷磚擁有嚴格的質(zhì)量控制體系，從投產(chǎn)之初就積極與國際標準接軌，采用嚴于歐共體產(chǎn)品標準的內(nèi)控目標進行產(chǎn)品的生產(chǎn)。同時公司對每一道工序進行嚴格把關(guān)（進貨檢驗、過程檢驗、最終檢驗），制定了極其嚴格的工序檢驗參數(shù)與抽樣檢驗方法。在人員配置上，質(zhì)量保證部門在過程檢驗和出廠檢驗環(huán)節(jié)都配置了檢驗員，分三班定期開展檢驗工作，以保證質(zhì)量全程受控。然而公司嚴格的質(zhì)量控制體系未能得到高效的質(zhì)量改進體系的配合，質(zhì)量管理工作停留在事后檢驗和補救階段，工作開展的效果大打折扣，廢品率得不到有效降低。

二、原因分析

由于公司的出廠質(zhì)量標準很高，而質(zhì)量問題卻得不到有效改善與根治，導致了銷毀大量“廢品”造成的損失，高質(zhì)量以高成本為代價。而且，在發(fā)現(xiàn)問題后必須進行重挑（即重新抽檢），投入大量人力從而增加了人工成本。廢品和產(chǎn)生和重復的檢驗工作大大增加了質(zhì)量成本。另外，由于公司生產(chǎn)的瓷磚品類繁多，瓷磚加工過程中可能導致缺陷產(chǎn)生的工藝因素也很多，這使質(zhì)量改進工作顯得紛繁復雜，也導致了檢驗人員對執(zhí)行標準的松懈。此外，珍貴的制程檢驗數(shù)據(jù)被束之高閣而沒有分析利用以支持質(zhì)量改進，所以質(zhì)量改進工作很大程度上由生產(chǎn)研發(fā)部門單獨負責，效果并不顯著，以至于發(fā)生過的質(zhì)量問題難以杜絕。第三節(jié)小結(jié)

通過以上的現(xiàn)狀分析可以發(fā)現(xiàn)，諾貝爾瓷磚的質(zhì)量管理工作還有很大的改進空間。因此，以降低質(zhì)量損失提高企業(yè)質(zhì)量管理水平為目的，在現(xiàn)有制度和資源的基礎(chǔ)上，引入六西格瑪思想與方法，借助Minitab統(tǒng)計分析軟件等工具，建立一個有效的質(zhì)量改進系統(tǒng)，是十分可行的。

第三章質(zhì)量改進系統(tǒng)的設(shè)計

第一節(jié)DMAIC流程及應(yīng)用到的工具

一、DMAIC流程的內(nèi)涵與工具

（一）界定階段（Define）表3-1界定階段

定義主要活動工具

確認顧客的關(guān)鍵需求并識別需要改進的產(chǎn)品或流程，決定要進行測量、分析、改進和控制的關(guān)鍵質(zhì)量特性（CTQ），將改進項目界定在合理的范圍內(nèi)。

識別/確認商業(yè)機遇

確認/開發(fā)小組許可證

辨識與描畫流程/過程

辨識“快速獲勝”與精練流程/過程

把VOC變成CCR

建立與開發(fā)小組指南與運行規(guī)則顧客呼聲的流程

VOC工具

流程圖

SIPOC

頭腦風暴法

QFD

橫向?qū)Ρ?/p>

柏拉圖（二）測量階段（Measure）表3-2測量階段

定義主要活動工具

為了辨識關(guān)鍵的測度，必須評價成功滿足關(guān)鍵顧客的需求和進行一種有效搜集測度流程業(yè)績數(shù)據(jù)方法的開發(fā)。為了理解六西格瑪法計算的要素和建立流程/過程的基準，應(yīng)該進行小組分析。

辨識輸入：過程與輸出指示器

數(shù)據(jù)繪圖與分析

確定是否存在特殊原因

分析測量系統(tǒng)有效性測量計劃

R過程控制圖

數(shù)據(jù)檢測表

直方圖

控制圖

雷達圖

MSA

（三）分析階段（Analyze）表3-3分析階段

定義主要活動工具

通過數(shù)據(jù)分析確定影響過程輸出Y的關(guān)鍵X，即確定過程的關(guān)鍵影響因素。

劃分流程/過程

分解數(shù)據(jù)層次與辨識

特定的問題：

開發(fā)問題的陳述

識別根本原因

設(shè)計原因來源的驗證與分析

確定根本的原因

增進小組的創(chuàng)新性和阻止集團的思考樹枝圖

FMEA

假設(shè)檢驗

因果圖

回歸分析

頭腦風暴法

ANOVA分析

卡方檢驗

仿真

SPC（四）改進階段（Improve）表3-4改進階段

定義主要活動工具

尋找最優(yōu)改進方案，優(yōu)化過程輸出Y并消除或減小關(guān)鍵X的影響，使過程的缺陷或變異降至最低。通用解的構(gòu)思

確定解的影響：好處

評價與選擇解

開發(fā)過程圖和高水平的計劃

開發(fā)與介紹情節(jié)

與所有受益者溝通解DOE

直方圖

雷達圖

因果圖

力場圖

優(yōu)先矩陣

頭腦風暴法

多次表決

（五）控制階段（Control）表3-5控制階段

定義主要活動工具

將改進成果進行固化，通過修訂文件等方法使成功經(jīng)驗制度化。通過有效的監(jiān)測方法，維持過程改進的成果并尋求進一步提高改進效果的持續(xù)改進方法。開發(fā)領(lǐng)航計劃與領(lǐng)航解決方案

核實6σ改進解的結(jié)果

辨識是否需要附加達到目標所必須附加的解

辨識和開發(fā)重復與標準化的機遇

按每天的工作流程集成與管理解

集成已經(jīng)學過的課程

辨識為保持機會的小組下一個階段和計劃控制圖

FMEA

柏拉圖

因果圖

數(shù)據(jù)檢測表

直方圖

頭腦風暴法

SPC

ISO9000

脫離控制的反應(yīng)計劃從以上表格可以看出，六西格瑪是一種基于數(shù)據(jù)的決策，強調(diào)用數(shù)據(jù)說話，因此DMAIC流程在實施過程中運用了大量方法和工具進行數(shù)據(jù)處理。在六西格瑪管理思想的指導下，把這些工具有機得集合成為一個系統(tǒng)工具箱，將在質(zhì)量改進系統(tǒng)的設(shè)計中發(fā)揮重要作用。

二、Minitab統(tǒng)計軟件

實施DMAIC流程所需的許多工具都可以用Minitab軟件實現(xiàn)，它對數(shù)據(jù)與圖形有強大的處理功能。其數(shù)據(jù)分析功能包括：正態(tài)分布檢驗、回歸分析、ANOVA分析、假設(shè)檢驗、試驗設(shè)計等；其圖形分析功能包括：直方圖、散布圖、柏拉圖、控制圖等十余種DMAIC利用圖形的分析。

與其他的綜合統(tǒng)計分析軟件相比，Minitab軟件更適合于質(zhì)量管理特別是六西格瑪管理，在它的統(tǒng)計分析模塊里，不但有一般的統(tǒng)計分析功能，還有專門的質(zhì)量工具模塊Qualitycontrol，更值得一提的是，它有專門的六西格瑪模塊Sixsigma。同時，Minitab為六西格瑪管理提供了一種方便的工具，只需要進行簡單的窗口操作，就可以把六西格瑪管理中復雜的統(tǒng)計分析轉(zhuǎn)化為一般管理人員能夠方便使用的技術(shù)。因此，Minitab是進行六西格瑪質(zhì)量改進系統(tǒng)設(shè)計的重要工具。

第二節(jié)質(zhì)量改進系統(tǒng)的設(shè)計——以工業(yè)磚生產(chǎn)車間為例

本質(zhì)量改進系統(tǒng)的設(shè)計，旨在通過六西格瑪?shù)腄MAIC改進流程，整合多種有效使用的質(zhì)量工具，來設(shè)計一套系統(tǒng)的操作步驟與方法，以供車間開展質(zhì)量改進工作。

一、界定階段（D）

在此階段，六西格瑪改進項目團隊必須對需要解決的問題和想要到達的目標進行提煉，確認顧客的關(guān)鍵需求并識別需要改進的產(chǎn)品或流程，決定要進行測量、分析、改進和控制的關(guān)鍵質(zhì)量特性（CTQ），為如何完成這個項目擬定一個計劃。

步驟一、制定DMAIC項目特許任務(wù)書

項目特許任務(wù)書包括以下要素：

1.業(yè)務(wù)理由：

解釋為什么這個項目應(yīng)該進行改進

2.問題/機會陳述和目標陳述：

問題陳述就是簡練描述待處理問題（避免在陳述中發(fā)表意見、描述原因、進行指責、提出解決方案）。

目標陳述應(yīng)指出要完成什么任務(wù)、對想要的結(jié)果確定可測量的目標、預定完成目標的日期。

3.項目范圍、限制和假設(shè)：

限制通常是指可用于這個項目的資源方面的限制，假設(shè)可能包括項目負責人對團隊領(lǐng)導或成員的期待。

4.團隊的基本規(guī)則：

應(yīng)該包括期望團隊如何開展他的工作、紀律等。

5.團隊成員：

包括項目負責人和所有其他項目成員。注意核心成員不宜太多，包括團隊領(lǐng)導在內(nèi)，若團隊成員超過7個則召開會議、安排任務(wù)就會變得困難。

6.初步的項目計劃：

在列出初步計劃的基礎(chǔ)上，可以列出每月或每周要進行的重要事件以有助于團隊保持緊迫感。

7.確認重要的股東：

能夠影響你的項目或受到你的項目影響的人都被稱為“股東”，明確這些人并了解他們的期望會有助于方案的推進。在本案例中，根據(jù)工業(yè)磚生產(chǎn)車間的情況，制定DMAIC項目特許任務(wù)書如表3-6所示。

表3-6DMAIC項目特許任務(wù)書

DMAIC項目特許任務(wù)書工作表

項目名稱：減少G20系列瓷磚的重挑面積并降低廢品率

項目領(lǐng)導：李×團隊成員：

鄭××

陸××

鐘××

李××

方××

業(yè)務(wù)理由：

G20系列工業(yè)磚是近年來銷量較好的一類產(chǎn)品。然而由于質(zhì)量改進工作不能配合嚴格的出廠標準，導致缺陷問題時常發(fā)生，從而大大增加了重挑的人工成本和廢品的質(zhì)量損失。

問題/機會陳述：

1.重挑（重新抽檢）次數(shù)頻繁，重挑面積大、人工成本高，如2008年10月該車間因重挑而投入的人力為26人，共計100工時。

2.缺陷重復性發(fā)生，廢品率高，如2008年11月該車間3#生產(chǎn)線的廢品率為0.83%，造成損失約為92449元。目標陳述：

到2009年9月17日，將重挑面積降低80%，廢品率降低到標準水平。

項目的范圍、限制和假設(shè)：

沒有資金購買新設(shè)備和安排新人員來進行這項操作；組織中抵觸變革的阻力。項目團隊在與項目領(lǐng)導進行討論后可以在充分的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上執(zhí)行任何決策。項目股東：

周××副總，項目的支持者

檢驗作業(yè)的員工

張×，技術(shù)組長

方××，成本會計

工業(yè)磚的買主

初步計劃目標日期實際完成日期

開始日：6月17日

界定6月26日

測量7月11日

分析8月5日

改進8月30日

控制9月17日

完成日：9月17日步驟二、確認顧客需求

在這一步驟，應(yīng)確認哪些顧客會受到我們所研究的問題的影響，將“顧客之聲”轉(zhuǎn)化為需求陳述。

在本案例中的“顧客”是出廠檢驗員，他們直接承擔重挑工作并為廢品率承擔后果。根據(jù)檢驗員的重挑記錄，通過作帕累托圖，可以確認導致重挑的關(guān)鍵原因，并重點突破。

根據(jù)3—11月份的質(zhì)量報告中的重挑記錄，利用Minitab軟件，作帕累托圖如圖3-1所示?？梢园l(fā)現(xiàn)缺陷排在前三位的分別是：裂邊、尺寸不佳與平整度欠佳，它們導致的重挑面積占到了總面積的80%以上。可見，“顧客”的需求集中在這三個缺陷的改進上，通過重點改進這三個缺陷可以大大減少重挑面積并降低廢品率。圖3-1缺陷的帕累托圖步驟三、確定并記錄流程

在這一步驟，應(yīng)通過繪制一張“高層次”的流程圖，來顯示這個項目所包含的流程，可以通過繪制SIPOC圖實現(xiàn)。SIPOC分析圖表包括以一份高層次的過程流程圖以及全部供應(yīng)商、輸入、輸出和顧客的列表，它是一種可以迅速、概括的了解過程的關(guān)鍵要素的方法。

針對本案例，作SIPOC分析圖如圖3-2所示。

圖3-2SIPOC分析圖

至此完成了界定階段的三個步驟。通過步驟一我們確定了改進項目團隊必須對需要解決的問題和想要到達的目標，并擬定了一個計劃；通過步驟二我們明確了“顧客”的需求集中在裂邊、尺寸不佳與平整度欠佳這三個缺陷的改進上；通過步驟三我們?yōu)樾枰倪M的流程繪制了高層次的流程圖，準備進入測量階段。

二、測量階段（M）

在此階段，六西格瑪改進項目團隊應(yīng)通過對現(xiàn)有過程的測量和評估，識別影響過程輸出Y的關(guān)鍵X，并驗證測量系統(tǒng)的有效性。

步驟四、ProcessMapping

在SIPOC分析圖的基礎(chǔ)上，此步驟要繪制更詳細的流程圖，分析涉及項目的工序都出現(xiàn)什么變化，找出過程輸出Y對應(yīng)的各個過程和其對應(yīng)的輸入X，便于下一步的FMEA分析。

在本案例中，經(jīng)過流程分析之后作出詳細流程圖，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗比較各個工序重要性，可以初步圈定四個關(guān)鍵的工序，如圖3-3所示。

圖3-3詳細流程圖重點分析這四個工序，可以找出影響流程輸出的重要因子共計11個，如圖3-4所示。

圖3-4影響流程輸出的重要因子經(jīng)過ProcessMapping，我們識別出了影響過程輸出Y的11個重要X因子已備下一階段的進一步分析。

步驟五、測量系統(tǒng)分析（MSA）

測量系統(tǒng)是對測量單元進行量化或?qū)Ρ粶y的特性進行評估，其所用的儀器或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環(huán)境及假設(shè)的集合。低質(zhì)量的測量系統(tǒng)產(chǎn)生的測量結(jié)果往往本身就有較大的偏差，從而可能掩蓋被分析過程的偏差，因此進行測量系統(tǒng)分析是必不可少的一個步驟。

測量系統(tǒng)分析就是用統(tǒng)計的方法分析測量系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性，而確定其質(zhì)量水平。通常用下述五個指標來評價測量系統(tǒng)的統(tǒng)計特性，它們是：

1.偏倚:測量觀察平均值與零部件采用精密儀器測量的標準平均值的差值；

2.線性:表征量具預期工作范圍內(nèi)偏倚值的差別；

3.穩(wěn)定性：表征測量系統(tǒng)對于給定的零部件或標準件隨時間變化系統(tǒng)便倚中的總偏差量，與通常意義上的統(tǒng)計穩(wěn)定性是有區(qū)別的；

4.重復性：指同一個評價人，采用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值（數(shù)據(jù)）的偏差；

5.再現(xiàn)性：指由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量平均值的偏差。

通常，前三種指標用于評價測量系統(tǒng)的準確性，后兩種指標用于評價測量系統(tǒng)的精確性。通過對測量系統(tǒng)的分辨率、偏倚、線性和穩(wěn)定性進行分析后進行校準后可以解決其準確性問題，工程上通常用測量系統(tǒng)的精確性亦即其重復性和再現(xiàn)性來研究其統(tǒng)計特性，就是通常所說的“GR&R研究”?？梢岳肕initab軟件來進行GR&R研究，以評價測量系統(tǒng)的有效性。

在本案例中，以制程檢驗時第二掛釉料的重量測量數(shù)據(jù)為例進行分析。首先對量具進行校準以保證其狀態(tài)正常，測量所得的數(shù)據(jù)方可用。接著，隨機選擇兩名熟練操作工，對第二掛釉料的重量分別進行十次測量，數(shù)據(jù)如表3-7所示。

表3-7第二掛釉料的重量測量數(shù)據(jù)

樣品編號檢驗員A檢驗員B檢驗員C

第一次第二次第三次第一次第二次第三次第一次第二次第三次

127.6527.6027.6427.5527.5527.5427.5027.5527.59

228.0028.0028.0227.0527.9528.0128.0528.0027.97

327.8527.8027.8227.8027.7527.8227.8027.8027.81

427.8527.9527.7927.8027.7527.8127.8027.8027.80

527.5527.4527.5827.4027.4027.3927.4527.5027.52

628.0028.0028.0128.0028.0528.0228.0028.0528.03

727.9527.9527.9727.9527.9027.9727.9527.9527.98

827.8527.8027.8427.7527.7027.7727.8027.8027.81

928.0028.0028.028.0027.9528.0228.0528.0528.07

1027.6027.7027.6427.9027.5027.5827.8527.8027.86

注：G20520工業(yè)磚的第二掛釉料重量規(guī)范為27.5±0.5g

將上表的數(shù)據(jù)輸入Minitab的電子表格中，并執(zhí)行“統(tǒng)計>質(zhì)量工具>量具研究>量具R&R研究（交叉）”，輸入相關(guān)參數(shù)與操作，運行命令后得到重復性與再現(xiàn)性的分析結(jié)果如圖3-5所示。

圖3-5重復性與再現(xiàn)性的分析結(jié)果

可以發(fā)現(xiàn)，測量系統(tǒng)的精度與總過程偏差的百分比%GageR&R=33.21%>30%,測量系統(tǒng)的精度與過程規(guī)范的比率(SV/Toler)=39.64%>30%，說明重復性和再現(xiàn)性水平不高；可區(qū)分的類別數(shù)=4<5，說明測量系統(tǒng)分辨力不足，需要改進。

此外我們還發(fā)現(xiàn)，測量系統(tǒng)分辨力不足與經(jīng)過FMEA分析找出的“檢驗工裝簡陋”這一潛在關(guān)鍵因子存在著密切的聯(lián)系，可見這一因子是分析和改進的一大重點。

在測量階段，我們經(jīng)過ProcessMapping對現(xiàn)有過程進行了測量和評估，識別出影響過程輸出Y的11個關(guān)鍵X因子，并對測量系統(tǒng)的有效性進行了驗證，為分析階段做好準備。

三、分析階段（A）

在此階段，六西格瑪改進項目團隊應(yīng)通過定性分析和定量分析確定影響過程輸出Y的關(guān)鍵X，即確定過程的關(guān)鍵影響因素。

步驟六、故障模式與及后果分析（FMEA分析）

FMEA分析是一組系統(tǒng)化的活動，它旨在分析各種故障模式及其后果，并將后果的危害度量化，以找出能夠消除或減少潛在失效機會發(fā)生的措施。

進行FMEA分析時，通過建立嚴重度(S)評價準則、頻度(O)評價準則和探測度(D)評價準則，可以對每個故障模式的這三項指標進行量化評分并算出它的風險順序數(shù)(RPN)：RPN=(S)×(O)×(D)。在單獨的FMEA范圍之中，該值(1至1000之間)可被用來對設(shè)計中關(guān)注的等級排序。

在本案例中，通過FMEA分析算出各因子的風險順序數(shù)(RPN)，可以在已找出的11個重要因子的基礎(chǔ)上再近一步明確其中更為重要的因子。進行FMEA分析的最終結(jié)果如表3-8所示，共找到了五個潛在的重要因子。

表3-8FMEA分析

注：紅色圈出的RPN值對應(yīng)的潛在失效模式為潛在的重要因子

經(jīng)過FMEA分析，我們找到了影響裂邊、尺寸不佳與平整度欠佳這三個缺陷產(chǎn)生的五個潛在關(guān)鍵因子。

步驟七、潛在關(guān)鍵因子分析

1.“檢驗系統(tǒng)不夠嚴謹”的因果圖分析

利用因果圖，從材料、方法、機器、測量、環(huán)境、人員等方面著手，為“檢驗系統(tǒng)不夠嚴謹”這一因子找出潛在的根本原因，并用Minitab軟件生成因果圖如圖3-6所示。

圖3-6“檢驗系統(tǒng)不夠嚴謹”的因果圖分析通過因果圖分析可以發(fā)現(xiàn)，從可行性和經(jīng)濟性的角度，人員和機器方面的肇因是改進的突破口。

2.“供應(yīng)商質(zhì)量”的方差檢驗

在供應(yīng)商質(zhì)量管理中，把好原料的入廠檢驗關(guān)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的源頭。通過方差檢驗，可以判斷一批原材料的方差是否與供應(yīng)商宣稱的相符。在本案例中，原料組是制造車間的“供應(yīng)商”，它提供的粉料作為“原材料”對坯體的成型效果有著重要的影響。生產(chǎn)工業(yè)磚的粉料為原料組配好的520/5粉，其粒度指標是（43±3）%，標準差為1.5。粉料的粒度直接影響其燒結(jié)性能?，F(xiàn)收集噴粉粒度的50次測量值如表3-9所示。

表3-9噴粉粒度的測量值

146.31144.02143.83140.84144.5

241.51246.42246.03242.94244.1

343.71342.52340.63342.14345.1

442.51444.42440.43439.44444.8

543.11543.52544.53539.84542.4

643.31640.92640.03644.74642.6

742.31743.22743.73743.64743.0

842.81846.12839.63843.84842.3

942.81943.22944.73944.64944.9

1044.92042.63041.44043.55041.5

首先檢驗測量數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布。將數(shù)據(jù)輸入Minitab，作出直方圖如圖3-7所示。

圖3-7粒度測量值的直方圖

直方圖顯示測量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布。接下來在顯著性水平為α=0.05的條件下對總體方差進行假設(shè)檢驗。

建立假設(shè)：

H0：σ=1.5，H1：σ>1.5

利用Minitab“統(tǒng)計”功能里面的單方差檢驗功能，輸好數(shù)據(jù)后，得到結(jié)果顯示如圖3-8所示。

圖3-8單方差檢驗結(jié)果

由于p值=0.044小于α=0.05，因此拒絕原假設(shè)，判定粒度測量值的標準差大于1.5。

由此可以發(fā)現(xiàn)，供應(yīng)商提供的原料質(zhì)量波動大于標準，應(yīng)協(xié)調(diào)改進。

另外，檢驗數(shù)據(jù)經(jīng)過科學的分析可以起到重要的反饋作用，以支持對上游環(huán)節(jié)的監(jiān)督和改進。

3.針對“窯車運行不穩(wěn)”這個因子，將在改進環(huán)節(jié)中對機器加以調(diào)整；開發(fā)過程中潛在的兩個關(guān)鍵因子，即坯料與釉料的配方問題，將在下一環(huán)節(jié)通過試驗設(shè)計進行改進。

經(jīng)過分析階段，我們通過FMEA分析鎖定了5個潛在關(guān)鍵因子，并利用因果圖、直方圖、方差檢驗等方法對其一一進行分析，找到了硬件上、制度上和技術(shù)上的原因，為改進工作找到了突破口。四、改進階段（I）

在此階段，六西格瑪改進項目團隊應(yīng)尋找最優(yōu)改進方案，優(yōu)化過程輸出Y并消除或減小關(guān)鍵X的影響，使過程的缺陷或變異降至最低。

步驟八、試驗設(shè)計

試驗設(shè)計是關(guān)于試驗的設(shè)計，即進行試驗的計劃與安排，包括確定試驗的目的、選擇因素與水平，以及對試驗結(jié)果所得的數(shù)據(jù)進行分析與處理。其目的在于尋求試驗因素恰當?shù)乃浇M合，實現(xiàn)系統(tǒng)的相對優(yōu)化。正交試驗設(shè)計利用一種簡明易懂、容易掌握且已經(jīng)標準化的“正交表”設(shè)計試驗方案，分析、處理試驗得到的數(shù)據(jù)，從而找到最佳設(shè)計方案。

在本案例中，為了解決“部分坯料、釉料配方不當；坯料、化妝土、釉料配合不佳”的問題，可以采用正交試驗方法探討各影響因素對性能指標的影響程度及確定最佳的因素配合，從而達到優(yōu)化配方的目的。由于坯料和釉料配方屬于商業(yè)機密不易進行實例操作，下面僅介紹正交試驗法的實施步驟，技術(shù)部門在進行配方改進時可以作參考。

1.確定瓷磚和釉料配方改進的目標。

2.挑選因素。通過分析，確定出影響瓷磚性能的主要因素。注意一定不要漏掉重要因素，否則可能大大降低試驗效果。

3.確定水平數(shù)，制定因素水平表。根據(jù)經(jīng)驗或資料確定各個因素的水平，并且要盡量使各因素的水平分布均勻。

4.選擇合適的正交表，確定試驗方案。如選用L9(34)正交表，其中的數(shù)字含義為：4表示最多安排4個因素，3表示每個因素有三個水平數(shù)，9則表示共做9次試驗。表3-10和表3-11為常用的正交表。

5.對試驗結(jié)果進行分析。通過對試驗結(jié)果的直接觀察、性能測試和極差計算，對于多于兩個水平的因素畫出趨勢圖，區(qū)分因素的主次及水平的優(yōu)劣，得出可能好配合或大范圍的可能好配合。

6.在上面的基礎(chǔ)上，再進行優(yōu)化系列試驗，并結(jié)合實際生產(chǎn)情況，從而確定出最佳實用的瓷磚和釉料配方。表3-10正交表L4(23)

因素

試驗號列號ABC

123

1111

2212

3122

4221

表3-11正交表L9(34)

因素

試驗號列號ABCE

1234

11132

22111

33123

41221

52233

63212

71313

82322

93331經(jīng)過試驗設(shè)計和試燒得出的優(yōu)化配方應(yīng)制定為規(guī)范并持續(xù)改進，以減少由坯料、釉料配方不佳引起的過程變異，從而減少平整度不佳等缺陷的發(fā)生，達到減少重挑面積并降低廢品率的目的。

步驟九、硬件與制度改進

1.窯車

通過分析我們發(fā)現(xiàn)了“窯車運行不穩(wěn)”這個因子。由于窯車運行不穩(wěn)，使坯體受到振動或碰撞，從而容易造成裂邊、缺角等缺陷。因此，品管部需要與機械組溝通，對傳送裝置進行潤滑與調(diào)整，或者設(shè)計安裝抗振裝置來吸收振動力，提高傳送裝置的平穩(wěn)度。此外還可以考慮在粉料中添加坯體增強劑，提高坯體的抗震性能。

2.測量工裝

測量工裝直接關(guān)系到測量系統(tǒng)的正確性，進而影響整個改進系統(tǒng)。通過前面的分析已經(jīng)發(fā)現(xiàn)車間原有的測量工裝有簡陋和老化的弊病，很大程度上造成了測量系統(tǒng)不合要求。因此，車間應(yīng)撥出一筆預算進行測量工裝的更換。針對老化的測量工裝，應(yīng)及時替換更新。對于測量精度不夠的工裝，應(yīng)替換成精度符合要求的工裝。例如傳統(tǒng)的游標卡尺可以替換成數(shù)顯游標卡尺，以提高精度和測量效率。

3.供應(yīng)商質(zhì)量管理

在供應(yīng)商質(zhì)量管理方面，品管和研發(fā)部門要注意把好原料關(guān)，檢測其物理和化學指標是否都合格，要有嚴謹?shù)膽B(tài)度嚴格控制雜質(zhì)等的含量，更要用科學的方法來分析一批原料是否合格。此外，供應(yīng)商管理的理念不僅體現(xiàn)在原料進廠時，在生產(chǎn)的每一道環(huán)節(jié)都有其“供應(yīng)商”和“顧客”，做好對上一環(huán)節(jié)的反饋控制的同時要努力滿足下一環(huán)節(jié)的“顧客”需求。

4.檢驗員的培訓與管理

檢驗員是質(zhì)量工作的一線執(zhí)行者。通過前面的分析發(fā)現(xiàn)，檢驗員對標準的執(zhí)行力不足，質(zhì)量意識不夠強烈，而且對計量知識的了解也略顯粗淺。因此，首先品管部應(yīng)加強對檢驗員質(zhì)量意識的培訓，比如宣傳“零缺陷”質(zhì)量管理的思想，幫助檢驗員意識到自己在這個系統(tǒng)中的重要性，嚴格執(zhí)行標準，勇于發(fā)現(xiàn)問題。其次應(yīng)加強計量知識的培訓，提高檢驗員的專業(yè)素養(yǎng)，使檢驗員掌握檢驗方法的同時也了解一些基本的計量和統(tǒng)計原理，培養(yǎng)他們成為質(zhì)量改進活動的急先鋒。此外還應(yīng)強化對檢驗員的激勵，獎勵改進和創(chuàng)新。

以上改進實施之后，應(yīng)對系統(tǒng)進行再評估，看DMAIC改進項目的目標是否達成。若改進行之有效，應(yīng)進行推廣，并納入相關(guān)標準，成為員工的的執(zhí)行規(guī)范。

五、控制階段（C）

此階段，六西格瑪改進項目團隊應(yīng)將改進成果進行固化，通過修訂文件等方法使成功經(jīng)驗制度化。通過有效的監(jiān)測方法，維持過程改進的成果并尋求進一步提高改進效果的持續(xù)改進方法。

“控制”的意思是維持一種流程，一旦改進完成，把結(jié)果記錄下來，還要繼續(xù)按慣例測量流程的績效。當數(shù)據(jù)清楚得顯示應(yīng)進行調(diào)整或顧客需求改變時，就要調(diào)整流程的操作。沒有控制的努力，改進的流程很容易恢復到以前的狀態(tài)，從而破壞已經(jīng)取得的成效。

步驟十、將紀律和改進的流程文件化

想維持一個穩(wěn)定的、可預測的流程，個人和企業(yè)都得遵守紀律。因此必須將改進過程中要求的操作規(guī)范明確為組織的紀律。此外公司必須對員工進行選擇、培訓、跟蹤、特別是評估和獎勵，這樣才能保證紀律的約束力。

一旦試行階段接近完成，而且改進看來是有效的、可持續(xù)的，那就需要把經(jīng)改進的流程步驟記錄在冊，為下一輪改進提供指導和參考。

注意在文件化的時候要書寫清楚，運用圖標，并盡量使用簡單簡潔的語言?？梢宰屇切頃?yīng)用這些文件的人進行記錄工作，讓那些每天圍繞流程工作的人看看記錄草稿并請他們提供意見。

步驟十一、持續(xù)測量流程

在控制階段，團隊必須找出能使他們和他們的繼任者們長期維護和管理流程的關(guān)鍵測量，并建立測量鏈來體現(xiàn)流程的特征。如何利用測量出的數(shù)據(jù)？控制圖是一個很有力的工具，控制圖不僅可以實現(xiàn)檢驗數(shù)據(jù)的有效利用，還可以監(jiān)控過程是否出現(xiàn)異常。Minitab軟件可以幫助生成控制圖。

控制圖是對過程質(zhì)量特性值進行測定、記錄、評估和監(jiān)測，以判斷過程是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)的一種用統(tǒng)計方法設(shè)計的圖形?？刂茍D按數(shù)據(jù)類型分為兩類：對于連續(xù)變量用計量控制圖，包括單值-移動極差圖（I-MRChart）、均值-極差圖（Xbar-RChart）、均值-標準差圖（Xbar-SChart）；對于離散變量用計數(shù)控制圖，包括不合格品率圖（PChart）、不合格品數(shù)圖(NPChart)、單位產(chǎn)品缺陷數(shù)圖（UChart）和缺陷數(shù)圖（CChart）。

綜合考慮數(shù)據(jù)特點和抽樣方法等因素，可歸納出如圖3-9所示的“常用控制圖的選擇路徑圖”。

圖3-9常用控制圖的選擇路徑圖若控制圖出現(xiàn)以下4種情況之一：

（1）有點落在了控制限之外。

（2）連續(xù)9點落在控制限的同一側(cè)。

（3）連續(xù)6點遞增或遞減。

（4）連續(xù)14點中相鄰點升降交錯。

由于以上現(xiàn)象出現(xiàn)的概率大體都等于或接近于0.27%，小概率事件的發(fā)生導致我們判定過程為異常。

例如本案例中，在控制階段可以對噴粉含水率的檢測數(shù)據(jù)建立控制圖，以監(jiān)控是否發(fā)生異常。每隔半小時抽樣測量一次，每次取5個樣本，共抽樣25次，得到含水率數(shù)據(jù)如表3-12所示。

首先應(yīng)驗證數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布，若為正態(tài)分布方可再作均值-極差控制圖。

表3-12噴粉含水率測量數(shù)據(jù)

用Minitab對檢驗數(shù)據(jù)進行正態(tài)性分析，顯示結(jié)果如圖3-10所示。

圖3-10正態(tài)性檢驗結(jié)果

由于P值=0.058>0.05，故接受數(shù)據(jù)為正態(tài)分布?？梢宰骶?極差控制圖。

利用Minitab的“統(tǒng)計>控制圖>子組的變量控制圖>Xbar-R”，輸入相關(guān)參數(shù)后得到控制圖如圖3-11所示。

圖3-11噴粉含水率的均值-極差控制圖從上圖可知，極差圖無異常。然而在均值圖中，出現(xiàn)了