六西格玛改进模式局限性分析及克服方法

[摘要] 本文分析指出了经典六西格玛改进模式DMAIC的局限性――在分析阶段缺乏有效的线索生成工具来发现某个问题的根本原因；并提出用谢宁DOE工具体系中的线索生成工具――部件搜索、成对比较、产品/ 过程搜索及变量搜索，可以填补经典六西格玛改进模式的缺陷；给出了经典六西格玛分析工具结合谢宁DOE线索生成工具形成的问题分析解决路径图。

[关键词] 六西格玛 局限性 质量 谢宁（Shainin）DOE

一、引言

六西格玛管理是当今企业界广泛关注的一种管理方法。六西格玛(6σ)管理分为六西格玛改进和六西格玛设计。六西格玛改进被广泛地运用于改善产品的质量，尤其适用于生产制造业，是以降低缺陷和减少变异为核心的。一般公司实施六西格玛主要是指采用六西格玛的改进模式DMAIC（Define定义-Measure测量-Analyze分析-Improve改进-Control控制）实施六西格玛改进项目以解决长期存在的复杂问题，同时在各阶段系统化地运用各种工具以力达目标。

六西格玛在世界范围内获得了巨大的荣誉。但是，也有越来越多的企业、企业人士对六西格玛产生了质疑，甚至很多六西格玛专业人士，都觉得六西格玛似乎作用不大。很多将六西格玛视为王牌的组织失望地发现，GE、摩托罗拉及联信公司所取得的辉煌成就往往很难在它们身上重现。不少公司将六西格玛作为公司的正式战略之一，但实际上目前依靠六西格玛而创造巨大利润、大大增强企业竞争力的企业并不是很多。这是因为六西格玛不是万能的，它的作用有限而且本身具有一定的局限性,发展尚不太完善。

六西格玛局限性主要体现在两个方面：一是它本来的作用有限，主要体现在质量改进上面，如果企业想扩大六西格玛的作用和范围，可能带来更多的失望和质疑；二是六西格玛改进模式DMAIC存在着局限性――在分析阶段缺乏有效的线索生成工具（或称诊断工具）来发现某个问题的根本原因。

本文则正是针对六西格玛第二个方面的局限性，指出存在改进模式存在局限性的根本原因，并给出克服方法，以部分消除人们对六西格玛的失望和疑惑。

二、六西格玛改进模式局限性分析

经典的六西格玛改进模式，是指目前大量的六西格玛培训教材包括书籍、企业内部培训教材及咨询公司的培训教材中所指导的六西格玛改进模式。DMAIC 同PDCA、福特8-D一样，只是为解决问题提供一个管理的框架。如果缺乏如何解决问题的有效方法即解决复杂问题所需的专门工具，那么DMAIC的作用，正如大部分企业员工所见是有限的。下文通过对经典六西格玛改进模式分析阶段分析方法和分析工具的分析，得出改进模式分析阶段缺乏有效的诊断工具去确定缺陷的根本原因。

1.六西格玛改进模式

经典六西格玛改进模式5步骤：

(1）定义（Define）项目目标和客户需求

确定问题;确定客户CTQ;明确客户的期望。

(2）测量（Measure）制程、测定现有水准并量化问题

转换客户需求，并查看其是否能被测量;分析并决定现有测量系统能否被接受;测定现有制程能力。

(3）分析（Analyze）和发现缺陷产生的根本原因

决定导致输出产生偏差的主要原因。

(4）改善（Improve）,通过消除缺陷产生的根本原因

确定各种变量与制程变化之间的关系。

(5）控制（Control）

验证改善结果并实施过程控制。

2.六西格玛改进模式分析阶段分析方法和分析工具分析

分析阶段（Analyze）中有收集并分析数据，建立和验证因果关系和确定关键因素等工作。

(1)收集和分析数据

测量阶段收集数据的目的重点在于验证测量系统和了解过程，为分析阶段收集和分析数据打下一定的基础。分析阶段收集数据的目的重点是对过程进行分析，以寻找并确定关键产品特性（KPC)和关键过程质量特性（KCC）的影响因素。利用收集到的数据，做基本图形分析，把数据更形象化表示出来，从中观察数据总体的变化趋势，特殊倾向和特异现象。

常用工具:对账单、流程图、直方图、柏拉图、因果分析图、趋势图、箱线图，有助于直观、清晰地分析问题，只能识别本来就比较明显的缺陷的原因，解决最基本的质量问题。对于解决长期的质量问题，它们是完全没有用的。

(2)建立和验证因果关系

①建立因果关系。数据的收集和分析找出了关键产品质量特性和关键过程质量特性的影响因素，并对这些影响因素进行了细致的分析，在分析的基础上建立这些关键质量特性与影响因素之间的因果关系。这时可应用的方法有头脑风暴法、因果图法、关联图法、系统图法、矩阵图法等，把影响因素和特性结果有机地联系起来，明确其间的因果关系。

脑风暴法是基于专家们的经验和直观的判断，这将很有可能猜错根本原因。其他方法注重对文字资料的整理，是团队使用的重要工具。这些工具在策划和相关性研究中有用，但与解决问题没有关系。

②验证因果关系。对于已经建立的因果关系，项目团队需要集思广益进行研讨，在组织的产品或服务实现，以及工作实践的过程中加以验证，以确定是否真正找到了影响因素和是否真正存在因果关系。

这时可应用的方法有散布图、相关分析、回归分析、假设检验等,只是在可能因子较少且明显的情况下，猜测输入和输出的关系，进而评估各种关系的统计显著性，验证此关系。对于输入因子数量多的长期的质量问题，则无能为力。

(3)确定关键因素

在建立并验证了因果关系后，要设法抓住“关键的少数”，也就是要确定少数的关键因素，从这些关键因素入手，集中可用的资源和时间，对六西格玛进行质量改进。这时常用的方法散布图、相关分析、回归分析、正交设计等。

正交设计线索生成能力差，依靠猜测；统计有效度弱，混淆主要作用和相互作用,可能会漏掉重要因子。

3.六西格玛改进模式局限性结论

从以上分析可知：基本图形工具有助于直观分析；头脑风暴法基于经验判断；统计分析工具用于验证猜想；正交设计工具将猜测的因子用于试验。从而可知，经典六西格玛改进模式在分析阶段缺乏有效的线索生成工具来确定根本原因。

可以看到在建立因果关系时，更多地是基于直观的经验判断、工程猜想和观念，很有可能猜测有误。如果在其中运用有效的诊断工具去建立因果关系和确定关键因素，那么分析过程将变得更逻辑、科学，更有效。

三、克服方法

事实上有一些适合确定缺陷根本原因的高级诊断工具，即谢宁DOE工具中的线索生成工具，可以填补经典六西格玛改进模式的缺陷。

1.谢宁（Shainin）DOE

多里安・谢宁（Dorian Shainin） 创立了一种被称为“统计工程”的方法――谢宁DOE（通过试验设计确定系统性原因，即红X方法），这种方法将统计方法和工程技术结合起来解决工程问题。该方法的目标是通过找出造成生产过程中变异的最重要的因素来减小变异。其特点是强调与部件科学的对话，通过比较直观和符合具体逻辑思维的产品部件分析，可以清晰地分离出主要作用和相互作用，从而取代田口法凭工程猜测构建出变量的数学实验法，有助于精确查明问题的根本原因。

谢宁DOE工具中的线索生成工具：部件搜索、成对比较、产品/ 过程搜索及变量搜索，这些工具专门设计用来寻找生产中的重要变量，并使他们与最佳参数进行组合，使产品质量大幅度提高

（1）部件搜索

从几十个部件/组件中，针对根本变量,捕捉所有重要的主效应和交互影响效应的量;可互换部件组装的场合。

（2）成对比较

以高置信度确定“好”和“差”单元之间的重复差异，以向根本原因提供线索；用于拆卸会损坏或会引起好的或差的部件的根本性改变时。

（3）产品/ 过程搜索

由凯克・博特发展出来的技术；仅用于多变量难以分离的重要过程，分离过程参数；和成对比较类似，用成对比较发现重要的产品或过程变量；发现与8个好的和8个差的产品有关联的重要过程变量。

（4）变量搜索

指出主要变量，捕捉所有重要主效应和交互影响效应的量，放开所有不重要变量的允许偏差以减少费用。

但是绝大多数六西格玛培训内容中没有介绍谢宁DOE工具的使用，很少有公司使用谢宁DOE工具。这是一个巨大的错误（其中多变量分析已被广泛使用）。谢宁D0E在实践中得到了很好的检验,但其咨询公司采取了过度严密的知识产权保护措施。因此国内从事质量的工程师知之甚少，直到《世界级质量管理工具》一书的出版,才使许多人有机会了解到谢宁方法。

2.谢宁DOE分析工具是经典六西格玛分析工具的强有力补充

谢宁DOE线索生成工具优点是明显的，容易被人理解，接受，从而应用。而经典六西格玛改进方法，在确定根本原因时存在较多的猜测和主关臆断，即缺乏线索生成工具。这些工具作为有效的线索生成工具，是六西格玛分析阶段使用工具的有力补充，甚至成为分析阶段的主要工具。要想成功实施六西格玛，谢宁DOE线索生成工具的补充是必要的，见图。谢宁DOE工具形成一个独特的解决问题的途径（搜索红X）,其工具体系还包括其他的一些工具如B与C比较、散布图、响应曲面法及与预控制等。而本文强调的是谢宁DOE工具中线索生成工具――部件搜索、成对比较、产品/ 过程搜索及变量搜索对经典六西格玛分析工具的补充，以便于谢恩DOE工具与经典六西格玛分析工具结合起来使用。

3.经典六西格玛分析工具与谢宁DOE工具结合分析解决问题路径图

最后将经典六西格玛分析工具与谢宁DOE工具整合可得到较完善的根本原因（红X）搜索路径图，从而形成了一个连续运用各种工具以分析解决某个问题的循序渐进的综合性方法。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。