第六章质量控制常用技术 六西格玛ppt课件.pptx

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1、1,第六专题六西格玛质量改进,2,本专题主要学习内容,6概述DMAIC界定阶段（D）DMAIC测量阶段（M）DMAIC分析阶段（A）DMAIC改进阶段（I）DMAIC控制阶段（C）案例,3,第一节 6概述,4,一、六西格码产生及发展,5,年，摩托罗拉的高级工程师、科学家比尔史密斯率先引入六西格玛的概念来衡量缺陷。在此之前质量一般用特性和百分率来衡量。这一看似简单的变化给摩托罗拉的质量管理带来了突破性的跨越。短短几年，就拉创造了每两年质量缺陷率下降倍和数以亿计美元回报，并使摩托罗拉成为美国首届国家质量奖获得企业。,6,从摩托罗拉把用于质量改善的一系列统计工具和项目推行方法打包成“Six Sigm

2、a”以后，这个有着神秘东方色彩的词把枯燥的统计方法一下子提升到了管理工具包的层面：不仅仅是统计手段，还有系统改进、流程改善等附加手段。真正把这一高度有效的质量战略变成管理哲学和实践，并形成一种企业文化的是在杰克韦尔奇领导下的通用电气公司（GE）。,7,1996年正式启动六西格玛质量行动1997年两次发布人员晋升与六西格玛挂钩的规定1998年要求基层管理人员必须通过绿带或黑带培训才能晋升的制度正式生效1999年所有专业员工必须完成绿带或黑带培训的质量政策开始生效2001年将六西格玛用于供应链管理2002年激励供应商开展六西格玛,GE六西格玛的颠峰实践,8,六西格玛在全球应用中的指数性增长,摩托罗

3、拉,IBM,DEC,ABB柯达德州仪器,联合信号通用电气,康柏陶氏化工杜邦迪尔洛克希德日本电气帕卡西门子索尼东芝惠尔普,美国运通福特汽车霍尼韦尔强生LG集团爱立信诺基亚飞利浦普莱克斯三星电子住友联合技术美国邮政服务,1987,1989,1991,1993,1995,1997,1999,9,二、六西格玛是什么?,6 SIGMA改进是通过减少波动、不断创新，质量缺陷达到或逼近一百万分之三点四的质量水平，以实现顾客满意和最大收益的系统科学。,统计含义,管理含义,10,6的统计含义,s,西格玛，希腊字母，在统计学中表示数据的分散程度。在六西格玛改进中，它有着丰富的内涵,11,下规格限,上规格限,目标值

4、,顾客决定,六西格玛的统计特性,USL,LSL,传统质量,6质量,6的统计含义,12,正态分布,95.45%,99.73%,99.9937%,99.999943%,99.9999998%,317300 ppm,45500 ppm,2700 ppm,63 ppm,0.57 ppm,0.002 ppm, 1之间, 2之间, 3之间, 4之间, 5之间, 6之间,68.27%,6的统计含义,1ppm：就是百万分之一,DPMO,13,预测,时间,通常，随着时间的推移，过程的波动会产生偏移，偏移的经验值为1.5。,六西格玛的统计特性,1.5,6的统计含义,14,如果规范限距离目标值6，并考虑过程特性的平

5、均值随时间漂移1.5，则缺陷率即为3.4 ppm。,T,LSL,USL,6,6,1.5偏移,1.5偏移,6的统计含义,15,麦当劳公司每周被退货的数量 3 西格玛 = 264,0006 西格玛 = 13,每天饮用不安全水的时间3 西格玛 = 96 分钟6 西格玛 = 0.3 秒,每一百万英镑的经营损失 3 西格玛 = 66,8006 西格玛 = 3.40,如果你每年打一百轮高尔夫球3西格玛= 每轮失去1个进洞球6西格玛 = 每163年失去1个进洞球,主要机场不安全着陆的次数3 西格玛 = 每天15次6 西格玛 = 每4年1次,不同西格玛绩效水平的事例,6的统计含义,16,“世界级”缺陷水平,6

6、的统计含义,17,6的管理含义,6 SIGMA是一种愿望6 SIGMA是一挑战性的目标6 SIGMA是一种哲学6 SIGMA是一种管理系统6 SIGMA是数据驱动的管理过程6 SIGMA是一组强大的系统工具箱6 SIGMA是实现顾客和企业双赢的有效途径,18,三、六西格玛实施框架,组织结构关键角色改进流程,19,3.1 六西格玛综合框架,20,推进委员会,绿带,黑带,经理,领导层,指导层,操作层,倡导员,财务主管,黑带大师,绿带,黑带,绿带,黑带,沟通交流,3.2 六西格玛的组织结构,通过黑带和绿带并结合项目的开展，将六西格玛理念与核心价值观传递到组织的各个层次。,21,3.3 六西格玛改进中

7、的关键角色,22,基层参与,绿带,黑带,黑带大师,倡导者,一般每千名员工配备 黑带大师 1名 黑带 10名 绿带 50到70名,六西格玛改进中的关键角色,23,3.4 六西格玛绿带的培训历程,培训与项目实施紧密结合，Just-In-Time式的学习方法,开始,结束,绿带项目培训,项目跟踪,24,3.5 六西格玛改进策略,流程改进,DMAIC解决过程中与波动有关的问题。在不改变工作流程基础结构的同时解决问题，重点在于寻找和确定解决方案处理引起问题(y )的因素(x )。,25,DMAIC,定义阶段,测量阶段,分析阶段,改进阶段,控制阶段,选择与确定项目,分析项目,描述项目,收集并分析数据,验证因

8、果关系,确定关键因素,提出改进意见,选择改进方案,实施改进策略,制定标准,明确管理职责,实施监控,选择评价指标,收集数据,验证测量系统,测量过程能力,Y,Y=f(xi),关键因子Xi,优化Xi,控制Xi,26,第二节 D界定阶段,27,界定阶段(Define)是6 SIGMA项目DMAIC过程的第一个步骤，要为项目正式启动做好工作。,界定阶段必须明确一些问题：如何选择与确定项目?如何分析项目?如何描述项目?,DMAIC项目任务书,28,一、如何选择与确定项目?,1、项目选择,外部信息来源,顾客意见,顾客满意度调查；顾客投诉记录；呼叫中心的电话录音；顾客访问等。,市场调查,竞争对手,市场反应；市

9、场分析报告,竞争对手比较分析报告；与竞争对手相比的弱项等,29,内部信息来源,质量分析报告,返工、返修量大的流程；工作中发现的问题：防差错有关的任何问题等。,质量审核报告,财务分析报告,在近期的外审中发现的问题或被正式拒收的过程或产品；在审核中自己知道没达到规格或没有符合规定的地方；为了维护顾客利益而调查存在于企业内部的事物等。,公司内部出现的任何报废问题劣质成本突出的环节等。,方针目标诊断报告,高层领导所面临的主要问题；阻碍企业实现战略目标的障碍,30,项目选择原则,三“M”原则和“SMART”准则。,Meaningful-有意义的,Manageable-可管理的,Measurable-可测

10、量的,S, Simp1e,简单的,M，Measurable，可测量的,A, Agreed to ,商定的,R, Reasonable,合理的,T, Time-based，时间基准,31,确定项目,项目选择矩阵图,32,项目工作计划,33,项目管理甘特图,34,第三节 M测量阶段,D,M,A,I,C,35,D,M,A,I,C,为什么要测量？测量什么？,y,x,对过程进行测量,对结果进行测量,36,D,M,A,I,C,测量指标,如何测量,DPU/DPMO评价缺陷的质量水平,Cp、Cpk、Pp、Ppk评价流程的质量水平,RTY评价某质量特性的质量水平,测量有效性,MSA测量系统分析,37,D,M,A

11、,I,C,反映了各种类型的缺陷在抽取的单位产品总数中所占的比率,【例】制造100块电路板中，其中5个有缺陷，则,DPU（Defects Per Unit ）单位产品缺陷数,6测量指标,38,D,M,A,I,C,每一个机会中出现缺陷的比率，表示了单位产品中缺陷数占全部机会数的比例。,【例】假定这100块电路板中，每一个电路板都含有100个缺陷机会，若在制造这l00块电路板时共发现21个缺陷，则：,DPO（Defects Per Opportunity）机会缺陷数,6测量指标,39,D,M,A,I,C,DPO常以百万机会的缺陷数表示，即DPMO= DPO 106。,6测量指标,DPMO（Defec

12、ts Per Million Opportunity）百万机会缺陷数,若计算上题的DPMO，则：,40,D,M,A,I,C,RTY（Rate to yield）流通合格率,6测量指标,41,D,M,A,I,C,6测量指标,CP（Process Capability Index ）过程能力指数,过程能力是指工序处于控制状态下的实际加工能力,在过程处于控制状态下，过程质量的波动通常是由一些随机因素所引起的，加工质量一般呈正态分布。,以 作为过程能力来控制生产过程既经济，又保证了产品质量，目前绝大多数国家都采用了这种方法。,42,D,M,A,I,C,6测量指标,CP（Process Capabili

13、ty Index ）过程能力指数,1、工序质量分布中心 与公差带中心M重合,计算Cp需在过程处于稳定状态下,43,D,M,A,I,C,6测量指标,CP（Process Capability Index ）过程能力指数,2、工序分布中心 与公差带中心M不重合,44,6测量指标,D,M,A,I,C,若需要计算磁系统装配工序的Cpk,采集如下数据（mm）,请计算该Cpk。,45,验证过程生产出来的产品是否能符合顾客要求。验证一个新过程或经过修改的过程的实际性能是否符合工程参数，也称为“机器能力研究”。,Cpk主要用于：,6测量指标,当一个过程已达到稳定，且能符合短期的要求，紧接着应进行长期过程能力指

14、数的研究。长期的过程能力指数称为过程性能指数(process performance index简称PPI),D,M,A,I,C,46,D,M,A,I,C,6测量指标,计算Pp不需在过程处于稳定状态下，反映了当前过程的性能满足标准与规范的程度，是对瞬时或实时过程性能的描述。,47,总结：Cpk与Ppk的区别,6测量指标,1、是否要求过程稳定？,2、标准差的计算不同,Cpk：ST =,Ppk： LT =,D,M,A,I,C,48,MSA测量系统分析,测量系统示意图,D,M,A,I,C,49,测量系统基本指标,MSA测量系统分析,1、偏倚：多次测量结果的平均值与基准值之差,D,M,A,I,C,50

15、,测量系统基本指标,MSA测量系统分析,2、稳定性：在相同的条件下进行多次重复测量结果的变异程度,D,M,A,I,C,51,测量系统基本指标,MSA测量系统分析,3、线性：在其量程范围内，偏倚应是基准值的线性函数,D,M,A,I,C,52,测量系统基本指标,MSA测量系统分析,4、重复性：由一个操作者采用一种量具，多次重复测量同一零件的同一特性时所获得的测量值的标准差为e，则5. l5e称为量具的重复性，记为EV,5、再现性：由不同操作者，采用相同量具，测量同一零件的同一特性所得重复测量的均值的标准差为o，5.15o则称为量具的再现性，记为AV,D,M,A,I,C,53,MSA测量系统分析,测

16、量系统分类及分析方法：,根据测量对象,计量型测量系统,极差法,均值极差法,方差分析法,计数型测量系统,通用分析法,Kappa分析法,D,M,A,I,C,54,测量数据总变差的分解公式：,MSA测量系统分析,测量数据的总方差T2由零件间的方差p2与测量系统的方差m2组成,T2 =p2 +m2,（ m2 = 02 + e2 ）,T2 =p2 + 02 + e2,（TV）2=（PV）2+（AV）2+（EV）2,如果对上式两端各乘5. 15，则可得：,总变差,零件变差,测量系统变差,记为（R&R）2,（量具重复性和再现性的平方）,D,M,A,I,C,55,（R&R）是表征量具好坏的特征数，它愈小愈好,

17、MSA测量系统分析,%R&R可作为评价一个量具能否被接受和被使用的重要指标,当%R&R在10 % 30%之间时，为模糊区域。可结合实际情况考虑是否接受量具。,%R&R10%时，量具可以接受；,%R&R30%时，量具不能使用；,D,M,A,I,C,56,MSA测量系统分析,【例】为评定测厚仪的%R&R，工厂选了3名操作者，分别记为A、B、C，又选了10块垫片，分别编号为1至10号，要求每名操作者在不知编号情况下对每块垫片各重复测量2次。在这个例子中n=10,k=3,m=2，共有nkm =60个数据，它们分别记录于下表。,重复性与再现性数据表,D,M,A,I,C,57,MINITAB采用Xbar-

18、R方法计算GR&R结果如下,测量系统的分辨力足够,该量具应结合实际情况考虑是否接受,MSA测量系统分析,D,M,A,I,C,58,MSA测量系统分析,详细、深入地学习MSA，可参照汽车行业质量管理五大工具手册之MSA测量系统分析。,工欲善其事,必先利其器！通过M阶段，可以把将要改进的过程及结果的各类变量进行定义和测量，为后续的分析提供有利的支持！,D,M,A,I,C,59,第四节 A分析阶段,60,分析阶段(Analysis)是6 SIGMA项目DMAIC过程的最难预见的阶段，是项目取得突破的关键。,分析阶段必须明确一些问题：质量问题的原因有哪些?原因中哪些是关键原因?如何验证分析结果?,需要

19、借助大量质量工具,61,分析阶段流程图及相关工具,62,一、如何寻找影响输出结果的原因,1、头脑风爆法(Brainstorming),BS四原则,畅所欲言,相互结合,强调数量,不做评价,整理、筛选、归纳,63,2.因果图,64,二、如何确定关键原因,1、排列图(2/8原则),2、散布图(相关原则),3、FMEA(失效模式与效果分析 ),65,FMEA是在60年代航天工业首先发展应用的管理技术，现今流行于工业界的设计及制造过程的事先预防活动。,FMEA(潜在的失效模式与效果分析 ),一般根据实施对象可分：DFMEA设计FMEAPFMEA过程FMEA,66,1、潜在的失效模式,所谓失效，就是丧失功

20、能。而失效模式，就是失效表现的形式。这里，我们说的是“潜在的”，意思是，这些失效可能发生，但不一定发生,失效模式：尽可能的思考，在所分析的产品、系统、部件上会出现那些的故障：没有剎车、空调不冷、照明不亮。,FMEA,67,2、潜在的失效后果,潜在的失效后果，是指失效模式可能带来的对完成规定功能的影响，以致带来顾客的不满意或不符安全和政府的法规,失效后果：尽可能的思考，在产品上出现此失效模式时对顾客有什么影响、会造成什么后果呢？,FMEA,68,失效模式,汽车轮胎爆裂,翻车,撞车,抛锚,【案例】,失效后果,失效原因,轮胎老化,胎压过高,车速过快,后果是否严重？,发生可能性？,如何防止发生？发生了

21、，能检测到吗？,严重度（S）,频度（O）,探测度（D）,RPN=(S) (O) (D),风险顺序数RPN,FMEA,69,严重度（S）评分标准,FMEA,70,FMEA,频度(O)评分标准,71,FMEA,探测度(D)评分标准,72,1,2,3,4,73,详细、深入地学习FMEA，可参照汽车行业质量管理五大工具手册之FMEA潜在的失效模式与效果分析 。,从诸多变量中筛选出关键的少数，是成功的关键，但这少数的关键是否确实存在影响，需要进一步验证，以有效确认！,FMEA,74,二、如何验证分析结果,验证分析结果一般可采用假设检验的思想。,1、对于只有一个关键因素，可采用假设检验进行验证；,2、对于

22、有一个多因素，可采用方差设计进行验证；,75,【例】用户反映某零件的一个指标近期不太稳定。由于近期更换了原料，那么是否因为更换了原料引起的?,经分析零件的该指标服从正态分布，用户要求其均值为5。为了验证更换原料是否是引起指标不稳定的原因，从生产线上随机抽得9个零件，测得的指标值为： 4.9 5. 1 4.6 5 5.1 4. 7 4.4 4.7 4.6 那么新工艺是否满足用户的要求?,76,【例】某厂生产中需要使用的一种零件可以由甲、乙、丙只个工厂提供，零件的强度对本厂产品质量是有影响的。为了了解不同工厂的零件的强度有无明显的差异，现分别从每一个工厂随机抽取四个零件测定其强度，数据如下表所示，

23、试间三个工厂的零件强度是否相同?,77,第五节 I 改进阶段,78,改进阶段(Improve)是6 SIGMA项目DMAIC过程的收获的阶段，针对关键原因实施改进。,改进阶段解决以下一些问题：优化改进方案确定和描述关键质量特性y与原因变量x之间的内在关系评估、验证和实施改进方案；改进方案的实施策略,79,改进的关键点：,1、主要原因xi是不是显著的？和y是什么关系？,2、当xi取何值时，改进效果最佳？,80,一、揭示y与x间的内在规律,回归分析是研究变量间相关关系的一种统计方法，寻找关键质量特性y与原因变量x间的定量关系，掌握内在规律，利于项目改进。,81,表4.11 碳含量和合金强度的关系,

24、【例】在某合金厂的一次质量改进活动中,合金的强度值y不稳定,经过6 SIGMA小组分析合金中碳含量x是主要原因。,那么两者到底是什么关系呢？如何取得最佳值呢？6 SIGMA小组经过试验，取得如下数据：,82,y = 28.5 + 131x,83,二、如何进行多因素项目改进的优化方案？,DOE:合理经济地寻求设计优化方案，以确定显著影响产品性能的关键设计参数，在过程开发方面可以实现提高产量，减少波动，缩短开发时间以及降低总成本。,84,【例】磁鼓电机是彩色录像机磁鼓组件的关键部件之一，按质量要求其输出力矩应大于210g.cm。某生产厂过去这项指标的合格率较低，从而希望通过质量改进来提高磁鼓电机的

25、输出力矩。经过改进小组的前期分析和讨论，确定了充磁量、定位角度和定子线圈匝数为主要原因，下一步准备采用正交试验设计来确定最佳参数。,首先，根据3个因子的可能取值范围，决定每个因子的水平值，在本例中每个因子取3个水平，形成如下因子水平表 ：,85,创建正交试验计划,86,实施试验,87,数据分析,数据的直观分析,结果：A2B2C3,88,数据的方差分析,89,数据的方差分析,90,数据的方差分析,显著性水平0. 05上，因子B是显著的,显著性水平0. 10上，因子A,B是显著的,91,最佳条件的选择,显著性水平0. 05上，因子B是显著的,从节省成本角度考虑，则最佳条件A1B2C1,显著性水平0

26、. 10上，因子A,B是显著的,从节省成本角度考虑，则最佳条件A2B2C1,92,验证试验,分析结果：A2B2C1,前面试验的数据表明最佳条件是：A2B2C3,应进行验证分析结果！,分析结果：A2B2C1,93,模拟验证,94,实际验证,对条件A2B2C1进行了三次试验，结果分别为：234，240，220，其平均值为231.3。,从模拟验证和实际试验验证来看，两者的结果相近，而且满足质量要求（输出力矩应大于210g.cm），结果是令人满意的。,95,三、评估、验证和实施改进方案,改进阶段常会提出几个方案供比较分析，即进行改进方案的评估，从中选择优化(最佳)的方案实施,96,第六节 C 控制阶段

27、,97,控制阶段(Control)是6 SIGMA项目最后阶段，目的是改进成果如何得以保持。,改进阶段解决以下一些问题：如何证实改进是值得的? 如何保持过程长期稳定?如何巩固项目成果并实现持续改进? 如何结束项目？,98,控制阶段的基本任务,证实成果是真实的,证实改进是值得的,保持过程长期稳定,巩固项目成果实现持续改进,关闭项目，提交报告,假设检验,质量成本,SPC、POKA-YOKE,ISO9001、5S,6总结报告,控制计划,100,漏加工规定的孔漏钻，应该磨削的平面未磨错加工结构尺寸不对，加工位置错误缺件紧固螺钉少装，备品备件缺失错配不同零件混淆，药剂师配错药，服务员上错菜反装“停止”按

28、钮错装为“启动”，火线接在了地线上等等。,类似的情况：,出现差错,原因是什么？,101,疏忽；理解错误；判断失误；生疏、缺乏应有的专业技能；固执己见，凭经验办事；心不在焉，注意力不集中；反应迟缓；缺乏指导；措手不及；明知故犯。,主观原因,出现差错的原因,如何消除这些原因呢？,102,POKA-YOKE,日本丰田汽车公司的工程师新江滋生（SHIGEO SHINGO）认为出错仅仅通过劝戒、批评、教育等是无法根本解决，通过长期研究，于上世纪六十年代逐步建立了一套科学的防错模式POKA-YOKE，称为防错法，也称“愚巧法” 、“防呆法”、“FP”等。 其基本原理为：用一种方法或设备使作业者在作业时直接

29、可以明显发现缺陷或使操作失误后不产生缺陷。,103,限制式定位销、限位开关、异形接口均属此类。当差错发生时，用停止操的方式及时制止或用强制导向的方式加以纠正；警告式报警器，采用蜂鸣或灯光、颜色等预报差错，提醒操作者采取措施。助记式-计数器、检查表属于此类方式。当你去往超市购物时，为避免遗忘，最简一单的方法就是先列一张购物表，逐项核对。安全导向式保险丝、安全带可列入此类。一旦发生故障，系统自动进入安全状态，保影响不会延续，损失不会扩大，危害不会升级。,防差错的基本类型,104,接近开关应用实例,105,想想看，在你生活中见过哪些防差错手段？,106,要知道水管中压力装上压力表 （只专业人员可判断

30、正常与否）再在水压表中标出正常压力范围 （人人都可判断水压是否正常）,哪种方式更容易发现问题？,107,第七节 6 SIGMA改进案例,108,改善面包口味，保证顾客满意,109,一、界定阶段1、问题的陈述面包房经理接到顾客的投诉，抱怨面包质量顾客提出的CTQ是面包的口味不佳。2、项目目标改善面包的口味，适应更多顾客的需要。口味好的面包力争达到3.8水平。3、成立6 SIGMA项目团队,110,二、测量阶段,1、选择关键质量特性（CTQ）,111,建立品尝小组。划分等级：110级，如口味品尝为8级，即评为8分。目标：平均为8分。期望：不要低于7分，即低于7分被认为是缺陷。,2、口味如何测量？,

31、112,3、验证y的测量系统,品尝小组成员7人闭上眼睛，测定3种面包样本，结果见表：,0.05,测量系统有效,113,三、分析阶段,了解y（口味）当前的质量水平。,现有正常条件下烘烤24块面包，品尝小组评级：,平均等级为：,合格率为：,可知质量水平仅仅为1,114,定义y(口味)的改进目标,设定相应的改进水平，将质量目标设定为3.8,可能的原因是：盐的用量面粉品牌烘烤时间烘烤温度发酵粉等级,识别y(口味)波动的来源,采用头脑风暴法；,115,四、改进阶段,筛选波动的潜在根源（ ）,DOE,面粉品牌,烘烤温度,116,寻找关键变量（ ）与y之间的关系,350和A品牌为最佳组合,全因子试验,控制范围：,温度：（3505）,面粉：A品牌,同时经过批量试产，该条件口味的合格率达到了99%，实现了质量水平从1提升到3.8的目标。,117,五、控制阶段,验证烘箱温度的测量系统,建立量值溯源系统校正温度仪的准确度采用更高级别的温度仪,118,确定烘箱温度当前的状况,检查所有烘箱的温度实时监控温度关注过程能力查找波动原因,119,实施对 的控制,建立控制图，每日检查烘箱的温度水平，一旦发现问题，立即改进,定期更换品尝小组；,加强备选面粉供应商的审核,120,谢谢,