岳林品質大觀園

六標準差演進的回顧與展望

 

                                           林公孚

一、前言

當今具市場敏銳感的企業經營者們，已經察覺到顧客對產品品質的要求正日益提升。他們深知，過去工業界習用的三標準差（3σ）的管制水準，來管制製程在穩定狀態，使其不合格率控制在2.7x10負3次方以下的做法，已經無法滿足顧客對高品質的要求。如今，他們莫不競相以六標準差（6σ）的管制水準，甚至以「零缺點」自我要求，以贏得顧客的完全滿意，作為經營策略，來維持競爭優勢。

這種從3σ的品質進步到6σ的品質水準，其不合格率的降低幅度高達135萬倍（2.7x10負3次方/2x10負9次方﹦1.35x10負6次方）的做法，的確是當代企業管理者與工程師們的卓越貢獻，值得我們深入探討。

 

 

二、標準差、六標準差及其應用

標準差（Standard Variation）以σ表示，英語讀音為Sigma。它是指某種生產活動過程中，會有一定的變異 (variation) 產生，這些變異也有一定的幅度標準，或稱變異量度，它用已表示我們量測任何企業生產活動過程偏移目標值之程度。

六標準差有Six Sigma、6σ、6 Sigma 或六西格瑪等讀法，就統計學的術語觀點，它所要表達的是當我們觀察標準的常態分配時，某過程或產品之特定屬性可容許±6σ的變異。如下圖一 6σ之圖示：

                              圖一6σ之圖示

這種變異代表一個不良數非常少的目標，少到以百萬為單位（Part Per Million, ppm,）的目標，意即「生產過程中（process）每百萬次的操作（DPMO）中，只允許出現3.4個不良（3.4ppm）的機會」。將它與以往工業界習用的3σ的管制水準，「百萬次的操作中，允許出現66,810不良」比較，自是嚴格多了，比較如下表一：

表一  σ品質水準比較

品質水準	3σ	4σ	5σ	6σ
不良數/100萬	66,810	6,210	233	3.4

摩托羅拉公司用它作為管理工具時，將它定義為：「量測過程中的變異可能性納入考量，允許觀測所得樣本平均值對目標值最多有1.5σ之偏移。移動1.5σ後，則所觀測的流程或產品在既有的品質規格下，每百萬次將只有3.4次會落在六標準差的界限之外。」而奇異電子公司另有說法：「流程每百萬次的操作機會，只允許出現三點四個失誤（3.4ppm）。」

在上述三種定義中，前一、二者是從統計學的術語觀點定義，至於第三者則可將其視為一種改進手段，用來引導組織減少錯誤的發生，降低浪費、重工等，以增進顧客滿意度。

更明白地說，人們常認為99%(3.8σ)的品質就夠好了，但是在這水準上，美國每週將發生5000件外科手術錯誤，每天在最主要的機場飛機降落時間過長或過短的之誤將達2次，這種情況不是任何人所能接受的。

若採6σ(99.99966%)水準，則每週5000件外科手術錯誤降為每週1.7件，飛機降落時間之誤則為每5年1次。

此一事證，說明了經營者為什麼對6σ品質感興趣的理由，因它能為有意「追求零缺點」者，提供具體的做法。

 

三、6δ原創者摩托羅拉公司

上述6δ概念是美國摩托羅拉（Motorola）公司有6δ教父之譽的米奇爾‧哈瑞（Mikel Harry）博士於1985年所提出。當時該公司正面臨日製品競爭的威脅，高階管理者警覺到他們一向引以為傲的品質，正受到嚴酷的挑戰，解決之道，惟有喚起全體員工，改變服務顧客的方法，儘量降低品質變異範圍，因而訂定「全面顧客滿意」的政策，開始在製造過程方面，推動6δ品質與降低週期時間。

1987年1月，鮑勃‧高爾文（Robert (Bob) W. Galvin）董事長在公司內推行6δ品質方案，採用：衡量（Measure）、分析（Analyze）、改進（Improve）、管制(Control) 四步驟，簡稱MAIC來達成6δ的品質水準。

摩托羅拉運用6δ改善品質成效卓著，於1988年獲得第一屆美國國家品質獎。尤有進者，依據該公司總裁鮑勃‧高爾文於1992年給公司同仁公開信中宣稱：

「1991年的製造成本節省了七億美元，從推行6δ開始以來，累積節省數亦高達二十二億美元，此外，行政部門實施6δ方法者，亦有許多重大的改進」。據摩托羅拉公司在1995年歐洲品質論壇上所做的報告顯示：從1990年到1995年在非製造過程中節省金額亦高達五十四億美元。這種以高報酬數字表達推行6δ品質改進的功效，引起了企業界的格外注意。

 

四、6δ之演進

  摩托羅拉6δ改進品質的功效在企業界傳開後，該公司除了在6σ運用上精益求精外，也吸引了許多高尖企業加入採用6δ的行列，茲藉用張宗令博士談＜6σ演進史＞分段法的資料加以補充，簡介如次：

（一）知識傳播模式

1989 -1993摩托羅拉（Motorola）以策略眼光，在摩托羅拉加速推行6δ。1989年設6σ研究院從事「短期知識傳授」訓練。迨1990年代中期更將6δ的手法擴大到研發、銷售、財務、管理等服務部門，讓全公司每一部門都朝向「百分之百顧客滿意」的總體目標邁進。1991年開發並傳授最早的黑帶(Black Belt)與黑帶大師(Master Black Belts, MBB)課程。

（二）”帶”表專業級

•  1988-1989年 Unisys公司工廠經理之一的柯利佛‧埃姆斯（Cliff Ames），是空手道愛好者，對如何在個組織內利用6σ技術，提出”黑帶”技術水準的概念。
•  1993-1993年ABB公司，該公司認為「良好的品質必然導致良好的財務成果。」Kjell Magnuson, ABB事業部總裁之一，首先使用：6σ盟主、黑帶大師、綠帶，作為管理戰術之運用。他說：「高水準的經營者，只專注於明確的量化收益。」、「這不該是品質第一，而是業務第一。」

（三）專注企業策略

1993-1994 Allied Signal公司在CEO:Larry Bossidy領導下，運用盟主(Champions)概念，提出：界定（define）、衡量（Measure）、分析（Analyze）、改進（Improve）、與管制（Control）的DMAIC改進步驟，將注意力集中在高財務槓桿專案上。1994年，開發6s業務模式，如下圖二 6s業務模式：

（四）領導者的承諾與投入

1995年GE總裁傑克威爾許（Jack Welch）親自投入，他說：『我們每年會對1萬名員工進行問卷調查，當年，他們在問卷中表示：「我們急需一個高品質計畫。」所以，我們就在那時開始採用六標準差。』

威爾許下決心全面推廣6δ，他要求員工「聰明工作而不是努力工作」，希望藉6δ的導入，讓它成為公司的共同語言，使公司成為學習型組織。

（五）創造新產品價值

2000年代，3M 、Samsung…等公司加入6δ應用行列，把重點放在創造新產品價值的過程上。

 

五、奇異公司如何成為6δ新領航者

奇異公司在企圖心旺盛的威爾許領導下，已成為6δ新領航者，是無庸質疑的。奇異公司威爾許如何掌握人、組織、制度、與方法，以追求成功？想必是讀者們所關心的課題。

1995年威爾許於六月間邀約了轉任聯合訊號（Allied Signal）公司董事長的前奇異的資深高階主管波西迪（Larry Bossidy），向GE的所有事業單位領袖講授推展6δ心得與該公司所得的實質利益。這次演講，啟發了GE主管們對推行6δ活動成效的信心，完成第一步變革意識的啟動。

（一）       領導者親自參與
  1996年1月威爾許在一場特別召開的會議中，對500位高階主管宣布，決心親自主導推動6δ，將它全面推廣到企業組織內各個部門，並有計畫地組織與訓練相關人員。

（二）層級式組織

成立許多小組，負責執行以6δ品質水準為目標的各個別計畫。

（三）結構化之角色設計

除了CEO之重要角色扮演外，還有一些重要的6σ角色設計，例如創造全新的「戰士階級」（Warrior Class），以「帶」來區分他們的本領等級，包括：黑帶大師(Master Black Belts)、黑帶(Black Belts )、綠帶(Green Belts) 等組成份子，經訓練合格後，頒給資格證書。茲簡介如下：

l         盟主(Champions)

負責6σ計畫全方位活動，是對專案的成功負有重要的責任。他須確保計畫之獲准立案，及獲得必要的支援，並專注於全面的功能目標與影響顧客滿意的關鍵過程上。

l         黑帶大師(Master Black Belts, MBB)

黑帶大師可說是6σ專案運作的全職訓練講師，他需具企業策略觀，知道實施6σ是一項巨大的文化變革，並具有良好的數量技術、以及教學與領導的能力。

l         黑帶(Black Belt)

他們是6σ專案的全職執行者，受過6σ工具的訓練，他們要帶領專案小組，執行DMAIC或DMADV，需對進行步驟負全責。

l         綠帶(Green Belt)

受過6σ工具的訓練，他們參與由黑帶所主導之專案小組，但不是全職的參與者，執行目前功能／職位較小的計畫，由跨功能小組到帶領6σ創新。

（四）具體的改進方法

設訂定義(Define)、衡量（Measurement）、分析（Analyze）、改進（Improvement）、管制（Control）五步驟來達成6 Sigma的品質水準，要求每個小組都必須遵照此一循環模式落實改進活動。DMAIC主要目的是進行品質及過程的改善或再造，又稱為D-M-A-I-C循環：

D定義(Define)：確認重大問題點，以及評估問題所能改造之效果，指定專案小組及任務分配，確認顧客需求及訂定專案之目標。

M衡量(Measure)：從顧客之要求中，確認關鍵品質特性 (Critical to Quality，CTQ)。

A分析(Analyze)：分析目前操作水準與目標水準的差距，發掘目前製程產能及不良或缺點之產生原因。

I改進(Improve)：發展出Ys與Xs之因果假設，利用工具，如DOE、模擬(Simulation)、多變量分析、迴歸分析等，來印證關鍵品質特性，以及這些特性對CTQ之影響程度。

C管制(Control)：設計並執行維持與管制之機制，以確保關鍵品質特性Xs能在允許範圍內操作，以維持最佳之績效指標Ys。然後，進行新的程序之標準化，並持續的監控整個流程與Ys及Xs之衡量值。

（五）6δ資格證書訓練

 GE公司投入非常大的資金在員工教育訓練上，以CEO及盟主來說，就有1至3週的教育訓練，其重點在於如何擬定願景與策略、如何管理變革，以及領導、溝通等等。

教育訓練份量最重的是黑帶，至少有3、4週的訓練，配合專案運作DMAIC進行。通常是每階段先訓練3天至1週，再執行3週，內容包括：專案管理、溝通與領導、計畫執行、統計手法及DMAIC的運作步驟，尤以後二者為重。至於非全職參與的綠帶，也有2週的教育訓練，內容著重在DMAIC之運作方式及統計手法之應用。

（六）建立績效衡量指標

  GE公司訂出五項績效衡量指標，包括：顧客滿意度、品質不符合的代價、供應商品質、內部表現及製造能力設計等。

（七）結合策略規劃與管考制度

GE-6σ著重在與顧客滿意有關關鍵過程上，專案計畫與管制及考核制度作緊密結合，並以財務績效來衡量效果。

（八）激勵措施

改變獎勵系統，1997年5月他發出指令，要求所屬五百位資深經理們，將6δ的訓練列為升遷條件之一。將6δ成果作為紅利比重的40%，並讓受過黑帶訓練者有股票選擇權，這種做法形成了一股強大的驅動力量，成果自是斐然可觀。

 

六、回顧與展望

  從上述6δ演進過程看來，他已從早期的「專注於產品或服務的重要屬性，並縮小其變異。」進入中期的著重在「致力連結組織與市場，使財務成果獲得改善之策略運用」，如今，則以「建立6δ文化的環境，採創造新產品價值的過程導向方式管理。」方面邁進，就此而言，6δ已儼然成為具有TQM特質的一種管理理念。

  在6δ演進的過程中，豐田汽車的精實生產系統，也在同步發展中，國內外一些知名企業，已有將6δ與精實生產相結合之例，稱之為精實六標準差（Lean Six Sigma,LSS）。展望未來，LSS是否會引發另一波風潮，且讓我們拭目以待。

 

＊    本文承張宗令博士審閱，謹致謝意！

＊    延伸閱讀請造訪http://tw.myblog.yahoo.com/lingf01「岳林品質大觀園」

 

參考資料

1.       Motorola ＜Six Sigma: 1992 and Beyond＞ 1992

2.       Dauglas p. Mader，＜Lean Six sigma’s Evolution＞QP，Jan. 2008

3.勞勃‧史雷特著袁世佩 譯《 複製奇異》麥格羅‧希爾，2000.9

4.舒伯‧喬賀瑞著《六標準差設計：打造完美的產品與流程》，經濟新潮社，2002

5.George Eckes 著蘇朝墩陳麗妃 譯《實現六標準差的第一本書》，商周出版  2002

6.呂執中 ＜得獎6+感言 ─ 試論現代化之TQM ＞ 2002

7.劉漢容 陳文魁，《品質管理一六標準差模式》滄海，2005

8.鄭春生，《Six Sigma  品質管理導入實務》，元智大學講義

9.關季明《6 Sigma品質改善制度》，品質學會講義

10.品質論壇2007《實現六標準差－深度觀察與經驗之旅》，品質學會， 2007

 

＊      ＊本文發表於97/03《品質月刊》