精益六西格玛在产品生产及质量管理中的应用

张德政

摘要：文章通过精益六西格玛定义、测量、分析、改善和控制的流程，展开了对改善H公司线束产品质量的研究。通过鱼骨图及Minitab 19软件进行数据分析确定了关键影响因子。在改善阶段中找到了影响线束产品质量问题的关键因素，即焊接电流过高，电压不稳定并针对此问题提出了具体的解决方案。改善方案中，结合看板管理和8S现场管理控制生产，同时长期性和稳定性控制分析得到了验证，研究结果说明，对线束产品质量的改善过程能力是稳定的，达到了研究预期的目标。

关键词：精益六西格玛；流程改善；质量提升

精益六西格玛（Lean Six Sigma），也称为精益西格玛，是两种截然不同的企业管理战略的结合，即精益制造和摩托罗拉的六西格玛系统。虽然精益制造方法专注于用更少的工作创造更多的价值，但六西格玛系统致力于识别和消除产品开发中的缺陷。因此，这种组合提供了一种方法来加快公司的决策过程，同时降低生产效率并提高产品质量。精益制造业务管理战略旨在通过降低产品开发期间的成本来优化组织的生产流程。它从客户的角度考虑产品的价值，并质疑与产品开发相关的所有成本的必要性。

通过定义、测量和分析业务流程，六西格玛能够提高其运营的有效性，并设计出符合潜在客户需求的质量产品。与消除生产过程中浪费的精益制造不同，六西格玛引入了为生产过程增加价值的步骤。因此，精益六西格玛允许管理者有效地解决速度、质量和成本问题。它不仅消除了多余步骤，或者花费数月时间测试各种创新选项，还平衡了两种方法的价值。鉴于此，本文结合线束工艺实例，以精益六西格玛方法对线束生产过程中的产品质量进行改善和提高，降本增效。

一、问题描述

H公司中国工厂线束功能测试的不良率较高，月不良率在3%～5%之间波动，而在美国工厂同一产品该道工序的测试月不良率基本低于1%。这项功能测试是该产品包装出厂前最后一道测试工序，该站测试不良率高，说明在整个生产过程中都可能存在问题，并且有可能存在临界值的产品被判定合格后，产品流入到客户端，但是被客户端判定不合格而造成更严重的客户投诉，这种情况将对H公司的声誉甚至业务发展造成极大的负面影响，损失不可估量。因此利用精益六西格玛的理论及方法对该问题进行原因分析，找到不良率高的影响因素，并提出改善方案刻不容缓。

二、改善过程

（一）项目改进的机会及目标

H公司从2004年即开始试行精益管理，2006年引入六西格玛管理理念，2007年将精益管理的思想与六西格玛相结合，并于2009年在其公司所属的所有工厂全面推广精益六西格玛。2012年为研发设计需要，将DFSS（Design For Six Sigma）引入到最新的研发项目上，并继续于2015年导入了卓越经营的管理理念。

由于线束制作工艺流程颇为复杂，其包括的主要零件物料有铜线、端子、套管、胶壳等，其生产工艺流程如图1所示。H公司该产品的客户主要是新能源汽车公司，因此对产品性能的要求非常高。从功能测试不良率的数据可以看出，7月，9月和11月这三个月H公司中国产线线束产品的功能测试的平均不良率是2.3%，而美国工厂功能测试三个月的平均不良率仅为0.57%。H公司将线束产品的生产转移到中国工厂，一是为了满足国内日益增加的汽车用线束产品的需求，降低运输及制造成本，但同时也要求产品的质量必须达到美国工厂的生产质量水平，甚至更好，维持现有客户及订单量的同时才能争取到更大的市场份额。由于美国工厂的生产能力和生产经验得到了客户端使用及质量检验的双重确认，所以首先改善过程定义的初步目标应该是以美国工厂所生产产品的质量水平和生产效率为对标，在测量准确性、良品率及生产效率方面达到美国工厂的水平。改善具体目标是4个月内，即次年3月底之前将中国新产线的功能测试不良率降低1.5个百分点，达到0.8%。

（二）成立团队并分工

制定项目总体实施计划，建立包括管理、生产、技术、质量等多方协作的质量改善专题小组，表1显示了该质量改善小组成员构成及任务分解。

（三）测量对象、指标的选择

质量改善小组利用鱼骨图（见图2），通过人、机、料、法、环、测等因素的分析，筛选出可能影响功能的因素，并在此基础上收集数据进行分析。

（四）确定关键影响因子

线束产品质量出现问题的若干因素已经通过上述的分析得到识别和确定。然而，各个因素导致产品出现质量缺陷的概率及直接和间接关系是不一样的，在问题分析中占据的比重也各不相同，在分析及改善过程中不能同等对待，其中，关键的影响因子必须确定。对此，本文采用Pareto图进行分析，通过Minitab 19软件中的“统计－质量工具－Pareto图”功能得到影响因子的Pareto图。结果如图3所示。

由图3可知，电流、电压以及焊接速度是导致线束产品出现焊缝质量不良的关键因素，则下面按照这三种因素进行分析并改进。

（五）改进

根据上一节分析出的关键影响因子可知，不良率的产生主要是在焊接工序，针对关键影响因子按照“改进方案—改進方案的实施计划—验证改进效果”的思路实施改进措施。通过上节帕累托图分析关键影响因子得出，焊接质量的主要影响因素是焊接电流、焊接电压以及焊接速度。综上三种影响因素，以焊接后熔池的深度作为评价焊接质量是否合格的依据，将其分为熔池适当、熔池过深及熔池过浅三种类型，过深和过浅视为不良。通过分析线束产品不同类型的不良率，据此得出最合适的方案组合。最后由改进阶段的数据统计，得出选择电流为160A，电压为22V，焊接速度为10mm/s时，线束产品焊接后熔池深度最适当，不良品率最低。

（六）控制

根据项目改善方案，当焊接工序采取最合适的电流、电压及焊接速度的方案时，该产品的不良率能够得到很好的控制，减少了最后功能测试不良的数量，使得通过率有明显的改善。项目采取了看板管理措施，对每项控制内容确定了相应的责任人和实施期限，该产品的生产及检测得到了长期和稳定性控制。

看板是一种工作和工作流可视化技术，可帮助项目经理优化项目工作流程，帮助团队成员直观地了解不同状态下的项目活动。看板拉动生产具体如图4所示。使用时，如实填写产品编号、产品名称和产品型号的相关信息。看板是最简单的工具，可以将不同状态的工作活动可视化，通过简单浏览看板并立即了解生产活动的状态，同时，将卡片从一个状态移动到另一个状态并更新进度工作进度要简单容易。

H公司通过看板管理的方法，将不可见的工作流程可视化，有助于在生产中传递现场的生产信息，统一思想，及时发现管理中的漏洞，并保证生产现场作业秩序。

三、实施效果

经过4个月的改善活动，经统计分析4个月内线束产品功能测试通过率数据，该产品功能测试通过率的平均值为99.22%，在前面定义阶段，已确定研究目标为将线束产品功能测试不良率控制在0.8%以内，所以可以认为通过改善取得了预期的效果。

四、结语

本文按照精益六西格玛定义、测量、分析、改善和控制的流程，展开了对改善H公司线束产品质量的研究。通过头脑风暴用鱼骨图对人、机、料、法、环、测等因素进行分析之后，运用Minitab 19软件对统计的数据进行进一步处理，确定了关键影响因子。在改善阶段中找到了影响线束产品质量问题的关键因素，即焊接电流过高，电压不稳定并针对此问题提出了具体的解决方案。改善方案中，结合看板管理和8S现场管理控制生产，同时长期性和稳定性控制分析得到了验证，结果说明本研究对线束产品质量的改善过程能力是稳定的，达到了研究预期的目标。

参考文献：

[1]李琴，劉海东，曾富洪.精益六西格玛方法在产品生产过程中的改进研究[J].现代制造工程，2015（10）：42-46．

[2]刘佳，都建京，王晔.基于精益六西格玛方法的K418C壳型小棒质量控制研究[J].精密成形工程，2020，12（02）：114-120．

[3]吕永卫，巴利伟.基于精益六西格玛的质量管理改进实证研究[J].科技管理研究，2014，34（02）：226-232．

[4]颜静，朱伏平.基于精益六西格玛的产品生产改善研究[J].机械工程师，2017（04）：6-9．

[5]方海龙.基于精益六西格玛管理的D汽车公司产品质量改进研究[D].杭州：浙江工业大学，2017.

[6]肖尚立.基于精益六西格玛的质量管理改进实证研究[J].现代商贸工业，2019，40（25）：97-98．

[7]侯大鹏.基于精益六西格玛方法的S公司产品质量提升[D].天津：天津大学，2018．

[8]徐猛，徐尚.精益六西格玛方法论概况[J].机械工业标准化与质量，2020（11）：33-36．

[9]何桢，岳刚，王丽林.六西格玛管理及其实施[J].数理统计与管理，2007（06）：1049-1055．

＊基金项目：邯郸市2021年度哲学社会科学规划课题“冀南银行货币斗争史研究”（编号：2021113）；河北工程大学创新基金-博士专项基金项目“冀南银行货币政策研究”（编号：SJ2101003219）。

（作者单位：河北工程大学管理工程与商学院）