六西格玛DMAIC方法在产品质量改进中的应用解读_六西格玛dmaic方法中
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2010年第11期
科技管理研究
2010No 111 Science and Technol ogyManagement Research 文章编号:1000-7695(2010 11-0176-04 六西格玛D MA I C 方法在产品质量改进中的应用 张素姣, 田 霞, 冯 珍
(山西财经大学管理科学与工程学院, 山西太原 030031 摘要:介绍六西格玛DMA I C 方法在产品质量改进中的应用。首先, 简述六西格玛DMA I C 方法的基本原理;然后, 将DMA I C 方法应用于某钢铁公司的“提高品种钢卷温度命中率”项目, 界定改进目标, 测定和分析导致质量问题的关键因素, 提出改进和控制措施;项目的成功实施产生了显著的经济效益, 提升了企业的质量管理水平。
关键词:六西格玛;DMA I C;产品质量改进
中图分类号:F2731
2文献标识码:A
持续的产品质量改进是制造业企业生存和发展的必要条件之一。传统的质量改进方式直接对产品的高低表现做出回应, 难以对过程整体的关键输入变量进行控制, 容易导致改进效果不佳。新兴的六西格玛管理方法则从界定问题开始, 经过测量绩效、分析原因、实施改进、控制改进成效, 个过程都建立在统计分析的技术基
础上, 学的方式认识问题、解决问题, 更低成本的目标, 介(DMA I C 的实施过程, 验证了六西格玛方法在产品质量改进中的有效性。的基础上形成的、。它通过界定(D(M 和(A ,(I(C 手段, 即在, 使一百万次机会中出现的缺。
六西格玛改进各阶段的主要工作如图1所示
。六西格玛管理方法简介
六西格玛管理是一套客户驱动的追求卓越绩效和持续改进的业务流程改进方法体系。它以产品、流程持续改进为基本策略, 通过理念、文化和方法体系的系统集成, 最大限度地消除缺陷和消除无增值作业, 降低成本, 为客户创造完美的价值, 以追求卓越绩效和客户完全满意, 综合提高企业的竞争力和盈利水平。
六西格玛的质量管理策略由摩托罗拉公司于1987年创立。通用电气公司从1996年起将六西格玛作为其首要的管理战略, 成功地将六西格玛从一种质量管理方法演变成为高度有效的企业流程设计、改造和优化的方法体系。此后, 六西格玛方法应用日趋广泛, 成为世界上众多追求管理卓越性的跨国企业的战略举措和管理哲学。
六西格玛管理思想包括六西格玛改进和六西格玛设计, 前者是实施六西格玛项目的最主要方法。六西格玛改进
(DMA I C 是在P DCA(计划、执行、检查、处理 循环理论 图1 DMA I C 模型
收稿日期:2009-11-19, 修回日期:2010-03-18 基金项目:山西省软科学项目“产品级再使用的运作管理”(2008041035-05
张素姣等:六西格玛DMA I C 方法在产品质量改进中的应用 213 分析阶段 177 2产品质量改进项目 211 项目定义
21111 项目选题。某钢铁公司生产的各钢种中, 品种钢的性
组织团队人员进行头脑风暴, 按照人、机器、材料、方法、环境、测量六个环节分析, 得到了CT 命中率偏低的因果图。在此基础上, 进一步筛选出所有可能影响CT 命中率的关键因素, 形成要因确认计划表(见表1。
表1 要因确认计划表
序号***131415能指标偏低, 不能满足顾客要求。生产该品种钢的工序为:粗轧区对来自炉区的钢板进行粗轧后, 依次经过7机架精轧机(编号F0-F6 精轧, 由层冷区对精轧产品进行冷却, 并经过卷温度(Curl Te mperature, CT 控制后, 得到品种钢。经初步分析, 发现CT 命中率偏低是影响品种钢质量的最关键因素。因此, 将“提高品种钢CT 命中率”作为项目选题。
21112 改进机会。通过分析2006年该钢铁公司各钢种的生 可能的关键原因 冷却阀的响应慢
冷却阀的设定与现场不匹配冷却阀易堵
冷却水水量不符合要求冷却水水温波动大冷却水水压波动大冷却水的水量、水质现场人员未定期点检设备
操作人员未及时联系处理、值班人员调节层冷参数不及时精轧机F6出口温度(FT6 波动时未及时采取措施
由层冷区到精轧区的传送带的传送速度(及FT6波动大精轧机F6出口钢厚度超厚或超薄CT 产记录, 项目团队发现品种钢的CT 命中率为8916%, 远低于其它钢种的CT 命中率97113%。进一步分析造成CT 不良的工序症结, 得到工序症结Paret o 图, 如图2所示。
逐一分析要因确认计划表中的各项因素, 进一步确定影响CT 命中率的关键因素。
通过现场实验, 发现冷却阀的响应时间差均超出“界面显示与现场实际时序不超过2sec ”的确认标准;而界面喷水与现场喷水一致, 符合确认标准。可见, “冷却阀的响应慢”
图2 品种钢工序Paret o 图
由图2可知, 层冷区的层冷控制是造成CT 不良的主要原因, 且占到总工序所有原因的7417%。因年平均CT 命中率为8916%, 若层冷控制问题能够解决95%, 则CT 命中率可提高(1-8916% ×7417%×95%=7138%;这样, 整个
流程的CT 命中率可达到8916%+7138%=96198%。项目组认为, 虽然解决层冷问题的95%具有较大挑战性, 但通过努力是能够实现的。
21113 项目目标。基于品种钢CT 命中率与其它钢种CT 命
是影响CT 命中率的主要原因, “冷却的设定与现场不匹配”不是影响CT 命中率的主要原因。
在实际生产过程中, 现场运行班组严格执行了点检规定。项目组成员通过抽查, 未发现冷却阀有堵塞现象, 且符合“检修周期内无堵塞”的确认标准。
针对冷却水水量不符合要求的问题, 项目团队对2006年 4月热轧工序中冷却水水温、水压进行统计分析, 发现冷却 水最高水温25℃, 最低水温16℃, 波动值9℃>标准值± 3℃, 波动大且呈非正态;冷却水最高水压0189MPa, 最低水
压0176M Pa, 波动值0113M Pa
通过现场点检情况检查, 表明冷却水水质、水量无异常且符合确认标准;同时, 确定“现场人员未定期点检设备”不是影响CT 命中率的主要原因。另外, 通过一段时间的连续抽查, 并没有联系不及时和调整不及时的现象, 因此“操作人员未及时联系处理、值班人员调整层冷参数不及时”也不是影响CT 命中率的主要原因。调查表明, 精轧机F6出口温度FT6波动时, 值班人员及时采取了措施。同时发现, 由于F6出口温度控制(XTC 和传动带滚隙自动控制(AGC 存在偏差, 使得FT6波动=30℃>确认标准20℃, 传送速度
中率的比较及造成品种钢CT 命中率偏低的原因分析, 该钢铁公司指令品种钢的CT 命中率目标值为97%。实际应用中, 还可通过标杆对比方式, 即与同行业处于先进水平的CT 命中率比较, 来确定CT 命中率的目标值。
212 测量阶段
根据定义阶段的问题分析结果, 可知本应用项目必须对品种钢的CT 命中率加以改进和监控, 故CT 命中率为所选质量特性。本应用项目中, 对测量系统的分析包括对CT 测量方式和CT 测量系统准确性的评估。由于使用了自动化程度很高的测温计, 本项目的测量方式和测量准确性均满足要求。
178 Va 波动也比较大。
张素姣等:六西格玛DMA I C 方法在产品质量改进中的应用 15℃左右, 达到温度差不大于20℃的目标。
分析了精轧机F6出口钢厚度对CT 命中率的影响, 发现由此造成的CT 波动=15℃
绘制了2006年各月CT 命中率逐月平均曲线, 表明CT 命中率并未随季节变化发生规律性的变化。
为了消除水雾影响CT 温度计而导致测量失真的问题, 2006年1月在CT 温度计旁增加了气吹装置。CT、FT6采用
针对冷却水水量不符合要求的问题, 按照层冷区实时控制时序, 依微调、精调、粗调顺序进行水量调整, 将41～48号冷却阀开度调整为原开度的1/3,作为微调段;将5～24号冷却阀开度调整为原开度的2/3,作为精调段;25～40号冷却阀作为粗调段。措施实施后, 微调段每打开或关闭一个冷却阀, 温度变化不超过3℃;精调段每打开或关闭一个冷却阀, 温度变化不超过5℃, 达到目标。
针对冷却水水温波动大的问题, 项目组成员发现水温的大幅波动均发生在长时间停车后的开轧单元, 主要是由于环境温度低造成的自然冷却引起。为此, 采取了两项措施:一是检修开轧后冷却水不经过冷却塔循环;二是检修停车后关闭冷却风扇, 水温恢复至22℃以上再投入正常的冷却功能。实施后, 5个月的平均月水温波动为415℃。
FT6、Va 波动大的问题多发生在厚规格的品种钢上, 因
高温计测量, 厚度值采用凸度仪测量, 均为全自动测量仪器, 由专业厂家每隔一年校准一次, 检查各仪器合格标签均在有效期内。
在实际生产过程中, 现有的控制程序没有分钢种控制的功能。通过检查155块换钢种后第一块品种钢的精度, 发现有25块在80%以下, 不符合“CT 精度均大于80%”的确认标准。另外, 模型未实现分钢种控制导致了CT 命中率的长期自适应精度低。
通过上述分析后, 确定影响CT 命中率的关键输入因素如下(见表2 : 表2 经确认的关键因素 序号12346 此对XTC 控制功能作了如下优化:将～810mm 规格 XT C 1XTC 调整
为原来1/3, CT 平均波动值小于20, 在预计算程序中, 在自适应程序中加入材质代码、规, 实现根据钢种、规格分别选取层冷参数及自适应系数。
在模型程序进行分钢种控制的前提下, 完善长期自适应功能, 在自适应程序中加入区分钢种、规格的自学习表;实现区分钢种、规格自动存取功能, 并不断优化。
21413 改进效果。经过改进, 品种钢的CT 命中率呈逐月上 需改进因素冷却阀的响应慢
214 改进阶段
21411 改进计划。实际应用中, 应首先执行确认的关键因素
中可快速改进的部分, 比如人员操作失误等;经过快速改进的因素不再进入下阶段改进。本项目中不存在此类因素。针对表2中的关键输入因素, 制定如表3所示的解决方案。
表3 解决方案 序号123456 升趋势, 如图3。对2007年12月份品种钢CT 不合格卷数重新进行统计分析, 如图4所示。
对比图2和图4, 可知层冷控制所占比例由项目实施前 7417%下降至717% , 已不是构成CT 不良的关健因素, 品种 要因
冷却阀的响应慢冷却水水量不符合要求冷却水水温波动大FT6、Va 波动大 解决方案
改变控制时序, 弥补冷却阀的响应缺陷
通过现场水量的调整, 增加微调段通过在停车时采取有效措施来保证水温的一致性
优化XTC 控制功能, 达到FT6的平稳调整 在模型中加入材质代码、规格判断功能 增加分钢种、规格的自适应学习功能
钢CT 不合卷数由改进前的83卷下降为改进后的13卷, 改进后CT 命中率比改进前上升714%, 达到了CT 命中率97%的目标值要求。
模型中未实现分钢种控制长期自适应精度低
21412 改进方案实施。针对冷却阀响应慢的问题, 在轧钢进
入冷却区前3秒即发送喷水指令, 弥补冷却阀响应慢的缺陷。在层冷实时控制程序中增加按时序要求头部提前喷水功能。措施实施后, 钢板头部与身体部分CT 温度差值由40℃降为
图3 2007年CT 精度逐月趋势图
张素姣等:六西格玛DMA I C
方法在产品质量改进中的应用 表4 控制计划表 序号
措施调整层冷控制时序 具体措施
针对品种钢在层冷实时控制程序中加入头部提前喷水功能
将41～48号冷却阀开度调整为总开度的1/3;将5～24号冷却阀开度调 179 纳入标准
《计算机系统程序与参数异常起停制度》调整不同区2 段冷却阀的开度大小 《机械作业区检修管理制度》 2/3 将510mm ～810mm 规格XTC 调整速率降为原调 3 XTC 功能整速度的1/2;将《计算机系统程序与参数异常起停制度》 优化810mm 以上规格XTC 调 整速率降为原调整速度的1/3 图4 改进后的品种钢工序Paret o 图 215 控制阶段 4 层冷模型实现分钢种规格的长期自适应功能
在自适应程序中加入区分钢种、规格的自学习表;在预计算、实时程计算机系统程序与参数》
通过将改进措施纳入管理文件, 明确新的流程, 保证改进的成果得以保持。控制计划表见表4。
216 项目收益
(1 通过以上六西格玛改进在“提高品种钢CT 命中率”
项目中的实践应用, 102吨减少至后期的小于511吨, 8[1]McCARTY T, DAN I ELS L, BRE MER M, etal 1The Six Sig ma B lack Belt Handbook [M].Ne w York, McGraw-H ill Pr ofei onal, 2004[2]PYZ DEK T 1A Comp lete Guide for Greenbelts, B lackbelts and Manag 2 ers at A ll Levels [M ].New York, McGra w-H ill Pr ofei onal, 2001 [3]PYZ DEK T 1The Six Sig ma Pr oject Planner:A Step-by-Step Guide t o Leading a Six Sig ma Pr oject thr ough DMA I C [M ].Ne w York, McGra w-H ill Pr ofei onal, 2004 [4]陈万林1实用六西格玛质量突破———迅速-精准企业管理之路 [M].北京:清华大学出版社, 2009
[5]邱华东1六西格玛管理在质量改进中的应用[J ].中国质量, 2009, 30(7 :21-22 [6]荣毅超, 张璐1六西格玛管理理论及实践案例集[M].北京: 生直接经济效益7014(2 ,、沟通协作, , 最终实现了跨部门、。(3 项目攻关过程中, 团队成员对六西格玛改进的掌握
跃上了一个新台阶;更重要的是, 以顾客为关注焦点、基于数据和事实说话等理念已深入人心, 为更多质量问题的解决奠定了基础。
(4 项目实施后, 该钢铁公司品种钢质量水平的提升可
有效提高该产品的价格和销售量, 进一步提升该钢铁公司在钢材市场和客户心目中的形象, 为实现公司战略目标形成有力的支撑。
科学出版社, 2009 [7]施亮星, 何桢1DMA I C 流程在自动焊接质量改进中的应用[J ].3 结语
六西格玛管理方法在该钢铁公司钢产品质量改进项目中的成功实施表明, 六西格玛管理技术融合了现代管理技术和统计技术, 可以有效地改进现代企业的产品管理体系、提高质量管理水平, 进而提升现代企业的竞争力, 实现企业持续发展。
数理统计与管理, 2008, 27(2 :241-2 作者简介:张素姣(1975-, 女, 汉族, 山西文水人, 山西财经大学管理科学与工程学院, 硕士, 讲师, 研究方向:项目管理
(责任编辑:彭统序
