精益質(zhì)量管理在企業(yè)中的應(yīng)用

陳金蘭，楊明忠，孫 杰

(武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖北 武漢 430070)

精益質(zhì)量管理越來(lái)越受到企業(yè)重視，同時(shí)也成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)［1］。中南大學(xué)焦亮對(duì)長(zhǎng)沙卷煙廠(chǎng)的質(zhì)量管理進(jìn)行了研究探索［2］;天津大學(xué)戴穎達(dá)側(cè)重六西格瑪在精益生產(chǎn)中的應(yīng)用，突出強(qiáng)調(diào)對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析［3］;上海交通大學(xué)潘爾順、李慶國(guó)在考慮到最佳經(jīng)濟(jì)批量的前提下，對(duì)田口質(zhì)量損失函數(shù)進(jìn)行了修正［4］。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上提出精益質(zhì)量損失模型并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了研究。

1 精益質(zhì)量與精益質(zhì)量管理

在精益生產(chǎn)中，產(chǎn)品質(zhì)量更加追求精益化，即精益質(zhì)量。精益質(zhì)量是以高質(zhì)量為目標(biāo)，但更強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品質(zhì)量形成過(guò)程中，以最少的質(zhì)量損失成本獲得最高的質(zhì)量產(chǎn)出［5-7］。為了實(shí)現(xiàn)精益質(zhì)量目標(biāo)，需要實(shí)行有效的質(zhì)量管理活動(dòng)，即精益質(zhì)量管理。精益質(zhì)量管理是在生產(chǎn)系統(tǒng)中針對(duì)質(zhì)量要素，綜合運(yùn)用多種質(zhì)量保證、控制工具和方法，監(jiān)控關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)并持續(xù)改進(jìn)，同時(shí)不斷減少系統(tǒng)質(zhì)量損失，使企業(yè)質(zhì)量績(jī)效不斷提高。

2 精益質(zhì)量損失模型

企業(yè)在運(yùn)行中的質(zhì)量成本由兩部分組成，一部分是為確保和保證滿(mǎn)意的質(zhì)量而發(fā)生的費(fèi)用即預(yù)防和鑒定成本，一般將這部分質(zhì)量成本看作是投入;另一部分是由于沒(méi)有達(dá)到質(zhì)量要求所造成的損失，即內(nèi)部和外部質(zhì)量損失，統(tǒng)稱(chēng)為質(zhì)量損失成本。本著精益生產(chǎn)消除一切浪費(fèi)的精神，精益質(zhì)量管理聚焦質(zhì)量損失成本的最小化。

利用帕累托圖分析企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量損失產(chǎn)生的原因發(fā)現(xiàn)，大部分的質(zhì)量問(wèn)題都來(lái)源于生產(chǎn)系統(tǒng)的5M1E 6要素，即人(man)、機(jī)器(machine)、材料(material)、方法(method)、測(cè)量(measurement)和環(huán)境(environment)。5M1E 6要素是造成產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的主要原因。

6要素對(duì)于質(zhì)量損失的影響具有線(xiàn)性累加效應(yīng)，同時(shí)各要素之間的相互影響使得質(zhì)量損失發(fā)生一定的數(shù)值偏移。由于外部質(zhì)量損失出現(xiàn)的頻率相對(duì)較少，并且專(zhuān)家評(píng)定難度較大，在此做簡(jiǎn)化分析，將數(shù)值偏移和外部損失以成本補(bǔ)償?shù)男问皆黾拥劫|(zhì)量損失成本中。根據(jù)以上分析，基于系統(tǒng)6要素建立以下質(zhì)量損失成本模型［8］:

式中:f(a)、g(b)、h(c)、I(d)、j(e)、k(f)分別為5M1E 6因素導(dǎo)致的質(zhì)量損失成本函數(shù);P1、P2、P3、P4、P5、P6為對(duì)應(yīng)要素產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的危害度系數(shù);θ為補(bǔ)償因素。

2.1 理論模型的建立

P1f(a)為因操作者的因素而造成的質(zhì)量損失。f(a)為操作者的平均水平，衡量因素主要由3部分構(gòu)成:①崗位技術(shù)不適應(yīng)度，未通過(guò)崗位技術(shù)等級(jí)評(píng)定的人數(shù)/總?cè)藬?shù);②員工身體狀況，根據(jù)良好、合格和不合格分別給予相應(yīng)得分;③員工士氣，可以用工資績(jī)效評(píng)價(jià)中的績(jī)效數(shù)來(lái)代替。3個(gè)因素分別用a表示，則f(a)=a1·a2·a3。

P2g(b)為因設(shè)備因素引起的質(zhì)量損失。g(b)為設(shè)備因素，與設(shè)備的加工精度、加工水平等有關(guān)，同時(shí)受設(shè)備使用年限、質(zhì)量和設(shè)備維修保養(yǎng)的影響。引入設(shè)備折舊率的計(jì)算公式。設(shè)備的折舊率為δ，年限為n，設(shè)備保養(yǎng)水平為ε，則g(b)=1/［(1-δ)n·ε］。其中，設(shè)備的保養(yǎng)率由相關(guān)的管理人員進(jìn)行評(píng)定，0＜ε≤1。

P3h(c)為因原材料成分、性能等因素引起的質(zhì)量損失。在生產(chǎn)過(guò)程中，這類(lèi)質(zhì)量損失主要有以下兩種情況:①原材料本身有質(zhì)量缺陷;②使用過(guò)程中原材料誤用的問(wèn)題。定義原材料以及外協(xié)產(chǎn)品不合格率為P'，合格品種的錯(cuò)誤使用概率為P″，則 h(c)=P'+(1-P')P″。

P4I(d)為因加工工藝、工具選擇和操作等造成的質(zhì)量損失。由設(shè)計(jì)部、質(zhì)量部、制造部幾個(gè)部門(mén)專(zhuān)家打分，求出其加權(quán)平均值。I(d)=(x1f1+x2f2+ …xkfk)/n，其中 f1+f2+ … +fk=n，f1，f2，…，fk為權(quán)重。

P5j(e)為因環(huán)境因素而造成的質(zhì)量損失。環(huán)境因素包括溫度、濕度和照明等。從是否會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量損失的角度考慮，可劃分為3等:好、一般、不良。同樣，各個(gè)因素加權(quán)求平均得j(e)=(x'1f'1+x'2f'2+ …x'kf'k)/n'。

P6k(f)為因測(cè)量方法、測(cè)量工具而引起的質(zhì)量損失。定義測(cè)量能力指數(shù)MCP=T/6δ。其中，T為產(chǎn)品參數(shù)加工制造公差允許范圍。k(f)=1/MCP。

θ是為了保證理論和實(shí)際一致而增加的補(bǔ)償因素，以補(bǔ)償實(shí)際操作過(guò)程中的一些預(yù)計(jì)之外的變動(dòng)影響。θ=∑ΔiPi+G為質(zhì)量損失補(bǔ)償因素，Δi為5M1E之外其他可計(jì)量影響因素導(dǎo)致的質(zhì)量損失成本，Pi為這些因素所對(duì)應(yīng)的重要系數(shù)，G為偏差補(bǔ)償量，可以作為公式的補(bǔ)償值，該值由歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)給出。

2.2 基于缺陷頻次建立計(jì)算模型

定義Aj為某一質(zhì)量缺陷因修復(fù)、返工或者報(bào)廢而造成的損失，該損失主要與原材料和輔材的消耗、人工等相關(guān)，由專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)生產(chǎn)成本人員和相關(guān)的工藝人員制定損失成本標(biāo)準(zhǔn)。j的取值為0，1，2，…，m，m為所有該類(lèi)質(zhì)量缺陷之和。

定義αj為故障j與原因之間的關(guān)聯(lián)程度，0≤αj≤1。如在分析由于操作者原因與質(zhì)量缺陷之間的關(guān)聯(lián)程度時(shí)，若該質(zhì)量缺陷與操作者毫不相關(guān)，則αj=0，如果完全由操作者引起則αj=1。

質(zhì)量損失危害度系數(shù)Pn=αjAj表示故障j由于某原因造成的經(jīng)濟(jì)損失。用Nj表示質(zhì)量缺陷，j為出現(xiàn)的頻次，得到總質(zhì)量損失模型［9］為:

通過(guò)該模型可以挖掘盡可能多的可計(jì)量質(zhì)量參數(shù)，將其標(biāo)準(zhǔn)化為質(zhì)量控制指標(biāo)，持續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，通過(guò)模型的故障頻次等鑒別關(guān)鍵質(zhì)量損失要素，可以實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)質(zhì)量控制。在具體實(shí)施過(guò)程中是以質(zhì)量缺陷、發(fā)生原因及其損失成本的調(diào)查統(tǒng)計(jì)為計(jì)量基礎(chǔ)的，計(jì)算中可以將具體的故障衡量標(biāo)準(zhǔn)帶入到質(zhì)量損失求和中。

2.3 理論模型與計(jì)算模型之間的關(guān)系

從表現(xiàn)形式上說(shuō)，理論模型是基于系統(tǒng)的6要素進(jìn)行系統(tǒng)分析后的提取和歸納，是理論分析的表現(xiàn)形式，模型中的許多因子需要專(zhuān)家給出并在實(shí)際評(píng)價(jià)中給予反復(fù)修正，因此企業(yè)質(zhì)量損失理論模型的建立是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程。質(zhì)量損失計(jì)算模型基于缺陷頻次這個(gè)顯性因子計(jì)算得到，統(tǒng)計(jì)方便，計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，可作為質(zhì)量損失模型的一種數(shù)據(jù)化的體現(xiàn)形式，從而指導(dǎo)企業(yè)質(zhì)量管理過(guò)程。

理論模型以系統(tǒng)的觀點(diǎn)分析質(zhì)量損失，屬于事前分析;而計(jì)算模型需現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)得到，為事后分析總結(jié)。同時(shí)，計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果能為理論模型的分析提供數(shù)據(jù)參考，理論模型的系統(tǒng)分析也能為計(jì)算模型的準(zhǔn)確性提供方向性的指導(dǎo)。因此，兩者相輔相成，是質(zhì)量損失模型分析不可缺少的工具。

3 模型的應(yīng)用

統(tǒng)計(jì)A公司生產(chǎn)一線(xiàn)一周質(zhì)量缺陷發(fā)生的次數(shù)，并記錄下現(xiàn)場(chǎng)管理人員所評(píng)定的質(zhì)量不合格等級(jí)，其中質(zhì)量損失由質(zhì)量工程師和成本會(huì)計(jì)給出，因素的關(guān)聯(lián)度由現(xiàn)場(chǎng)管理人員給出，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表1所示。

將表1中的數(shù)據(jù)代入質(zhì)量損失公式，得到:

同理可得P2f(b)=1352;P3h(c)=1728;P4I(d)=3396;P5J(e)=180;P6k(f)=385。

表1 一周質(zhì)量缺陷記錄

增加因質(zhì)量損失導(dǎo)致的搬運(yùn)運(yùn)費(fèi)，修正值為500元。Q=4314+1352+1728+3396+180+385+500=11855(元)。

4 基于精益質(zhì)量損失模型的質(zhì)量管理

4.1 識(shí)別質(zhì)量損失影響因子

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，可以得出由各因素所造成的質(zhì)量損失如表2所示。

表2 系統(tǒng)要素質(zhì)量損失排行

在該生產(chǎn)線(xiàn)上每周因生產(chǎn)中的質(zhì)量問(wèn)題造成的損失為11855元，有很大的改善空間。識(shí)別質(zhì)量損失因子的重要程度，為質(zhì)量改進(jìn)提供依據(jù)。

4.2 基于生產(chǎn)要素的改善

推行精益質(zhì)量管理的基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的普遍優(yōu)化改善，即是對(duì)5M1E的質(zhì)量改善，也是精益質(zhì)量體系建立的基礎(chǔ)。通過(guò)推行生產(chǎn)要素的改善，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、自動(dòng)化作業(yè)，生產(chǎn)系統(tǒng)大大優(yōu)化，質(zhì)量得到保證。生產(chǎn)要素的改善方法如表3所示。

表3 生產(chǎn)要素改善方法

4.3 基于理論模型的系統(tǒng)級(jí)持續(xù)改善

除了對(duì)每個(gè)生產(chǎn)要素進(jìn)行改善外，還要運(yùn)用質(zhì)量損失理論模型的分析從系統(tǒng)工程的角度整體看待質(zhì)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的質(zhì)量改進(jìn)，即持續(xù)改進(jìn)［10］。如系統(tǒng)分析在職人員的崗位適應(yīng)度、員工士氣等因素，在企業(yè)文化的基礎(chǔ)上建立人才培養(yǎng)激勵(lì)的相應(yīng)制度等。

對(duì)于相關(guān)質(zhì)量活動(dòng)可以建立合適的子PDCA(plan，do，check，action)循環(huán)，層層循環(huán)，形成大環(huán)套小環(huán)，小環(huán)里面又套更小的環(huán)。大環(huán)是各子環(huán)的運(yùn)作依據(jù)，子環(huán)實(shí)現(xiàn)大環(huán)的分目標(biāo)。各級(jí)部門(mén)的子環(huán)都圍繞著企業(yè)的總目標(biāo)朝著同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)企業(yè)質(zhì)量更上一層。其精益質(zhì)量體系如圖1所示。在PDCA質(zhì)量循環(huán)中，循環(huán)的推動(dòng)點(diǎn)是計(jì)劃。在總的質(zhì)量目標(biāo)下，需要明確每一階段的每一級(jí)質(zhì)量目標(biāo)，并保證其能得到有力的執(zhí)行，以保持質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)的循環(huán)。

5 結(jié)論

精益質(zhì)量管理是復(fù)雜而重要的企業(yè)系統(tǒng)工程，需要依靠企業(yè)自身長(zhǎng)期的質(zhì)量創(chuàng)新活動(dòng)來(lái)促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提高。筆者從質(zhì)量損失入手，研究質(zhì)量損失模型及其在企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用，分別從生產(chǎn)要素和系統(tǒng)兩方面，考量質(zhì)量管理，為企業(yè)質(zhì)量管理提供參考。

圖1 精益質(zhì)量體系

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