六西格瑪在IPC整機(jī)質(zhì)量改進(jìn)中的應(yīng)用分析

黃 為

（桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院，廣西 桂林 541004）

六西格瑪在IPC整機(jī)質(zhì)量改進(jìn)中的應(yīng)用分析

黃 為

（桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院，廣西 桂林 541004）

針對某公司IPC產(chǎn)品由于增大產(chǎn)能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，系統(tǒng)的運(yùn)用六西格瑪質(zhì)量管理方法進(jìn)行分析。首先運(yùn)用帕累托圖找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的兩大因素：氣密失敗和鏡頭顯示污點(diǎn)；其次運(yùn)用魚骨圖進(jìn)一步分析，找出影響上述問題的6個(gè)主要根本原因；然后針對6個(gè)根本原因依次進(jìn)行改善；最后將改善前后的結(jié)果進(jìn)行對比。實(shí)踐證明，六西格瑪管理方法可以有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低不合格率。

質(zhì)量管理；六西格瑪；DMAIC

中國的改革開放為世界提供了大量的廉價(jià)生活用品，但也給世界留下了中國產(chǎn)品質(zhì)量不可靠的印象。隨著市場競爭的日趨激烈，中國企業(yè)需要越來越關(guān)注客戶需求，尤其是質(zhì)量方面。為了改善中國制造業(yè)目前的窘境，李克強(qiáng)總理在 2014年舉辦的中國質(zhì)量大會上指出：中國裝備的生命在于質(zhì)量，意味著中國企業(yè)在國際化市場競爭中需要投入更多的精力解決產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性問題上。目前，許多企業(yè)已經(jīng)意識到質(zhì)量是生存之本，開展一系列的活動引進(jìn)國外先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)提升產(chǎn)品質(zhì)量。其中全面質(zhì)量管理（TQM，Total Quality Management）[1]、統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC，Statistical Process Control）[2]、質(zhì)量功能展開 (QFD，Quality Function Deployment)[3]以及六西格瑪管理[4]等先進(jìn)的管理方面被引進(jìn)和應(yīng)用，給企業(yè)帶來了看得見的效果。中國質(zhì)量協(xié)會在工業(yè)和信息化部、國家質(zhì)檢總局的指導(dǎo)支持下組織全國質(zhì)協(xié)系統(tǒng)進(jìn)行了“裝備制造業(yè)企業(yè)質(zhì)量管理現(xiàn)狀調(diào)查”，調(diào)查發(fā)現(xiàn)質(zhì)量改善的實(shí)際應(yīng)用中還存在許多問題，比如質(zhì)量管理成熟度低、管理體系運(yùn)行效果不佳、員工關(guān)于質(zhì)量的認(rèn)識有待提高、質(zhì)量方法應(yīng)用逐步普及但效果不佳等問題[5]。

為了促進(jìn)中國企業(yè)規(guī)范應(yīng)用質(zhì)量方法提高產(chǎn)品質(zhì)量水平，本文運(yùn)用六西格瑪方法對某公司的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（IPC，IP CAMERA）的生產(chǎn)過程進(jìn)行分析優(yōu)化，旨在提高其產(chǎn)品質(zhì)量可靠性，同時(shí)希望能夠?qū)ξ覈髽I(yè)在應(yīng)用國外先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)解決自身問題提供借鑒。

1 六西格瑪概述

西格瑪水平是質(zhì)量管理中常用來評價(jià)過程滿足質(zhì)量要求程度的一種度量標(biāo)準(zhǔn)，西格瑪水平越高，就表示過程滿足質(zhì)量要求的能力就越強(qiáng)。六西格瑪質(zhì)量水平是指在每100萬個(gè)出錯機(jī)會（質(zhì)量管理中常用DPMO表示）中，出現(xiàn)不良品的個(gè)數(shù)不超過3.4個(gè)。六西格瑪管理一般遵循由定義、測量、改進(jìn)、分析、控制五個(gè)階段組成的DMAIC方法，用于對現(xiàn)有流程的改進(jìn)。在實(shí)際的生產(chǎn)活動中運(yùn)用時(shí)，DMAIC將是一個(gè)長期運(yùn)行且循環(huán)的過程，最終目的是使過程得到優(yōu)化并保持成果。

圖1 DMAIC各階段主要工作及典型工具

2 六西格瑪在IPC整機(jī)質(zhì)量改進(jìn)過程

2.1 定義階段

（1）確定問題

以E公司最具代表性的產(chǎn)品DS-2CD系列網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為研究對象，該產(chǎn)品作為當(dāng)前市場上主流的IPC產(chǎn)品，在國內(nèi)和國際市場都有著廣泛的需求。為滿足市場需求，公司擴(kuò)大了生產(chǎn)規(guī)模，由于新產(chǎn)線的開動需要引進(jìn)新的工人，導(dǎo)致產(chǎn)品的不良率較之前有較大波動。以 4～12周為例，統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)過程中的Roll Yield（一次合格率）、Product Roll Yield（制程一次合格率，即剔除來料不良后，產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的一次合格率）、DPHU（不良百分率）等因素進(jìn)行分析。

表2 4～12周Roll Yield情況統(tǒng)計(jì)表

為了能夠更加直觀的了解這幾周產(chǎn)品一次合格率和制程一次合格率的控制趨勢，繪制如圖3所示的趨勢圖。

圖2 Roll Yield及Product Roll Yield趨勢圖

從趨勢圖可以看出，產(chǎn)品的一次合格率以及制程一次合格率波動較大，不能滿足目標(biāo)要求，這說明除卻來料不良的因素，在生產(chǎn)過程中的在制品質(zhì)量沒有得到有效控制。

（2）確定問題根源

要改善IPC整機(jī)的質(zhì)量現(xiàn)狀，提升顧客滿意度，就需要確定主要的問題來源。已知整機(jī)組裝過程中，經(jīng)過為加密升級、氣密測試、高清聚焦、網(wǎng)絡(luò)檢測、外觀、OQA幾個(gè)主要工序，每個(gè)工序中都可能有不良品產(chǎn)生。運(yùn)用排列圖尋找問題根源。

圖3 不良品排列圖

由圖3的排列圖可知，發(fā)現(xiàn)不良品的主要工序有網(wǎng)絡(luò)檢測、氣密檢測，占到全部不良品的75.1%。因此，筆者也要抓住發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵工序來進(jìn)行進(jìn)一步測量分析，做好改善工作，而網(wǎng)絡(luò)檢測和氣密檢測中發(fā)現(xiàn)的問題將是本次研究改善的重點(diǎn)。對于氣密測試工位，導(dǎo)致不良發(fā)生的原因只為氣密失敗。針對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測導(dǎo)致不良品產(chǎn)生的原因需要再次深入分析。

表3 網(wǎng)絡(luò)檢測工位不良情況統(tǒng)計(jì)表

圖4 網(wǎng)絡(luò)檢測工位不良情況排列圖

通過計(jì)算可知，其中氣密失敗占全部不良品的2.43%，顯示污點(diǎn)占全部不良品的百分比為 70.6%*2.48%=1.75%，是引起整機(jī)不良的兩大主要原因。由此可以看出，要做好 IPC整機(jī)質(zhì)量改進(jìn)，需要解決的核心問題是氣密失敗和（鏡頭）顯示污點(diǎn)。

2.2 測量階段

首先要確認(rèn)當(dāng)前生產(chǎn)過程的質(zhì)量波動情況，以了解產(chǎn)品生產(chǎn)過程是否處于受控狀態(tài)以及產(chǎn)品目前的質(zhì)量水平。首先，通過數(shù)據(jù)采集得到氣密測試工位以及網(wǎng)絡(luò)檢測工位的檢測結(jié)果，記錄其測得不合格品數(shù)。

表4 不合格品數(shù)

根據(jù)上述在生產(chǎn)過程中測量得到的質(zhì)量數(shù)據(jù)，繪制出不合格品數(shù)控制圖：

圖5 不合格品數(shù)控制圖

由圖 5可知，生產(chǎn)過程屬于受控范圍內(nèi)，下面需要了解當(dāng)前的生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質(zhì)量水平。過程能力是指處于受控或穩(wěn)定狀態(tài)下的實(shí)際加工能力。過程能力指數(shù)（Cp）是一種可以客觀、定量的反映過程滿足技術(shù)要求程度的參數(shù)。因此，筆者根據(jù)表4測得的數(shù)據(jù)借助Minitab軟件對氣密測試及網(wǎng)絡(luò)檢測前的工序能力做出分析，分析結(jié)果如圖6、圖7所示。

圖6 氣密測試過程能力分析

圖7 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測過程能力分析

分析得出氣密測試前的工序能力Cp=0.63，網(wǎng)絡(luò)檢測前的工序能力Cp=0.66。根據(jù)過程能力指數(shù)評定分級表6可知，當(dāng)Cp＜0.67時(shí)表示工序能力嚴(yán)重不足，此時(shí)需要立即停工整改，及時(shí)尋找造成過程能力低下的原因，并采取有效的改進(jìn)措施，提升工序能力。

2.3 分析階段

通過上述分析可知，當(dāng)前過程能力不足。由于氣密測試與網(wǎng)絡(luò)檢測為測試工位，不會是不良產(chǎn)生的主要原因。通過分析IPC整機(jī)組裝的工藝流程，將研究問題的核心放在前置組裝過程，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，按照5M1E的分析原則，繪制成因果圖。

圖8 鏡頭顯示污點(diǎn)因果圖

圖9 氣密失敗因果圖

通過使用因果圖分析，列出產(chǎn)生上述兩種故障的所有可能的原因，發(fā)現(xiàn)故障的來源主要是5M1E相關(guān)的影響因素。通過因果圖分析，筆者得到了數(shù)量較多的影響因素，還需從中進(jìn)一步提煉出主要因素。建立因果矩陣，可以從中鎖定重點(diǎn)關(guān)注的過程輸入或影響因素，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步采集過程數(shù)據(jù)分析問題。對上述原因進(jìn)行歸類，并按照預(yù)計(jì)的影響程度對權(quán)重按 1、3、5、7、9進(jìn)行賦值，兩個(gè)輸出因子重要程度相同，均賦值為1。得到因果矩陣，并繪制Pareto圖。

表5 影響因素因果矩陣

圖10 影響因素排列圖

排列圖中可知占到累計(jì)頻率80%的主要因素有：

X1：原材料來料不良；X2：氣密圈未裝緊；X3：未吹凈鏡頭；X4：運(yùn)輸時(shí)劃傷；X5：工作環(huán)境灰塵多；X6：未鎖緊螺絲。在確認(rèn)了主要潛在因素之后，需要通過進(jìn)一步分析來確定導(dǎo)致不良品產(chǎn)生（Y）的關(guān)鍵因素（Xs）。

2.4 改進(jìn)階段

針對已確定的問題要因，制定相應(yīng)的改善對策，編制成對策表。

表6 要因改善對策表

2.5 控制階段

為了確認(rèn)改進(jìn)的實(shí)際成效，在 IPC生產(chǎn)過程中重新收集了氣密測試工位與網(wǎng)絡(luò)檢測工位各2500次測試結(jié)果，并將結(jié)果繪制為NP控制圖，并做出過程能力分析。

實(shí)施改進(jìn)方案后，氣密測試前的過程能力指數(shù)CP值達(dá)到0.95，網(wǎng)絡(luò)檢測前的過程能力指數(shù)CP值達(dá)到了0.89，接近了二級的水平，說明過程能力比改進(jìn)前有了顯著提高。表 7顯示了改善前后的效果對比，綜合來看，該六西格瑪項(xiàng)目的實(shí)施對IPC整機(jī)生產(chǎn)過程的質(zhì)量改善效果較好。

圖11 改進(jìn)后的不合格品數(shù)圖

由NP控制圖可知，改進(jìn)后氣密測試工位的DPHU為1.48，網(wǎng)絡(luò)檢測工位DPHU為1.32，從結(jié)果上看，在測量過程中，網(wǎng)絡(luò)檢測工位有 1個(gè)樣本點(diǎn)超出控制上限，在排除測量異常值后，不合格品數(shù)均處于受控狀態(tài)，且DPHU均低于改善前的測量值，且兩者DPHU值均低于1.5，即達(dá)到了項(xiàng)目的目標(biāo)要求。

圖12 改進(jìn)后過程能力分析

表7 改進(jìn)前后效果對比

3 結(jié)論

論文應(yīng)用六西格瑪方法系統(tǒng)地對E公司IPC產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化分析，通過應(yīng)用排列圖分析得出氣密失敗和鏡頭顯示污點(diǎn)是產(chǎn)生不良品的主要來源，然后通過魚骨圖進(jìn)一步分析，從5M1E的角度出發(fā)，確定影響這兩個(gè)因素的6個(gè)具體影響因素。通過制定改善方案，并實(shí)施排除 6個(gè)因素對產(chǎn)品造成的影響。最后通過過程能力分析可知，改善后的過程能力指數(shù)接近了二級的水平，說明過程能力比改進(jìn)前有了顯著提高。實(shí)踐證明，科學(xué)的運(yùn)用六西格瑪管理可以顯著的提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。

[1] 施國洪,房海霞,岳江君.基于 TQM 的中小企業(yè)六西格瑪管理研究[J].科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理,2010(1)∶128-132.

[2] 葉順堅(jiān),王睿,沈宏華,等.基于SPC的自動鉆鉚過程質(zhì)量控制[J].質(zhì)量與可靠性,2016(2)∶44-48.

[3] 王曉暉.基于 QFD技術(shù)的飛行器測試發(fā)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量控制方法[J].質(zhì)量與可靠性,2009(6)∶34-37.

[4] 王元光,鄭靚.六西格瑪管理方法在芯樣加工質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].廣東土木與建筑,2013(6)∶36-39.

[5] 2013年全國裝備制造業(yè)企業(yè)質(zhì)量管理現(xiàn)狀調(diào)查報(bào)告[J].中國質(zhì)量,2014(6)∶52-53.

[6] 柯輝.D公司緊固件產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)研究[D].廣州∶華南理工大學(xué),2015.

Analysis on the application of Six Sigma in the quality improvement of IPC

Aiming at the problem that the product quality is unstable due to the increase of production capacity of a company IPC product, the system uses six sigma quality management methods to analyze the problem. Firstly, the two factors that affect the quality of the product are found by using the Pareto chart. Secondly, 6 main reasons affecting the problem are analyzed by fishbone diagram. Then the 6 root causes are improved. Finally, the results before and after improvement are compared. The practice proves that the Six Sigma management method can effectively improve the quality of products and reduce the failure rate.

quality management; Six Sigma; DMAIC

F273

A

1008-1151(2016)10-0037-04

2016-09-10

黃為（1992－），男，桂林電子科技大學(xué)商學(xué)院研究生，研究方向?yàn)楣I(yè)工程（質(zhì)量管理）。