使用DMAIC工具改善企業(yè)的質量成本管理體系

上海交通大學機械與動力工程學院 李國林

使用DMAIC工具改善企業(yè)的質量成本管理體系

上海交通大學機械與動力工程學院 李國林

質量是企業(yè)的生存之本。如今，企業(yè)對質量的重視程度日益加深，尤其是已經意識到質量水平和經濟效益直接相關。而建立質量成本管理體系，對質量的經濟性進行研究，已成為管理者關注的方向。國外眾多優(yōu)秀企業(yè)已經開始這方面的探索，并取得了初步的成效。但國內起步較晚，雖然企業(yè)質量工作者已經有這方面的意識，但是在實際操作中，仍然缺少經驗和具體的操作方法。雖然建立了質量成本管理體系，但實際運營效果差強人意，不具備體系應有的活力和約束力。在此背景下，如何改善質量成本管理，以滿足企業(yè)實際需求，就成為廣大質量工作者研究的課題。

DMAIC模型是實施6sigma的一套操作方法。20世紀90年代，許多世界級公司開始了6sigma管理的實踐，各個企業(yè)在實施6sigma過程中都有自己的操作方法，6sigma的創(chuàng)立者摩托羅拉就有著名的實現(xiàn)6sigma的六步法。各種實施操作的方法大同小異，目標更是一致：實現(xiàn)6sigma質量水準，使顧客完全滿意。通用電氣公司總結了眾多公司實施6sigma的經驗，系統(tǒng)地提出了實施6sigma的DMAIC模型。DMAIC模型現(xiàn)在被廣泛認可，認為這是實施6sigma更具操作性的模式。

如果將這樣強大的工具用于改善質量成本管理流程及體系，會不會得到理想的效果呢？筆者根據(jù)企業(yè)實踐的情況，進行了一些有益的探索。

DMAIC是指界定（Define）、測量（Measure）、分析（Analyze）、改進（Improve）、控制（Control）五個階段構成的過程改進方法。我們按照這樣的思路，對質量成本管理流程進行一次梳理。

為了更好地說明工具的使用，我們舉一個實際案例作為說明：

B公司于2015年開始建立質量成本管理體系，運行一年以后，質量部發(fā)現(xiàn)總質量成本金額較大，公司管理層決定針對質量成本現(xiàn)狀使用DMAIC工具進行改善。

1、界定Define

在Define階段，我們的主要任務有：

●確定項目的目標和范疇

●確認項目的顧客及顧客的關鍵質量需求

●導出項目的關鍵質量需求和項目所影響的核心商業(yè)過程

●定義缺陷/次品，定義缺陷機會

●表述項目章程，建立項目小組

在案例中，我們要研究的對象是公司的質量成本。首先，我們需要研究質量成本涉及的流程。按照公司的實際質量策劃，質量成本按照傳統(tǒng)PAF法進行分類統(tǒng)計，即將質量成本分為預防成本、鑒定成本、內部損失成本和外部損失成本：

其中CQ為總質量成本，CP為預防成本，CA為鑒定成本，CFI為內部損失成本，CFE為外部損失成本。CQ和CA又被稱為符合性成本，CFI和CFE又被稱為不符合性成本。

在財務統(tǒng)計時，CQ為財務統(tǒng)計的一級科目，CP，CA，CFI，CFE為二級科目，每個二級科目下面都會分為具體的三級科目，進行分類統(tǒng)計。

有了這些基本的過程描述，我們就可以對發(fā)現(xiàn)的問題進行定義了。為了更具體地描述問題，我們需要引用一些基本數(shù)據(jù)。根據(jù)財務部門統(tǒng)計的2015年度質量成本數(shù)據(jù)，如表1所示：

從這些數(shù)據(jù)本身，我們不能發(fā)現(xiàn)哪里有問題，因為好與壞的標準并不能從這些數(shù)據(jù)中直接看出來。為此，我們需要進一步了解，我們應該設定的目標在哪里，我們的客戶對我們的期望是什么？這些，都是關鍵的質量要素。這里，我們選取行業(yè)平均質量水平作為參照。據(jù)了解，B公司所在行業(yè)總質量成本占銷售額（S）的比例平均水平為3%。關于質量成本的結構性目標，我們參照一些著名的質量專家的看法。朱蘭博士認為：預防成本10%、鑒定成本40%、損失成本50%為最佳結構；哈靈頓認為預防成本10%、鑒定成本25%、損失成本65%（其中，內部損失成本57%，外部損失成本8%）為最佳結構；桑德霍爾姆認為：預防成本7.9%、鑒定成本23．8%、損失成本68.3%（內部損失成本43.5%，外部損失成本24.8%），是具有典型意義的質量成本結構。綜合各位專家的意見及行業(yè)情況，我們初步將質量成本構成比例基準設定為CP∶ CA∶ CFI∶ CFE= 1 ∶ 4 ∶3 ∶2。

對比這些目標數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)B公司的CQ占銷售額比例5.8%，遠遠超過行業(yè)平均3%的水平，質量成本構成比例大約為CP∶ CA∶ CFI∶ CFE=1.5:2.5:1:5，與基準之間也有不小的差距。至此，我們就發(fā)現(xiàn)了目前B公司質量成本系統(tǒng)中的問題，也有了具體的改進方向。我們把項目的范圍設定為B公司質量成本占銷售額比例的改進及內部構成的優(yōu)化，具體目標參照行業(yè)基準。

表1 B公司2015年質量成本數(shù)據(jù)

2、測量 Measure

在Measure階段，我們的主要任務有：

●導出對業(yè)務流程質量的影響點和具體要求。

●根據(jù)這些流程的標準來評估現(xiàn)有的核心業(yè)務流程能力，找出差距。

●開發(fā)流程數(shù)據(jù)收集計劃，確定缺陷和度量的類型。

●找出造成這些缺陷的所有可能原因。

我們主要的研究對象為公司的質量成本CQ，因此，需要掌握所有影響CQ的相關數(shù)據(jù)。根據(jù)CQ= CP+ CA+ CFI+ CFE，我們對質量成本下面的所有二級及三級科目的數(shù)據(jù)都需要進行收集。這些數(shù)據(jù)可以直接調用財務部門已有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。如表2所示。

在本案例中，由于我們收集的這些數(shù)據(jù)是已經存在于公司系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，我們需要驗證這些數(shù)據(jù)是否有效。另外，質量成本在不同的時間段可能具有偶然性和波動性，由于篇幅限制，這里不再詳細展開。在實際項目分析過程中，可能需要針對更小的時間段，例如每個月，進行數(shù)據(jù)收集。本文的研究中，認為這些數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的、一致的。

表2 質量成本三級科目分類及匯總表

3、分析 Analyze

在Analyze階段，我們的主要任務有：

●分析收集的數(shù)據(jù)和流程圖，決定造成缺陷的根本原因。

●確立解決根本問題而達到目標水平所需要的運作指標。

●提出初始的解決方案。

有了以上收集的數(shù)據(jù)，我們就可以對影響CQ的因素進行具體研究和分析了。數(shù)據(jù)分析的方法有很多種，質量功能展開、魚骨圖、柏拉圖、失效模式分析、統(tǒng)計過程控制等，都是常用的分析工具，需要我們根據(jù)具體的數(shù)據(jù)類型的分析目的選擇適合的工具。

為了降低CQ占銷售額的比例，我們要分析造成CQ偏高的原因以及結構化的問題。從表1數(shù)據(jù)看，內外部損失成本為CQ的最主要貢獻因素。我們選擇用柏拉圖（Pareto）對不符合成本（內部失敗成本CFI和外部失敗成本CFE）進行分析，得到如下結果：

圖1 不符合性成本的柏拉圖分析

從圖1中可以看出，不符合性成本中，退貨損失費占據(jù)最大份額，其次為客戶索賠費和客戶服務費。三者合計達到68%。由此，我們認為，公司的產品出現(xiàn)質量問題，造成客戶投訴，導致花費了大量的成本進行退貨處理及客戶關系維護。鑒于此，我們進一步分析了公司外部客戶投訴的情況。為了便于說明問題，我們選取了近3年的數(shù)據(jù)進行對比。如圖2所示：

圖2 2013-2015年客戶投訴原因分析圖

從圖2的結果，我們可以直觀地發(fā)現(xiàn)，產品的包裝問題引起了最多的客戶投訴。通過調用相關的財務數(shù)據(jù)，我們進行了驗證，發(fā)現(xiàn)產品的包裝問題是導致公司花費大量成本進行處理的最主要原因。

同樣的，我們用柏拉圖對符合性成本（預防成本CP及鑒定成本CA）進行分析。如圖3所示：

圖3 符合性成本的柏拉圖分析

從圖3可以看出：符合性成本中，檢驗人員費用占據(jù)較大比例，其次為質量獎勵費和消耗品支出，三者合計達到符合性成本的66%。

對符合性成本進一步分析發(fā)現(xiàn)，由于公司所處行業(yè)的特殊性，需要對產品進行100%檢驗，因此，需要較多的檢驗人員，而且對檢驗人員素質要求較高。因此，公司的檢驗人員費用支出較多。而且，由于檢驗頻率高，也要花費比較多的消耗品。

在上面的分析中，我們找到了影響質量成本四個二級科目的主要項目。接下來，我們需要針對這些項目，做進一步的重點分析。同時，我們要考慮的是，四個二級科目之間，是否會相互影響并具有一定的關聯(lián)性。為此，我們可以通過數(shù)據(jù)分析進行求證。本例中，我們暫且引用經典的質量成本模型予以說明。如圖4所示：

圖4 質量成本構成趨勢圖

從圖4我們可以看出，隨著質量水平的提升，符合性成本逐漸升高，不符合性成本逐漸降低。也就是說，質量水平的提升，需要我們花費更多的預防和鑒定成本。但由于產品合格率提升，內部和外部的產品問題減少，可以降低內部和外部損失成本。所以，CP+CA與CFI+CFE存在一定的負相關。我們在后續(xù)進行結構調整時，需要關注這一點。

4、改進 Improve

在Improve階段，我們的主要任務有：

●找到根除和預防缺陷發(fā)生的創(chuàng)新解決方案。

●計算實施解決方案后流程的能力水平。

●實施解決方案。

分析階段，我們已經找到了影響CQ的最主要原因：

不符合性成本中，外部失敗成本為主要因素，而包裝問題是貢獻外部失敗成本的主要原因。

在符合性成本中，檢驗人員費用占據(jù)主要比例。

在改進階段，我們需要采取相應的措施，提出相應的解決方案，以降低CQ并改善結構比例。我們已經把問題的核心鎖定在包裝問題和檢驗人員費用上，那么，如何進行改善就是接下來要研究的問題。

據(jù)了解，B公司的產品包裝為200L不銹鋼桶，充入一定高純度氮氣，保持桶內正壓。桶的法蘭片上開有兩個孔，一個連接液相管，接入到桶的底部；一個連接氣相管，接到桶上端。在使用時聯(lián)通，起到平衡壓力的作用。氣液相接頭使用的是高密封性快速接頭。連接時，把帶母頭的不銹鋼軟管插入桶上的快速接頭，確認連接牢固即可。

由于包裝經常出現(xiàn)問題，那么我們首先研究包裝的失效原因，使用FMEA（失效模式分析）對包裝問題進行分析。如表3所示（評分標準見附錄）：

在FMEA表中，RPN值越高，說明其風險也越高，出現(xiàn)問題的影響也越大。根據(jù)分析表中的數(shù)據(jù)，快速接頭出現(xiàn)問題的風險最大，還有一些人員操作上的失誤也需要適當考慮。

針對FMEA分析結論，項目組對產品包裝，尤其是閥門的改進提出了以下方案：

方案1：重新設計快速接頭。工程人員認為，快速接頭設計目的為方便使用，但是不具備很好的密封效果。如果要避免頻繁的泄露出現(xiàn)，必須重新設計，增加一套密封接頭，將密封接頭和使用接頭的功能分開。

評價：該方案可以大幅度降低泄露的風險，但是每個桶都需要增加一套閥門，需要投入大量的資金和人力，而且操作的便利性受到很大影響。

方案2：使用更大的包裝桶，使用1000L桶代替現(xiàn)有的200L桶。

評價：該方案通過減少使用桶的數(shù)量，可以減少發(fā)生問題的桶的數(shù)量，降低泄露發(fā)生的頻率。該方案需要較多的初始投入，但是使用大包裝桶可以減少操作成本、檢測成本、運輸成本，提高使用效率。

方案3：定期更換快速接頭，具體頻率需要另行評估。根據(jù)目前使用的經驗預估，建議每兩年更換一次。

評價：該方案可以明顯降低不銹鋼桶泄露的發(fā)生頻率。但后期需要持續(xù)的資金投入。且因為桶的數(shù)量眾多，操作上存在一定難度。

方案4：加強不銹鋼桶包裝前的密封性測試。購買一套水封測試裝置，不銹鋼桶清洗完畢后，使用該裝置檢測桶的密封性。

評價：該方案可以在一定程度上降低不銹鋼桶泄露的概率，資金投入不大，但需要增加一步操作。

方案5：增加產品出廠前的檢驗。產品在生產現(xiàn)場包裝完成后檢測桶內壓力，隨后轉移到倉庫，在工廠內至少放置24小時。出廠前再次檢驗桶內壓力，并與包裝時的壓力進行比較，觀察壓力是否有顯著變化。

評價：該方案操作簡單，不需要增加額外設備，且可以在一定程度上降低泄露風險。但靈敏度不是很高，對于非常微小的泄露無法檢測出來。

通過每個方案的財務評估，綜合考慮其對于質量成本的影響。管理層決定采用方案1、方案2及方案4。在經過內部的變更管理流程后，授權項目組實施。

由于本文主要討論工具的使用方法，對具體項目實施的過程不再贅述。

項目實施后，根據(jù)質量部門統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，截至2016年3季度，外部客戶投訴數(shù)量大幅度減少至4個。

針對符合性成本中的檢驗人員費用較高的問題，B公司在實施包裝改善項目后，決定在現(xiàn)有數(shù)據(jù)及質量水平基礎上，降低產品檢驗頻率，由100%檢驗改為抽樣檢驗。由此，減少了檢驗人員的工作量。B公司決定從2016年7月1日開始將檢驗人員數(shù)量從12個減少到10個，另外2個檢驗人員進行轉崗。

項目實施一段時間后，需要對實際運行情況進行跟蹤和監(jiān)控。由財務部門統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，截至2016年3季度末，B公司質量成本數(shù)據(jù)如下：

表4 B公司2016年質量成本數(shù)據(jù)（截止2016年9月30日）

由表4中實際運行數(shù)據(jù)可以看出，CQ占銷售收入的比例已經降低為3.82%。隨著統(tǒng)計時間的延長，應當會進一步降低，逐漸接近3%的目標。

CP：CA：CFI：CFE= 2:3.5:1.5:3，與基準1：4：3：2不完全一致，但總體趨勢在向更合理的方向發(fā)展。由于統(tǒng)計期間較短，尚未完全體現(xiàn)出項目實施后的影響。例如，在項目實施過程中，增加了較多的培訓，提高了預防成本；檢驗人員較少對鑒定成本的影響還沒有完全體現(xiàn)在階段性報表中；項目實施的部分費用對質量成本的影響有待消除等等。

5、控制 Control

在Control階段，我們的主要任務有：

●設計監(jiān)督機制。

●收集計劃的開發(fā)和執(zhí)行的數(shù)據(jù)。

●文件化新的流程和相關的制度要求。

●通過系統(tǒng)和組織的修正，使改進制度化。

應用以上工具，我們對質量成本偏高的原因進行了剖析，對其中的關鍵影響因素進行了有效的控制和改善，將系統(tǒng)中不利的因素消除，將有利的因素固化。

從改進后的數(shù)據(jù)看，還需要對以下過程進行監(jiān)控：

1、預防成本相對偏高。從三級科目來看，質量培訓費后續(xù)仍然有降低空間，可以通過增加長期的定期培訓，減少短期的一次性培訓。

2、在鑒定成本中，檢驗人員費用及消耗品支出會保持下降趨勢。但同時，也要預防由于檢驗頻率的降低，導致操作人員質量意識逐漸淡化，引起質量事故反彈。因此，在日常操作中，需要堅持按照操作流程運作，避免人員失誤。

3、外部失敗成本明顯下降，需要繼續(xù)觀察其持續(xù)性。對于出現(xiàn)的任何質量問題及投訴，要立即進行調查，找出根本原因并進行圍堵，確保項目改正效果。

此外，在公司管理體制方面，需要企業(yè)根據(jù)自身情況制定適合的、有效的管理體系。以下幾個方向可以進行考慮：

1、貫徹公司的質量成本管理體系，動用全體員工參與，鼓勵員工改進質量水平，提升質量的經濟效益；

2、加強質量意識的培訓，完善質量管理體系操作流程，使用目視化、5S管理方式等降低人員的失誤率；

3、定期對質量成本管理數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，發(fā)布質量成本報表，及時發(fā)現(xiàn)其中的問題或不良趨勢。

總之，對于企業(yè)的管理人員，使用質量管理工具不是目的，只是為了更好地追溯問題的源頭，發(fā)現(xiàn)背后隱藏的真相。同時，也讓我們意識到，提升產品質量不是純粹的投入，而是一種投資，可以收獲更多的經濟回報。

附錄：失效模式分析評分標準

表5 失效模式分析嚴重度評分標準

表6 失效模式分析失效頻率評分標準

表7 失效模式分析檢測度評分標準