快速导航×

18个常用的六西格玛统计工具,必须收藏!

2021-11-08 10:57:49
6σ作为经典的质量管理手段,六西格玛备受质量人追捧。六西格玛可以为任何企业带来巨大的利益,但是获得这些收益需要收集和分析数据,以便您了解改进的机会并做出重大和可持续的变革。本文整理出18种常用的管理工具供大家学习。
 
六西格玛是一种质量改进方法,企业已经使用了几十年 - 因为它取得了成果。六西格玛项目遵循明确定义的一系列步骤,世界各国的每个行业的公司都使用这种方法来解决问题。
但是,六西格玛在很大程度上依赖于统计和数据分析,许多对质量改进不熟悉的人感到受到统计方面的威胁。你不必被吓倒。虽然数据分析确实对提高质量至关重要,但六西格玛的大多数分析并不难理解,即使您对统计数据不是很了解。但使用Minitab熟悉这些工具是一个很好的起点。
本文简要介绍六西格玛中常用的18种工具,了解它们的作用以及它们为何如此重要。
 

1、帕累托图(Pareto图)

帕累托图来源于一种称为帕累托原则的观点,该观点认为大约80%的结果来自20%的原因。
帕累托图可帮助您直观地了解此原则如何应用于您收集的数据。它是一种特殊类型的条形图,旨在将“少数几个”原因与“琐碎的”原因区分开来,使您能够专注于最重要的问题。

2、直方图

直方图是连续数据的图形快照。直方图使您能够快速识别数据的中心和范围。它显示了大部分数据落在哪里,以及最小值和最大值。直方图还显示您的数据是否为钟形,可以帮助您找到可能需要进一步调查的异常数据点。

3、Gage R&R

 

准确的测量至关重要。如果您无法准确测量过程,则无法对其进行改进,这时Gage R&R就有了用武之地。

 

此工具可帮助您确定连续型数值测量(如重量,直径和压力),当同一个人反复测量同一部件时,以及当不同的操作者测量相同部件时是否准确和精确。

4、属性一致性分析

 

另一个确保您可以信任您的数据的工具是属性一致性分析。Gage R&R评估连续型数据的重复性和再现性,而属性一致性分析评估的是属性数据,例如通过或失败。此工具显示对这些类别进行评级的人是否与已知标准,与其他评估者以及他们自己一致。

5、过程能力分析

几乎每个过程都具有可接受的下限和/或上限。例如,供应商的零件不能太大或太小,等待时间不能超过可接受的阈值,填充重量需要超过规定的最小值。能力分析向您展示您的流程与规范的完美程度,并深入了解如何改善不良流程。经常引用的能力指标包括Cpk,Ppk,Cp,Pp,百万机会缺陷数(DPMO)和西格玛水平(Z值)。

6、检验

我们使用t检验来比较样本的平均值与目标值或另一个样本的平均值。例如,工艺参数调整后,想确定钢筋抗拉强度均值是否比原来的2000要高。如果您从两家供应商处购买调味糖浆,并想确定各自出货量的平均量是否有差异,您可以使用双样本t检验来比较两家供应商。 

7、方差分析

t检验将平均值与目标进行比较,或者将两个平均值相互比较,而ANOVA(方差分析的缩写)则可以比较两个以上总体的均值。例如,ANOVA可以显示3个班次的平均产量是否相等。您还可以使用ANOVA分析多于1个变量的均值。例如,您可以同时比较3班次的均值和2个制造地点的均值。

8、回归分析

回归可帮助您确定输出与一个或多个输入因子之间是否存在关联。例如,您可以使用回归来检查公司的营销支出与其销售收入之间是否存在关联。当存在变量之间的关系时,您可以使用回归方程来描述该关系并预测给定输入值的未来输出值。

9、DOE(实验设计)

回归和ANOVA最常用于已经收集的数据。相比之下,实验设计(DOE)为您提供了一种有效的数据收集策略。它允许您同时更改或调整多个因子,以确定输入和输出之间是否存在关系。收集数据并识别重要输入后,您可以使用DOE确定每个因子的最佳设置。

10、控制图

每个过程都有一些自然的,固有的变化,但稳定(因此可预测)的过程是优质产品和服务的标志。重要的是要知道过程何时超出正常的自然变化,因为它可以指示需要解决的问题。控制图将“特殊原因”变化与可接受的自然变化区分开来。这些图表随时间变化绘制数据并标记失控数据点,因此您可以检测异常变化并在必要时采取措施。控制图还可以帮助您确保在未来持续改进流程。 

 

11、FMEA和FTA分析 

故障模式与影响分析(FMEA)和故障树分析(FTA)作为汽车行业质量管理领域的核心质量工具,可谓是使用非常广泛。通过FMEA和FTA分析,找出了影响产品质量和可靠性的各种潜在的质量问题和故障模式及其原因(包括设计缺陷、工艺问题、环境因素、老化、磨损和加工误差等),经采取设计和工艺的纠正措施,提高了产品的质量和抗各种干扰的能力。

12、Kano模型 

日本质量专家Kano把质量依照顾客的感受及满足顾客需求的程度分成三种质量:理所当然质量、期望质量和魅力质量。 

A. 理所当然质量:当其特性不充足(不满足顾客需求)时,顾客很不满意;当其特性充足(满足顾客需求)时,无所谓满意不满意,顾客充其量是满意。

B. 期望质量:也有称为一元质量,当其特性不充足时,顾客很不满意,充足时,顾客就满意。越不充足越不满意,越充足越满意。

C. 魅力质量:当其特性不充足时,并且是无关紧要的特性,则顾客无所谓,当其特性充足时,顾客就十分满意。

理所当然的质量是基线质量,是最基本的需求满足。

期望质量是质量的常见形式。

魅力质量是质量的竞争性元素。通常有以下特点:

  • 具有全新的功能,以前从未出现过;

  • 性能极大提高;

  • 引进一种以前没有见过甚至没考虑过的新机制,顾客忠诚度得到了极大的提高;

  • 一种非常新颖的风格。

Kano模型三种质量的划分,为6Sigma改进提高了方向。

如果是理所当然质量,就要保证基本质量特性符合规格(标准),实现满足顾客的基本要求,项目团队应集中在怎样降低故障出现率上;

如果是期望质量,项目团队关心的就不是符合不符合规格(标准)问题,而是怎样提高规格(标准)本身。不断提高质量特性,促进顾客满意度的提升;

如果是魅力质量,则需要通过满足顾客潜在需求,使产品或服务达到意想不到的新质量。项目团队应关注的是如何在维持前两个质量的基础上,探究顾客需求,创造新产品和增加意想不到的新质量。

13、POKA-YOKE

POKA-YOKE意为“防差错系统”。

日本的质量管理专家、著名的丰田生产体系创建人新江滋生(Shingeo Shingo)先生根据其长期从事现场质量改进的丰富经验,首创了POKA-YOKE的概念,并将其发展成为用以获得零缺陷,最终免除质量检验的工具。

POKA-YOKE的基本理念主要有如下三个:

1). 决不允许哪怕一点点缺陷产品出现,要想成为世界的企业,不仅在观念上,而且必须在实际上达到“0”缺陷。

2). 生产现场是一个复杂的环境,每一天的每一件事都可能出现,差错导致缺陷,缺陷导致顾客不满和资源浪费。

3). 我们不可能消除差错,但是必须及时发现和立即纠正,防止差错形成缺陷。

14、质量功能展开(QFD)

质量功能展开(Quality Function Deployment,缩写为QFD)是把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法,它体现了以市场为导向,以顾客要求为产品开发唯一依据的指导思想。

在健壮设计的方法体系中,质量功能展开技术占有举足轻重的地位,它是开展健壮设计的先导步骤,可以确定产品研制的关键环节、关键的零部件和关键工艺,从而为稳定性优化设计的具体实施指出了方向,确定了对象。它使产品的全部研制活动与满足顾客的要求紧密联系,从而增强了产品的市场竞争能力,保证产品开发一次成功。

根据文献报道,运用QFD方法,产品开发周期可缩短三分之一,成本可减少二分之一,质量大幅度提高,产量成倍增加。质量功能展开在美国民用工业和国防工业已达到十分普及的程度,不仅应用于具体产品开发和质量改进,还被各大公司用作质量方针展开和工程管理目标的展开等。

ISO 9000标准要求“以顾客为关注焦点”,“确保顾客的要求得到确定并予以满足”,作为分析展开顾客需求的质量功能展开方法,必将在ISO 9000系列标准的贯彻实施中获得广泛的应用。

15、工作说明(SOW)

工作说明(Statement Of Work,缩写为SOW)是合同的附件之一,具有与合同正文同等的法律效力。

工作说明详细规定了合同双方在合同期内应完成的工作,如方案论证、设计、分析、试验、质量控制,可靠性、维修性、保障性、标准化、计量保证等;应向对方提供的项目,如接口控制文件、硬件、计算机软件、技术报告、图纸、资料,以及何时进行何种评审等,因此,工作说明以契约性文件的形式进一步明确了顾客的要求和承制方为实现顾客要求必须开展的工作,它使产品的管理和质量保证建立在法律依据之上,成为合同甲方(顾客)对乙方(承制单位)进行质量监控的有力工具。

工作说明的详细要求可查阅GJB 2742-96。工作说明的内容是质量功能展开的重要输入。

18个常用的六西格玛统计工具,必须收藏!(图1)
 

16、工作分解结构(WBS)

工作分解结构(Work Breakdown Structures,缩写为WBS)是对武器装备项目在研制和生产过程中应完成的工作自上而下逐级分解所形成的一个层次体系。

该层次体系以要研制和生产的产品为中心,由产品(硬件和软件)项目、服务项目和资料项目组成。

WBS是通过系统工程工作而形成的,它显示并确定了武器装备项目的工作,并表示出各项工作之间以及它们与最终产品之间的关系,充分体现了系统的整体性、有序性(层次性)和相关性。

GJB2116-94给出了WBS的典型发展过程及编制的基本要求,并在附录中提供了七类武器系统的纲要WBS。

在质量功能展开和系统设计等工作中应用WBS的层次体系,参照GJB2116-94给出的纲要WBS,将极大地方便产品功能、结构和研制工作的构思,有助于QFD和系统设计等工作的完成,也有助于工作说明(SOW)的编制。

WBS是对武器装备研制实施系统工程管理的有效工具,也是设计完整性的保证。WBS的原理和思想,也同样适用于各种大型、复杂、高科技的民用产品。

17、并行工程

并行工程(Concurrent Engineering)是对于产品和其有关的过程(包括制造和保障过程)进行并行设计的一种系统的综合方法,它要求研制者从一开始就考虑整个产品寿命周期(从概念形成到产品报废处置)中的全部要素,包括质量、成本、进度及顾客需求。

并行工程要求特别重视源头设计,在设计的开始阶段,就设法把产品开发所需的所有信息进行综合考虑,把许多学科专家的经验和智慧汇集在一起,融为一体。

在健壮设计中,尤其在进行质量功能展开和系统设计时,必须贯彻并行工程的原理和指导思想。

18、参数设计

参数设计(Parameter Design)在系统设计之后进行。

参数设计的基本思想是通过选择系统中所有参数(包括原材料、零件、元件等)的最佳水平组合,从而尽量减少外部、内部和产品间三种干扰的影响,使所设计的产品质量特性波动小,稳定性好。

另外,在参数设计阶段,一般选用能满足使用环境条件的最低质量等级的元件和性价比高的加工精度来进行设计,使产品的质量和成本两方面均得到改善。

参数设计是一个多因素选优问题。由于要考虑三种干扰对产品质量特性值波动的影响,探求抗干扰性能好的设计方案,因此参数设计比正交试验设计要复杂得多。

田口博士采用内侧正交表和外侧正交表直积来安排试验方案,用信噪比作为产品质量特性的稳定性指标来进行统计分析。