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六西格玛在小公司的应用

费尔南达·阿米特拉诺，奥利维拉·弗兰佐西，

卡拉·克里斯蒂娜·阿莫迪奥·埃斯托里奥，Kazuo Hatakeyama

UTFPR，巴西库里提巴，里布卡，巴拉那联邦理工大学

SOCIESC，圣卡塔琳娜教育协会，博阿维斯塔岛，乔文维尔，SC，巴西

摘要:六西格玛已被大公司应用于提高其制造过程的成效。然而，尽管这种方法在文献中很少被广泛应用，但它正在引起中小型企业的兴趣和应用。本文介绍了六西格玛在巴西一家小公司的适用性，阐述了六西格玛的应用策略及其影响。该项目提供了一个关于六西格玛和DMAIC(定义、测量、分析、改进、控制)方法的审查,发现大多已经成功的大公司适用这种方法,而小型企业的特殊性会使该程序在对小型企业的应用中有一些影响。然后详细讨论了六西格玛与DMAIC在一家小型的处理金属零件表面的公司中的应用。本文介绍了六西格玛在这家小公司的可行性、适用性和影响，使返工对镀锌工艺的影响降低了约20%。

介绍

随着商业机会的拓宽和[47]的吸引力，市场供需呈增长趋势。然而，消费者更喜爱相对更优的产品，这些产品能够满足或超过他们的预期需求，价格为[25]。从这个意义上说，企业需要通过速度、灵活性和准确性来赢得胜利，利用有助于开发有效产品[48]的资源。

在寻找这种高性能的过程中，六西格玛（6sigma;）方法在大型公司（主要是跨国公司）中的传播速度越来越快。该方法旨在通过减少设计中的缺陷和变化，将统计方法与质量相结合，促进产品质量的提高。然而，根据小企业[4]、[24]尤其是巴西企业[15]实施6sigma;的少量文件证据，在中小型企业（SMEs）中，这种方法的推广似乎还没有成为挑战性的代表。尽管有许多关于6sigma;的出版物，但绝大多数是指大公司[3]。例如，可以引用[1]、[6]、[12]、[13]、[40]、[41]的研究。参考文献[20]指出，6sigma;最初不是为中小企业设计的。

最近，[39]对位于南里奥格兰德（巴西）的11家公司进行了调查，以确定6sigma;计划是如何实施的，得出的结论为其中91%的公司规模较大，是大多数汽车和农业部门。在巴西现有的出版物中，提到中小企业中的6sigma;，可以引用[26]，这些出版物确定了采用这种方法的四家企业所面临的关键因素。

1. 通过调查进行的另一项研究，旨在了解影响制造汽车零件的中小企业采用或不采用6sigma;决定的因素。研究结论认为，影响因素包括：管理责任心、以往领导项目的能力、可利用资源的数量以及过去存在的质量文化。然而，这些研究都没有显示6sigma;在中小企业中的实际应用所涉及的程序，这些程序可以由企业家在不雇佣外部代理的情况下复制。

中小企业必须采用6sigma;，以适应传统方法，使其可持续发展。许多作者，如[4]、[5]、[20]、[30]、[50]提出了促进中小企业植入6sigma;的建议，但是，他们认为，建议不被采纳的主要因素是选择团队准备的成本过高。中小企业将面临培训困难，缺少合格的办事员，负责多种职能，在改进团队中发挥作用，然后等待数月的投资回报。

关于中小企业应用6sigma;的案例研究，确定了[22]的方法，该方法在印度自行车制造企业中的应用，可适用于小型企业。然而，报道巴西小型企业实际应用的论文尚不清楚。因此，本研究的目的是展示6sigma;在巴西小型企业中的应用，详细介绍在工业环境中使用的战略，而没有专门的外部顾问来明确短期内释放的影响。

为此，提出了6sigma;方法论的概念和小企业的特殊性，包括选择DMAIC（定义、测量、分析、改进和控制）方法作为应用策略。工业环境划分为6sigma;应用，其中DMAIC阶段应用简单，包括其他工艺方法，如FMEA（失效模式影响分析）、DOE（实验设计）等。为了测量应用6sigma;的影响，在前后对一些绩效指标进行监测，定量地说明所取得的效益。

方法论

最初的文献综述是关于：6sigma;和应用DMAIC的策略，并提到了小型企业的特点以及影响了这一过程的应用。然后，介绍了6sigma;的DMAIC方法在小型表面处理企业中的应用，仅限于镀锌工艺，以供案例研究，因为这意味着较高的返工率。

考虑到小企业的特点和使用6sigma;的时间，文献中只有很少的推荐方法应用于实际工业案例。根据[42]的规定，这些方法被界定为更多的使用方法、批准的有效性和较低的应用成本。DMAIC的这些方法和阶段，包括本次调查的其他方法阶段，如图1所示。有关DMAIC和应用资源的详细信息，请参阅文献综述。

图 1 工作来源中使用的方法流程：作者详细阐述

6sigma;和小公司

6sigma;代表了1987年在美国摩托罗拉公司出现的更新的质量管理计划，旨在通过对生产过程可变性的研究来提高企业绩效[21]。这是基于以往几种模型的特点，作为一种统计思维，典型的时间重点放在质量控制上，分析解决[7]问题。6sigma;表示在称为DMAIC的循环之后使用系统统计工具的问题，这将在后面详细介绍[11]，[35]。尽管摩托罗拉是6sigma;的先驱者，但该方法在1994年得到了普及，当时通用电气（GE）总裁考虑了寻找高质量和高盈利能力的方法[49]。

在文献中可以找到关于6sigma;定义的几种方法。其中一个定义6sigma;为一组与质量管理相关的统计工具，旨在定义结构化计划以改进流程[46]。该术语起源于统计学，其中希腊字母“sigma”（sigma;）表示制造过程中的变化测量，也称为所需值的标准偏差[23]。统计上，“6sigma;”是指，在集中正态分布中，可以发现规范平均值和下限（LLS）之间的6个标准差加上规范上限（ULS）之间的6个标准差，每十亿次机会产生1.2个缺陷（DPBO）。这类集中正态分布正态图和平均值和规格限值之间的西格玛水平，可以作为机械零件的尺寸，如图2所示。

图 2 集中正态分布图[45]

参考文献[37]长期处于状态，很难保持集中过程，这是正态分布的前提。这样就召集了从名义平均值1.5个标准差的位移。因此，当平均值和LLS之间的标准差达到4.5，平均值和ULS之间的标准差达到4.5时，可将该过程视为6sigma;。这样，如图2所示，当曲线向左和向右接近4.5sigma;时，缺陷实际上趋于稳定，接近零，从而实现高质量。

表1将西格玛水平与DPMO（百万次机会中的缺陷）指数联系起来，显示了每种情况下质量水平低对成本的影响。

表 1 质量等级

资料来源：改编自[31]

根据[16]表1中明确的值的含义表明，行业平均运营质量水平为3西格玛，发票成本为返工、检查和其他损失的15%至20%。

为了估计DPMO指数，使用被拒绝的零件数量与生产的零件数量之比，乘以一百万。例如，如果生产100个零件，5个被拒绝，考虑“5除以100”，并将这些结果乘以100万，得到5万DPMO，这属于3西格玛过程。这种方法用于按属性测量的过程中，分离出符合或不符合的部分。

为了达到高质量水平或降低缺陷（每百万），应用6sigma;以确定一个适当的应用策略是必要的。根据[34]，100%的采用6sigma;的企业在某些制造工艺中使用DMAIC，因为已经存在这些工艺。参考文献[39]在对11家企业进行的6sigma;调查中发现，最常用的方法是DMAIC。在新流程的情况下，建议使用达到企业中发现的最大39.1%的设计六西格玛。根据[28]，尽管DMAIC很受欢迎，但当问题的范围是简单和严格的时候，DMAIC并没有得到更多的指示。对于存在复杂位置的现有流程，建议在操作过程中涉及两个以上变量。考虑到目前的工作重点是改进已巩固的制造工艺，在执行过程中涉及两个以上的变量，只提出了DMAIC方法。

DMAIC方法

20世纪80年代，摩托罗拉开始将DMAIC方法推广到6sigma;，由通用电气公司推广，通用电气公司培训专家，努力以有组织的方式解决问题，并以质量工具和统计数据为支持，具有一定的复杂性。它分五个阶段应用，与自己的名字相关：定义、测量、分析、改进和控制。这些阶段保证公司以有条理和有纪律的方式应用6sigma;[3]。根据[39]所做的调查，对于涉及6sigma;工艺流程改进的资源，使用最多的是：FMEA、工艺图、因果图、Paretos图和控制图。但是，也有其他人可以参与这类程序，这些程序必须根据项目的需要加以利用。

定义阶段

在DMAIC的第一阶段，定义了选择哪种制造工艺应用6sigma;。根据[37]，由于所有方法都是由人开发的，所以在开始时对6sigma;团队的定义对于应用的成功至关重要。工作组应呈现以下结构：

基础核心——由6sigma;的专业人员组成，从项目开始到最终执行。

1. 成员——在项目确定阶段整合团队的人员；
2. 专家——对构成项目范围的过程有专门知识的人员，旨在帮助团队。

根据培训工作量、项目中的层次结构和对项目的奉献精神，团队对执行的角色的指定有所不同[3]。它们被命名为：赞助商、冠军、黑带大师（MBB）、黑带大师（BBS）、绿带大师（GBS）、黄带大师（YBS）和白带大师（WBS），其中最后五个术语来自以武术（空手道）为基础的Unisys公司[8]。根据[3]、[33]，他们具备以下能力：

• 赞助商——在团队中处于最高层，负责推广和定义植入6sigma;的指南；
• 倡导者——执行委员会成员，协助获得资源并消除发展项目改进的障碍；
• 黑带大师——在6sigma;项目的综合管理层和项目每次改进的负责人之间建立联系；
• 黑带——领导特定项目。处理与新项目识别和GBS培训相关的任务。在统计方法、质量改进过程等方面有形成；
• 绿带——致力于改进，在项目中兼职；
• 黄带和白带——组成所谓的“车间”，但经过培训，使用适用于项目几个阶段的6sigma;的基本工具。

参考文献[32]提出的结构化团队，表2所示，其中显示了每项责任的基本职责，包括6sigma;项目中使用的头衔。

表 2 六西格玛团队

资料来源：改编自[32]

在团队建立之后，下一步是确定客户的必要性并确定关键流程。这必须通过制定一个项目提案来完成，该提案将由最高管理者批准。

根据[32]的规定，项目建议书，也称为“项目图”，是第一阶段的主要成果，必须包含待解决问题的说明、要实现的目标、6sigma;团队的指导方针、团队成员名单和要完成的进度表。在这个阶段，团队还通过“5w1h”（谁，什么，为什么，在哪里，什么时候，如何）的技术来确定“项目的任务”，其中包括回答与项目相关的以下问题：“谁？”，“什么？”，“为什么？”，“在哪里？”，“什么时候？”，“如何？”。

测量阶段

该阶段旨在确定所述6sigma;植入的状态以及制造过程中变量的潜在来源。根据[37]的规定，为了识别关键过程，有必要对重点过程和相关子过程进行建模，定义每个阶段的输入和输出，建立它们之间的关系，将输入分类为受控或非受控特性。为此，更多使用的技术是流程图。这必须由6sigma;团队的所有成员的贡献来填写，除了使用公司现有的文件之外，还必须依靠合作者在所有层级的经验，有时是客户和供应商的经验。[36]提出的工艺流程图如图3所示。

为了建立输入x和输出y之间的关系，如图3所示，

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