DMAIC是六西格瑪管理中流程改進的重要工具,6西格瑪管理不僅僅是一個理念,更是一套績效突破的方法。它將想法轉化為行動,將目標轉化為現實。這個方法是6西格瑪DMAIC改進方法。DMAIC指的是由五個階段組成的過程改進方法:定義、測量、分析、改進和控制。
DMAIC主要用于業務流程和設計的一個基于數據的改進周期的流程改進、優化和維護,包括制造流程、服務流程和工作流程等。DMAIC的每一個階段都由幾個工作步驟組成,每一個階段都有一系列的工具和方法來支持實現這個階段的目標。20世紀90年代,許多世界級公司開始了6sigma管理的實踐,每個企業在實施6sigma的過程中都有自己的操作方法。
二、六西格瑪DMAIC的過程
流程改進是在保持工作流基本結構不變的前提下,找到并確認引起問題的關鍵因素,找到解決問題的最有效方法,從而從根本上解決企業或組織績效不佳的問題。在眾多實施了六西格瑪管理的企業和組織中,每個企業都有自己的操作方法。各種操作方法大同小異,但目標一致:達到六西格瑪質量水平,讓客戶完全滿意。實施六西格瑪 DMAIC管理模式,即:定義、測量、分析、改進和控制。據天行健咨詢,DMAIC模型現在被廣泛認可,成為實施六西格瑪管理的企業最常用的流程改進模型。在實施六西格瑪管理的過程中,DMAIC模式是圍繞公司的目標一步步進行的。為了實現公司的目標,這個模型經常被循環使用,所以這個模型過程也被稱為五步循環法。
定義
定義階段,作為一個整體,是6SIGMA項目DMAIC過程的第一步,要為項目的正式啟動做好準備工作。團隊必須澄清一些問題:我們在做什么?為什么要解決這個特殊的問題?客戶是誰?客戶的需求是什么?原來的工作是怎么做的?費用是多少?改進的好處是什么?等一下。
這個階段的目的是定義一個有意義的、可測量的和定義良好的項目。這個階段需要完成一個清晰簡潔的問題陳述,以及做這個項目的原因。它需要清楚地描述項目的目的和經濟效益,并確定項目的完整范圍、要完成的任務和時間表。
測量
測量是精益六西格瑪的關鍵點。如果不收集數據,可能會被迫結束很多項目,即使繼續也不會成功。將數據與知識和經驗結合起來可以促進真正的改進活動。
測量階段D的目的是理解過程并收集數據以量化其當前性能。測量階段要完成的任務包括:詳細的狀態流程圖、測量系統分析、收集反映當前性能的數據——百萬分故障率和西格瑪水平、利用故障模式和后果分析了解故障原因和預防。
分析
分析是通過數據分析確定影響培訓過程產出的關鍵因素,即確定培訓過程的關鍵影響因素。主要方法有:魚骨圖、柏拉圖、回歸分析、因子分析等。
分析階段的目的是確定根本原因,并為潛在的解決方案提供基礎。分析階段要完成的任務包括:利用魚骨圖建立原因理論,通過統計檢驗驗證原因理論,找出影響過程性能的幾個關鍵過程參數。
改善
尋找一個方案來優化培訓過程,消除或減少關鍵輸入因素的影響,從而使過程的缺陷或變化最小化。主要方法有:流程再造等。
改善階段的目的是找到問題的長期解決方案。這一階段的任務主要包括:用實驗設計尋找潛在的解決方案,通過試運行確認選定的解決方案,建立和描述所采用的工藝,制定控制計劃。
控制
控制階段是六西格瑪項目團隊保持改進結果的重要步驟。作為DMAIC過程的最后階段,控制非常重要。為保持改進結果,需要將改進階段的工藝修改或新的工藝作業指導書納入作業標準和受控文件體系,建立過程控制體系。
控制階段的目的:保持過程改進的結果。這一階段的主要任務是:部署和管理前述解決方案,持續監控關鍵質量指標和評審績效,建立實時管理程序,確保及時發現和解決問題。
三、六西格瑪DMAIC的作用
1.形成一個全新的開始。
如果企業現有的持續改進模式被認為是失敗的或令人失望的改進模式,或者這種模式雖好但不符合企業實際情況,那么DMAIC將幫助企業把六西格瑪管理作為更好的、全新的業務流程改進活動方法。將有助于企業避免重蹈原有改進活動推進的覆轍或問題,開啟一條全新的企業內部改進之路,即六西格瑪改進。
2.為原有的改進模式注入新的內涵。
對于沒有開展六西格瑪管理的企業來說,DMAIC模式是一種新的流程改進模式,可以為員工提供一個全新的機會,重新學習、認識和更好地利用熟悉的工具,并為這些工具添加新的內容。
3.創造持久有效的改善方法。
始于20世紀70年代的全面質量管理運動的一個最持久的影響是,在同一家公司中有許多不同的改進模式。但是,如果要保證各種業務流程的持久改進和發展,使用一種長期通用的方法是非常重要的。DMAIC模式是一種適用于各種業務流程的改進方法,可以長期使用。也是企業在業務提升和管理中充分發揮六西格瑪管理作用的有效途徑。
4.突出“客戶”和“差評”
在DMAIC模型中,強調了客戶需求和準確評估的重要性。例如,認為“顧客需求總是合理的”是“定義”階段的關鍵步驟,這在大多數現有的改進模式中是不存在的。在其他改進活動中,雖然會特別提到評價活動,但在DMAIC模式中,評價活動不僅僅是一項簡單的任務,而是一項基本的、長期的活動。
5.介紹“過程改進”和“過程設計”
六西格瑪管理法通過領導帶頭,制定明確的目標,優先進行跨部門、跨流程的管理,避免了全面質量管理實施中的失誤和不足。在許多情況下,六西格瑪管理團隊有權選擇是“修改”還是“重新設計”一個有缺陷的過程。DMAIC模式可以幫助團隊成員選擇需要改進或重新設計的項目,并將其應用到其他方法中。
對于六西格瑪管理來說,無論采用什么改進模式,合適的就是最好的。如果DMAIC五步法對你的企業有效,那么使用這五個步驟就足夠了。如果現有的模式或其他模式對你的企業和員工來說是更好的選擇,那么就沒有必要推翻原來的方案,采用企業可能并不熟悉的DMAIC模式。總之,無論采用哪種模式,六西格瑪管理方法對任何企業都是有效的。
四.六西格瑪DMAIC方法的應用
在DMAIC方法的應用中,對問題的分析和改進是建立在評價的基礎上的,每一個分析或改進結論都必須有足夠的數據支持。在分析和解決問題的過程中,“根據數據做決策”是六西格瑪管理的一個非常重要的原則。沒有數據支持的分析結論或解決方案是沒有立足之地的。在運用DMAIC方法分析和解決問題的過程中,每一階段的工作都輔以若干分析和解決問題的工具來幫助獲得階段結果。事實上,每種工具都可以用在不同的工作階段。我們可以根據工具的主要用途把它們分成不同的階段。可以說,每一個DMAIC過程都是一個從數據到信息再到知識的完整認知過程,是識別過程改進空間、把握過程改進機會并最終實現改進效果的嚴格結構化的解題方法。
五.六西格瑪DMAIC在電子行業的應用案例分享
1.項目背景
某公司主要生產筆記本外殼,材質為鋁,需要沖壓、數控、陽極氧化等一系列機械加工。生產過程中有很多異常,特別是陽極氧化后產品表面出現一條黑線缺陷,在白底上對比度特別大,導致大量產品報廢。公司決定聘請天行健管理咨詢有限公司全面推廣六西格瑪管理,結合實際問題設計這一流程參數,找出最關鍵的改善和提高效率的因素。
2.項目目標
1.集團內部成立處理技術委員會,并成立多部門合作的改進小組,發展和傳承表面處理專業知識,探討相關疑難問題。
2.應用六西格瑪DMAIC解決該公司鋁合金參數設計問題。
3.避免拋光過程中材料雜質脫落,減少不良品和廢品率。
4.制定合理的工藝參數,在一個月左右的時間內將成品率提高到95%以上。
5.提高化學拋光過程中的工藝質量,提高公司每年的經濟效益。
3.項目實施過程
(1)公司目前存在的問題
公司采用陽極自動線,工藝時間和槽溫只需編程。鋁的陽極氧化是通過化學和電化學方法在鋁合金表面形成陽極氧化膜,從而達到有機涂層和電鍍層的耐腐蝕、硬度和耐磨性、裝飾性、附著性、絕緣性、透明性等功能效果的特性。
為了使表面具有均勻的顆粒感,前段增加了噴砂工藝,而化學拋光使砂表面的顆粒鈍化,光澤柔和。化學拋光是借助金屬微表面在化學溶劑中的選擇性溶解作用,即微粗糙表面凸起部分的溶解速率高于凹陷部分的溶解速率,從而達到光滑度要求的一種表面處理方法。化學拋光的機理模型如下圖所示。
圖 化學拋光的機理模型
是表面處理產品好壞的對比照片。可以清楚地看到,產品表面有一條或多條不同顏色的線條。實際上,它是由一系列形狀不規則的小坑組成的。天行健管理咨詢公司對不良現象進行分析,認為可能是化學拋光過程中工藝不當,導致拋光過度或拋光時材料雜質脫落。
(2)用六西格瑪DMAIC解決公司問題的步驟
首先成立了多部門協作改進小組,由質量員、工藝工程師、工藝工程師、品控等成員共同設計工藝參數。天行健管理咨詢有限公司提出的目標是制定合理的工藝參數,在一個月左右的時間內將良品率提高到95%以上。
D:問題的定義
一般情況下,陽極表面處理良率可以穩定在95%-98%之間,但是參照原來的表面處理工藝,基本有10%-30%的不良品。
m:問題的測試
在整個表面處理過程之后,對產品的外觀進行目視檢查。檢驗條件:在800 lux-11 olux的光照下,翻轉180度,眼睛與產品的距離為30cm。為了避免人為的誤判,我們設計了一個透明的對比板,所有灰度為25%且不能被遮擋的、長度大于12mm、寬度大于0.1 mm的黑線都被判定為不良品。我們請三位品管人員檢驗同批次100pcs產品,其中有五個不良品,計算判斷的重復性和再現性。AR&R=95.2%,因為這個值大于95%,所以這個測量方法的可靠性是可以接受的。
A:分析階段
在整理了加工過程中的各種變量和參數后,我們綜合分析了魚骨對化學拋光工位的輸入變量的影響,因此我們設計了多種對比試驗和正交試驗,比較了調整后的結果,通過調查發現造成這種不良現象的原因有以下三點:
一是與陽極處理設備密切相關。該產品試做線(小槽)樣品時良品率較高,但10月轉入正式量產后,量產線(大槽)黑線不良傾向增加。
其次,與浴液配比有關。再次更換槽液或添加槽液調整化學拋光槽中的mp/s值(p/s比),成品率會發生變化。
第三,與工藝參數密切相關。通過調整拋光時間和浴溫,產率有了很大的變化。
基于以上現象天行健咨詢公司分析,主要有以下幾個原因:
第一,由于槽液的主要比例是磷和硫的混酸,而陽極槽是不銹鋼的,所以有防腐需求的幾個槽表面都用了特氟龍處理。但大槽使用壽命近3年,部分表面聚四氟乙烯可能脫落,槽液與設備發生反應,從而將鐵離子帶入槽內,影響良率。
其次,磷酸與硫酸的比例、化學拋光液中A13+的含量、拋光時間和鍍液溫度對黑線異常有很大影響。
事實上,鋁合金表面蝕坑的形成是不可避免的,因為鋁合金中微量元素的存在。當材料中的微量元素分布不均勻,富集在表面時(或沉淀為強化相),由于金屬活性的差異,與槽液反應時快時慢,形成腐蝕坑。腐蝕坑的大小與微量元素的富集程度有關。合金中一定有不均勻腐蝕形成的腐蝕坑。關鍵是腐蝕坑是否大到可以在陽極后看到。
拋光的化學過程可以概括為:鋁的酸蝕過程→鈍化過程→粘性擴散層的擴散過程。
陽極槽中不活潑金屬離子的存在會加速活潑金屬的溶解;溶解過程的速度也會產生腐蝕坑,同時被置換的不活潑金屬會與周圍的原電池發生反應,加速鋁的溶解腐蝕坑被放大。所以根據以上天行健咨詢公司專家分析,需要控制雜質的減少和工藝條件的調整。
第一階段:改善階段
針對分析階段發現的兩個問題,利用DOE方法對化學拋光工藝參數進行了優化。在DOE中選擇了四個可變因子,每個變量有兩個級別。
磷酸/硫酸比mp/s、鍍液溫度和反應時間為4因素2水平的部分因素正交試驗。輸出變量是陽極產品產量。
從結果中找出對黑線有顯著影響的兩個變量,并利用MINITAB的優化器功能對參數進行優化。最終P/S比mp/s控制在3.5-4.2,Al3+控制在15%-30%,試驗表明溫度控制在80-88℃,時間控制在60-90秒比較合理。通過最后的測試,我們得到了最穩定的值,溫度控制在85度,時間控制在70s。在新的設定值下,進行了兩次重復試驗,結果令人滿意。
c:效果控制和跟蹤
最后制作了新的化學拋光槽,并對鍍特氟龍:預處理-除塵-噴涂-烘烤-冷卻-下料的所有工序進行了跟蹤檢查,確認后進行小批量生產。相比之下,糟糕的情況有所改善。
在其他條件不變的情況下,使用兩個罐進行生產。發現兩個坦克有區別。經過反復驗證,更換了原有的化學拋光槽,并在設備的每月維護和正常抽查中記錄了化學拋光槽的聚四氟乙烯覆蓋的內容。這樣既保證了抽查時能及時發現問題,又避免了到最后一道工序才發現不良品。
4.項目收入
通過天行健咨詢的研究,采用DMAIC對比實驗和正交實驗(DOE)共進行了64組實驗。從大量的試驗結果和數據中,得出了有效的改進方法,取得了以下顯著效果:
1.成立了多部門協作改進小組,由質量員、工藝工程師、工藝工程師、品控等成員共同設計工藝參數。
2.制定了合理的工藝參數,并得到有效改善,一個月內廢品率從10%下降到5%。
3.經過三個月的工作,陽極部分的最終廢品率降至2%以下。
4.大大提高了經濟效益,年經濟效益超過900萬元。
通過DMAIC,企業看到了形成解決方案的整個過程,這個過程的價值和6SIGMA系統的潛力。
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