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项目计划的选择与执行方案

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2020年4月19日
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六标准差之战略创新:项目计划的选择与执行
The Strategic Innovation of Six Sigma: An innovative way to select and implement the project
潘浙楠
国立成功大学统计学系

摘 要
六标准差(Six Sigma)系继全面质量经营(TQM)后的一个以数据为导向的流程管理(process management)方法。它系以财务绩效为评量准则,强调流程改进及控制,并透过一套完整的教育训练,执行系列项目改进计划以达成顾客满意,企业永续经营之目标。六标准差可说是一种整合性的质量管理方法,透过流程分析我们可找出关键质量特性/企业绩效指针,然后从源头及流程中不断地探索如何减少并控制影响产品/服务质量的变异。换言之,「追根究底,止于至善」才是六标准差解决问题的核心精神。
至于创新则包含了观念、技术、战略、组织、制度、流程、产品、市场及服务等创新。企业必须不断因应市场的快速变化,迅速地针对上述项目作出适时地调整与推陈出新,以期拉开与竞争对手的距离。这关系着一个企业的存亡与未来发展,而战略创新则可为企业的发展提供正确的方向。本文乃着眼于六标准差之战略创新。众所周之,企业待处理的问题错综复杂,有些系中、长期,有些则是短期亟待解决的问题。透过六标准差,我们能够提升产品及服务的质量与竞争力,因此项目改进计划的选择与优先次序的排定便显得格外地重要。
本文尝试提出六标准差项目计划的选取准则,供企业在制定六标准差战略时的参考。同时,针对六标准差计划执行步骤的现况与未来作进一步的阐述与说明。
关键词:战略创新、六标准差、蓝海策略

壹、绪论
六标准差为继全面质量管理(TQM)之后一个新兴追求卓越质量的流程管理方法,它强调藉由制(流)程能力的改进,提升产品或服务质量,是一种去除制造过程中的浪费以达到节省成本和时间的一种哲学。 Sigma是希腊字母的σ,统计学中的Sigma是一组资料的标准差。6σ提供了一种衡量变异的方法。标准差可反映数据偏离平均值的程度。若数据呈常态分配,则99.73%的数据点会落在离平均值的正负3 倍标准差之区间内。所谓六标差制程系就中长期而言,每百万个产品仅有3.4个产品会落在规格界限外。
六标准差(Six Sigma)管理于1987年在当时美国摩托罗拉(Motorola)公司执行长Bob Galvin领导下正式推出,旋即受到美国国家质量奖的肯定。奇异公司于1995年更展开全面的实施,积极地将六标准差管理推展到所有重要关键的制程上,成效显著,造成国际的大轰动,蔚为二十一世纪最受瞩目的管理热潮。国内外学术界及实务界对推动六标准差的成功因素及实施模式亦纷纷进行热烈的探讨与研究。六标准差虽是制造业衡量质量缺点的一种方法,近年来,许多公司已将六标准差的方法延伸至顾客满意度及服务质量的提升上。
创新(innovation)与改进(improvement)不同,依经济学家熊彼得的定义:创新是把生产要素重新组合并改变其生产功能,以满足市场需求并创造利润(即产品出售的价格减去成本)。一般六标准差/质量的改进方案均着眼于生产/服务成本的降低与效率的提高,以期增强企业的竞争力。而六标准差之创新则强调增加产品/服务的附加价值(value-added),即我们所说的突破性思维(breakthrough thinking)。创新对个人或组织均可产生关键的影响,当改进活动进入维持(maintenance)阶段或已到了生产/服务成本无法再进一步降低的瓶颈(bottleneck)阶段,此时藉由产品/服务的创新、系统/流程的创新或制度的创新所开创的新系统(New system)会为企业带来意想不到的突破与收获。例如人类早期使用锅灶煮饭,影响饭粒质量/可口程度的因素有柴火的多寡,燃烧时间、米粒与水的比例等,实验设计/质量改进计划有助于找到此一旧系统的最佳因子水平组合。但饭粒质量的改进在电饭锅/电子锅(新系统)的创造问世后又进入了一个新的境界,这就是改进与创新最大的区别,如图1所示。
时间
成本
Improvement
Maintenance
Innovation/breakthrough
New system
Old system

图1 创新与改进之区别
藉由上例之说明,可知改进是针对旧系统的改良(refinement)以提升其质量/效率。而创新则针对旧系统的限制作进一步地突破与变革(change),改变其生产功能以期增加新的价值,吸引更多的顾客、创造更大的利润。任何企业的永续经营均离不开顾客,既然六标准差是一个以数据为导向的流程管理,因此在选择六标准差或精实六标准差(Lean 6σ)项目计划之前,我们有必要对企业流程管理系统(business process management system)作一剖析,如图2所示。

Customer-
Focused
Objectives
Output:
Critical to
Customer (CTC)

Process:
Key Processes
Indicators of
Process
Performance on Flowchart
Standards:
Process
Performance
Standards
顾客的期望
对顾客而言之关键输出
关键制程
流程架构
标准化
定义 CTC
(Critical-to-customer)
定义内部制程及
衡量指标
顾客期望与当前制程之缺口分析(Gap Analysis)
定义6σ之Project
C
O
P
I
S

图2. 企业流程管理系统

另外,SIPOC(supplier, input, process, output, customer)则是任何企业供应键或价值键(value stream)上的五大组成要素。一般而言,在选择/定义6σ项目计划时,我们必须聆听顾客的声音/期望(customer voice/focused objectives),找出对顾客而言的关键输出(critical to customers),再透过流程分析(process flow chart)找出影响关键制程 (key process)的质量衡量指针(quality characteristics)。在定义出影响内部关键制程的质量衡量指针后,我们可针对制程之现况进行制程能力分析(process capability analysis)。找出顾客期望与当前制程(existing process)间之缺口(gap),即可着手定义六标准差之项目计划。聆听顾客的声音,将顾客的期望转成设计及制程上的要求/规格,即所谓的质量机能展开(quality function deployment)。至于顾客未提供要求的KPI,企业亦可透过标竿分析(benchmarking)找出其主要竞争对手的KPI,再进行缺口分析(gap analysis),以定义六标准差之项目计划。
貳、 项目计划选取的准则
本人参考Eckes( )在其Six Sigma Execution一书中所列举下列执行六标准差方案之八个步骤,并依个人推动六标准差之经验加以进一步阐释:
(一) 定义企业的策略性目标:业者可利用标竿分析及质量机能展开进行制程现况之缺口分析
(二) 找出企业的关键制程:业者可利用流程图、制程转写(process mapping),要因分析矩阵(cause-effect matrix)及失效模式影响分析(FMEA)等手法找出关键制程。
(三) 确认制程拥有者(process owner):业者可利用customer-supplier模式(C/S model)及需求分析厘清process owner、supplier及customer间的关系及其需求。
(四) 决定可衡量的关键绩效指标(KPI)及可量度的工具(metrics):平衡计分卡(balanced scorecard)不失为企业制订策略性目标之量度工具。
(五) 针对KPI进行相关资料的搜集。
(六) 一般而言,项目选取的准则(Selecting criteria)可分为
1. 企业效益准则(Business benefits Criteria)
(a)   对外部客户及其需求的影响。
(b)   对公司营运策略及竞争地位之影响(Impact)。
(c)   对核心竞争力(Core competence)的影响。
(d)   财务效益之影响(含质量成本之降低、效率之提升、销售额之增加、市场占有率之提高等)。
(e)   急迫性(Urgency):预估解决问题所需的前置时间(Lead time)。
(f)   趋势(Trend):未解决之问题是否会随时间而进一步扩大。
(g)   顺序或依赖度:其它改进计划是否仰赖此一问题之解决。
2. 可行性准则(Feasibility Criteria)
(a)   所需之资源(含人、时间、经费等)如何?
(b)   专业知识及技术是否具备?
(c)   复杂度(Complexity)如何?
(d)   成功的可能性如何?
(e)    相关单位的支持为何?
3. 组织影响准则(Organizational Impact Criteria)
(a)   学习效益:经由此计划可获得之新知识(含对客户、流程之深入了解)。
(b)    跨功能(Cross-functional)效益:经由此计划是否可打破部门间之隔阂及帮助员工学习成长等。
(七) 选择首先执行的项目:根据上述企业效益准则,可行性原则及组织影响原则,我们可参考潘浙楠( )质量管理一书中第13章的质量成本分析及第12章中Impact/Trend分析(Group Nominal Techniques),汇整六标准差改进小组专家之意见及彼等所给予之权重后即可排定项目改进计划执行之优先排序。
在着手推动六标准差方案时,我们首先应建立完善的六标准差推动组织,慎选组织成员并清楚地将其权责作一区分,接下来硕士级黑带(即大黑带)应进行六标准差解题方法与工具的教育训练。盟主可透过大黑带之协助及参考上述重要计划的选取准则,决定改进计划之优先次序。而黑带则可遵循潘浙楠( )提出的六标准差实施模式与解题步骤,来执行下列六标准差的五个行动步骤(DMAIC):
1. 问题之定义(Define, D):了解客户之需求并针对流程图界定问题。
(1) 藉由流程图找出关键制程,可使项目目标更为明确。再透过制程转写(Process Mapping)将流程中的细项以Input、Process、Output的方式逐一列出,以期找出影响问题之原因。
(2) 其次与客户或和第一线工作人员直接接触,聆听她们对问题的看法。先挑出造成困扰最大、耗费最大之问题或利用质量成本分析选择应优先解决之项目,即可产生最大的效益。
2. 衡量(Measure, M):搜集数据并衡量整个流程或操作,将有多少误差产生的机会。
(1) 详实的数据数据,是六标准差发展的基础。在衡量的阶段中,我们要重视关键质量特性(Key Quality Characteristics)之决定与关键绩效指标(KPI)之选择;并以制程能力指标、不良率、PPM等呈现,再制定甘特(Gantt)图追踪KPI的改进进度。
(2) 制造业尚须透过量测变异分析(Gauge Repeatability and Reproducibility)确认量测仪器之精确度及所搜集资料的正确性。
3. 分析(Analysis, A):分析数据,评估流程的优缺点,并和同业比较,找出项目结果能够改进的最大限度。
(1) 藉由管制图、直方图所搜集到的资料应利用鱼骨图(要因分析)找出问题的症结,并深入检查所有肇因点是否完备。再寻访实际参与工作执行者以确定先前的假定是否合理等。项目小组的成员可透过影响、趋势(Impact and trend)及执行难易度分析、伯拉图等工具不断地讨论研商,或从系统的观点进行失效模式影响(FMEA)分析以订定改进的优先级。
(2) 利用制程能力指标进行改进前后的比较,改进前之现况分析可透过制程能力指标(Cp、Cpk)、不良率等指标呈现出来。
4. 改进(Improve, I):拟妥改进方案及对策、并予以执行。
(1) 经由上述周密的定义、衡量、分析后,就能清楚的了解真正要做的是哪些事了,项目小组所提出的改进对策必须再衡量其利弊得失以便择定一可行的改进方案(Action item)。改进对策之追踪表应包含负责人员、改进项目何时完成、改进目标及改进后之成效等。
(2) 制造业可藉由适当的实验设计,找出影响关键质量特性的要因水平组合,即制程的最佳操作条件。
5. 控制(Control, C):监控新流程以确保改进成果于不坠。
于达到流程改进的成果后,仍须进行必要且持续的监控,在控制的阶段中应掌握的重点为:随时更新SPC管制计划表与对关键质量特性及关键绩效指针作持续监控、详定流程管理之权责及标准作业程序(SOP)等。
(八) 执行及维持企业之流程管理系统:执行6σ项目改进计划后,我们应针对其执行成效予以评估并进行定期的稽核以确保影响企业之绩效指标能维持在顾客的期望范围内。若解决了对主要的缺口,我们仍应针对次要的缺口加以改进,以符合持续改进(Continuous improvement)的品管精神。
參、 六标准差执行步骤的现况与未来(蓝海策略)
Kim( )在其蓝海策略一书中曾提及企业欲脱离杀价竞争之红海,就必须实行下列四个蓝海步骤以创造产品/服务新的价值:
Eliminate(E):消除业界习以为常之要素(予以全新的定位并超越现有需求)
Reduce(R):降低业界共同标准(拿掉顾客不喜欢的东西,使选择性差异化)
Raise(R):提升部分要素使高于同业水平
Create(C):创造同业未提供之要素
众所周知,苹果计算机(Apple compute Inc.)及太阳马戏团可说是产品及服务创新的两个代表性案例。而科达(Kodak)公司则是因未能掌握相机市场数字化的先机而惨遭滑铁卢。王安计算机(Wang compute)亦是另一个因循苟且未能持续创新而导致经营不善的失败例子。蓝海策略的四个行动步骤系为了实现差异化与降低成本所采取的辅助工具。换言之,蓝海策略是为了实现价值创新所使用的手段。因此,无论就产品或服务创新,下列ERRC问答式的思考机制均有助于企业达成产品/服务差异化及低成本化之目标:
1. E:应完全消除的因素为何?
2. R:应大胆减少的因素为何?
3. R:应大胆提升的因素为何?
4. C:应创造的因素为何?
在蓝海战略的思维模式下,本文提供六标准差新旧两种作法的对比,并将六标准差执行步骤的现况与未来整理如表1所示。
表1. 六标准差执行步骤之现况与未来

Current approach(现况)
Next Generation(未来)
1
Define
Innovation (创新)
2
Measures
Configuration (结构化)
3
Analysis, Improvement
Realization (实现)
4
Control
Attenuation (弱化)
ERRC是蓝海策略创新思维的四个步骤。其中的”结构化”系针对产品、流程与制度等创新提出一套系统性的作法,例如:制造业者可参考TRIZ(Theory of Innovative Problem Solving)、TOC(Theory of Constraints)、BSC(Balance Scorecard)等理论提出解题架构。而”实现”则是将理论架构转换成实施模式/行动方案。表2系说明限制理论(TOC)之执行步骤。表3则说明TOC解题想法与传统解题想法/步骤间之差异。
表2. 限制理论(TOC)之执行步骤
Step 1
Identify systems constraints:
找出/定义那些使你无法达成目标的限制条件/资源(limited resources)。
Step 2
Exploit those constraints:
透过提供产出(output)最大的投入(input)来发掘如何管理限制条件。
Step 3
Subordinate all other things to the above decision
管理那些受限之限制条件,这需将那些阻碍达成理想目标之过程因子予以分解及授权下属解决。
Step 4
Evaluate the system’s constraint:
若经由上述之剖析产出仍无法満足需求,则须另择方法增加其产能(capacity)。若此限制已打破,则其它之限制条件将浮现成为另一受限因子(limiting factors)
Step 5
If the selected constraint is broken, go back and start at step1
若限制条件已不再是阻止目标达成的障碍,则重回Step 1 寻找其它限制条件。

表3. 传统及限制理论解题想法之异同
传统之解题想法
TOC之解题想法
现况分析(Baseline Analysis)
Current reality tree(CRT-现状树)
了解/解决矛盾(Contradictions)
Evaporating cloud(蒸发云如图4所示)
建立目标(Goals)
Future reality tree(FRT – 未来状况树)
利用FMEA等手法确认并排除障碍(obstacle)
Pre-requisite tree(先决条件树)
提出达成目标之解决方案(Action plan)
Transitional tree(转换树)

There is fire(火灾)
There is
Fuel
燃料
There is
Ignition
点火
There is
Oxygen
氧气
CRT
现状树
There is no fire
(没有火灾)
There is no fuel
There is no ignition
There is no Oxygen
FRT
未来状况树

图3. 现况树与未来树之比较分析

TOC藉由图3之现况树限制条件及其原因分析,再与未来欲达成之目标(未来树)进行比较,并透过图4之蒸发云/先决条件树找到目标间之冲突点。即可取得两者间之平衡点/最适点(optimal point)。例如:最佳存货量即考虑在”大批量生产以降低机器设定成本”及”小批量生产以降低储存成本”两个冲突点中间取得平衡点,这种作法符合创新精神。最后的”弱化”步骤系指六标准差改进持续不断地进行一段时日,财务效益产生钝化的现象后,是展开下一波创新计划的时机。

TOC
tT
t
可增加系统之功能(functionality)
可增加系统之产出(output)
可改进价值链(value chain)上游/下游之功能
可加强事先已存在资源之运用(pre-existing resource)
D
A
B
Prerequisite
(Small batch)
Requirement
(Reduce carrying cost)
D
C
Conflict冲突
先决条件
Prerequisite
(Large batch)
子目标/必要条件
Requirement
(Reduce setup cost)
Objective 目标
(Reduce unit cost of product)

图4. 限制理论之蒸发云/先决条件树

肆、 结论
本文在第一节中针对价值(Value)、价格(Price)及成本的三角关系说明创新与改进间之差异,并就六标准差项目改进计划的选择提出(1)企业效益、(2)可行性及(3)组织影响等三大准则可供企业在排定项目改进计划优先次序时之参考。企业经营的目的在创造顾客,为了开发并维持顾客,企业必须藉由营销及创新两个策略轮子的运转不断前进。一般而言,企业若能创造出产品/服务新的价值就可扩大与竞争对手的差距。若仅专注于当前的市场/顾客,创新的精神必将日益式微而陷入低价撕杀的红海竞争中。企业经营者应该意识到,企业创新是一个复杂的系统化过程,亦是融合多项思维综合性活动。在现今复杂多变、竞争激烈的经济环境中,创新的脚步更要永不止息。本文另就六标准差未来可能的执行方式提出(1)创新、(2)结构化、(3)实现及(4)弱化等四个步骤,以作为现行六标准差改进逐渐弱化/钝化后着手展开另一波创新计划时的参考,如此方能不断地提高顾客满意度而使企业永续经营的观念得以贯彻。
参考文献
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