1、 中国计量学院 毕业设计（论文） 题目： 6 在产品质量改进中的应用研究 二级学 院 机电工程学院 专 业 工业工程 班 级 2 班 姓 名 吴 妍 指导教 师 余琦玮、黄铁群 06年 6 月 5 日 中国计量学院毕业设计（论文） I 摘 要 本论文提出六西格玛作为一种统计工具在产品质量改进中的应用。自从二十世纪九十年代早期， 6 西格玛作为一种统计工具被创造用在商业，交易和制造工序中。在降低成本，加快流程，排 除缺陷，提高顾客满意度还有提高收益度上，它已经显示了成功的一面。 6 西格玛的效果在很大程度上取决于对关键性工序的定义 测量 分析 改善 控制 (DMAIC 法 )。本论文对大和热磁电
2、子有限公司的半导体制冷器制造工序中的喷镍工序作了当前工序能力分析 ,发现不足四西格玛水平。通过以下几个步骤使喷镍工序的六西格玛水平得以改善：在定义阶段，确定关键质量特性，定义本次六西格玛设计所要达到的目标。在测量阶段，对喷镍后的 slice高度进行一系列测量。在分析阶段，利用统计过程控制图等质量工具对喷镍工序能力进行了分析。在改进阶段应用实 验设计方法来确定喷镍工序中的最佳因素组合。最后，在控制阶段，对喷镍工序进行持续监测与控制，以确保产品的合格率。 关键词： 六西格玛；产品质量改进； DMAIC 法。 中国计量学院毕业设计（论文） II Abstract This paper present
3、s a statistical quality technique of using six sigma which is applied in product quality improvement. Since the early 1990s, six sigma has been initiated using statistical tools and techniques in business, transactional, and manufacturing processes. It has been proven to be successful in reducing co
4、sts, improving cycle times, eliminating defects, raising customer satisfaction, and significantly increasing profitability. The effectiveness of six sigma to a large extent depends on its statistical techniques of defining, measuring, analyzing, improving, and controlling the critical processes. Acc
5、ording to the current process capability study of nickel thermal-spraying process in Ferrotec Hangzhou company, we found that the current process cant reach a four-sigma level. We should improve the sigma level through these phases as follows: In the define phase, identify the critical-to quality(CT
6、Q)and define the project goals. In the measure phase, a review of the measurement of slice in nickel thermal-spraying process. In the analyze phase, statistical tools such as SPC etc. are used to analyze the nickel thermal-spraying process capability. In the improve phase, identify the best cooperat
7、ion of factors in nickel thermal-spraying process .In the control phase, control and monitor nickel thermal-spraying process continuously in order to ensure the qualified rate of products. Keywords: Six sigma; Product quality improvement; DMAIC approach； DOE 中国计量学院毕业设计（论文） III 目 录 摘 要 . I ABSTRACT .
8、 II 目 录 . III 0前 言 . 1 0.1 国内外发展现状 . 1 0.2 本论文所研究内容及意义 . 3 1.六西格玛相关理论知识 . 5 1.1 阐述 DMAIC 法 . 5 1.2 SPC 控制图 过程控制的工具 . 6 1.3 田口实验方法简介 . 7 2.公司简介及其产品介绍 . 9 2.1 大和热磁电子公司热电部及其产品简介 . 9 2.2 关键工序 喷镍工序 . 9 3.结合 6 西格玛中的 DMAIC 法来研究关键工序 . 11 3.1 确定 CTQ . 11 3.2 测量数据 . 11 3.3 分析阶段 . 13 3.3.1 XBAR-R界限 . 13 3.3.2
9、做进一步的工序能力分析 . 14 3.4 改进阶段 . 15 3.5 控制阶段 . 16 4.实验设计（ DOE） . 17 4.1 实验前的准备 . 17 4.1.1 现状把握 . 17 4.1.2 头脑风暴法 (BRAIN-STORING) . 17 4.1.3 要因分析 . 17 中国计量学院毕业设计（论文） IV 4.2 运用田口方法进行实验设计 . 18 4.2.1 初步实验 . 18 4.2.2 进一步的实验 . 20 4.3 结论 . 24 4.3.1 规划 A、 B、 C 各因子的最佳组合、 SN 比、 S（感度）及平均数 . 24 4.3.2 列表比较“原始设计规格”与“合理
10、设计规格 ”的差异处 . 25 结束语 . 25 参考文献 . 26 致 谢 . 27 附录 A 原始数据 . 28 附录 B 控制图的常数和公式 表 . 31 附录 C XBAR-R控制图 . 33 中国计量学院毕业设计（论文） 0前 言 20世纪末，以信息技术为代表的高新技术飞速发展，推动了经济的全球化，加剧了市场竞争的激烈程度。面对变化莫测的市场环境，一些企业对传统的管理思想、管理手段进行了许多有益的探索和创新，以求得在市场中生存和发展。 6西格玛作为新时代的产物应运而生。 6西格玛质量管理之所以取得很好的成效，我们可以看到：一方面随着质量的不断提高，产品销售量和产量不断增长，企业生产能
11、力得到 充分利用，单位产品的固定成本会降低，从而使单位产品成本下降。尽管提高质量会增加预防费用和鉴定费用，但质量收入的增长超过了质量成本的增长，因此，随着产品质量由 3西格玛到 6西格玛的不断提高，企业的利润率不断提高，质量成本占销售额的比重不断下降。基于 6 西格玛质量管理方法的良好运用，我们有必要完善传统的质量管理理论，创新质量管理理论。所以，进行本课题的研究对于改进产品质量有很大的意义。 0.1 国内外发展现状 以下我就六西格玛近年来在国内外的发展状况和应用情况作个总结： 许多期刊文献对六西格玛的原理作了阐述， “ 6 ”中文译为“ 6 西格玛” ,它是以提高质量为主线 ,以客户需求为中
12、心 ,采用统计评价手段 ,对业务流程进行定义、测量、分析、改进、控制 ,以提升业务流程能力 ,提高品质水平的综合性管理方法。在统计学中 ,一般用正态分布曲线来表示一个总数里标准误差。“ 6”是用来衡量一个总数里标准误差的统计单位 ,即围绕目标值波动的标志和尺度 , “ 6”为 6 倍标准差。 苏湘里、周小 林指出 1了 6西格 玛的五个阶段 DMAIC中的数据管理流程，需要以市场为导向，以企业现有资源为依据，利用顾客反馈数据及与机器直接打交道的员工获得的信息做出相应曲 线，进行数据比较，从而确定改进目标，规划项目资源。 数据的收集阶段 识别并记录那些对顾客关键的过程业绩及对产品（即输出变量）有
13、影响的过程参数，量化客户需求，从顾客中获取相应的收集数据，对这些数据进行分类，归组，以便分析时使用。了解 现有的质量水平，确认顾客，用户对改进后的与其进行评估。 对数据分析，找出问题的主要原因，关键因素及与竞争对手的差距所在。可通过质量功能展开，策划试验设计，进行正教阶段等手段中国计量学院毕业设计（论文） 来对关键问题进行调整，改善。所有这些，也要建立在过程业绩的数学模型基础上，以确定输入的操作范围及设定过程参数，并对输 入的改进进行优化。主要对关键因素进行长期的控制并采取措施以维持改进结果。定期测量可能影响数据的变量和因素、制定计划时所未曾预料的事情。 杨跃进对六西格玛管理业绩突破方法作了很
14、好的阐述 2，他指出 DMAIC方法的五个特点。特点一： 6西格玛项目所要解决的问题是从顾客端追溯分解而来的。每一个 6西格玛项目都应支持顾客满意程度的改善，支持组织的战略目标的实现。特点二：每个 6西格玛项目的结果必须是突破性的。因此，每个项目都必须设立挑战性的目标。一般说来， 6西格玛项目应事先将缺陷降低 70%-80%的改进目标，同时必须获 得一定的经济效益。特点三： DMAIC活动中十分强调项目管理工作。特点四：DMAIC活动需要大量统计技术的支持。特点五： DMAIC活动的关键是使者的作用十分重要。在 6西格玛管理中，实施者需要很好地掌握 DMAIC的工具方法，比如统计技术等，具备解
15、决复杂问题的能力。 赵宇晶研究分析 3了传统的质量成本管理理论和在世界顶级跨国公司中成功运用的 6西格玛质量管理方法，通过二者的比较与鉴别，分析出传统的质量成本管理的缺陷，提出创新与完善传统的质量成本管理理论的观点。 Joe Desimone 在六西格玛助力企业赢得世 界地位中 4指出：最近的一份世界级制造企业调查报告（由 Anand Sharma 执笔，美国某公司发起和组织）结果显示 WCMS 的概念是根据以下五个特征来实现的： 1. 产品质量极为重要； 2. 持续改进（或者当下流行的 6西格玛）成为必需； 3. 对客户不断变化的需求能够做出快速、灵活的反应； 4. 授权相关人员，使其积极参
16、与改进并付起责任； 5. 制定整个组织范围（全球范围）内的 6 西格玛和精益原则。 为此，必须考虑的五个质量项目是： 1. 全公司范围内的成本削减； 2. 以客户之声（ VOM）为基础的质量改进（ 6 西格玛）； 3. 供应链管理； 4. 是所有工厂之 间的原料流动最优化（精益）； 5. 新产品开发（ 6西格玛设计）。 吴炎太，杨华峰在阐述六西格玛作为一种新的质量管理方法时提到 5，美国通用电器（ GE公司）从 1996 年正式导入 6西格玛质量管理，在短短几年内获得了极大的质量与生产力的提高和巨大的市场回报。通用电气 1998 年的营运毛利率达到创纪录的 16.7%比起那一年提高了 1个百分
17、点，超过 90 年代的水平 4 个百分点，中国计量学院毕业设计（论文） 从 6 西格玛质量管理中的或已超过了 15 亿美元。这主要归功于 GE 的领军人物的杰克 .韦尔奇先生及时制定了以“将传统的产品市场概念扩充到产品与服务领域”、“全球化 市场”和“ 6西格玛管理”为核心的三大发展战略，并从此带领 GE 逐步发展成为全球最大、最成功的多元化经营的跨国公司。 李冬华、刘醒在企业如何引入 6 西格玛管理 6中介绍了企业引入 6西格玛管理应具备的条件 、企业推行 6西格玛管理的步骤、企业实施 6 西格玛管理的注意事项，对六西格玛的一整套管理理论和系统方法作了进一步阐述。 赵青山 、 成如在 趋于完
18、美的质量管理理念 6西格玛 7中提出， 六 西格玛与本国和本企业的文化背景相协调。 六西格玛起源于美国， 发源于美国，必然渗透了美国文化背景及管理传统，而在中国企业中推行， 必须要纳入中国的传统文化及企业文化内涵，结合国情和企情，与企业文化相协调。 在我国实行六西格玛管理要针对中国具体国情， 充分利用现有资源。实行 6西格玛 管理要求企业必须在具备相当基础条件下，才可追求的目标。亦即企业在各方面的资源比较符合要求。所以实施 六西格玛 管理要在充分发挥已具备资源条件，包括人力资源、设备资源、管理资源等。并在资源中寻找“隐蔽工厂”，挖掘资源中的金山，以减少劣质资源成本。 六 西格玛活动应结合企业的
19、实际灵活地开展。在遵循 六 西格玛的两个核心特征和运作模式的情况下，项目团队组织、活动形式、选用的数理统计技术和其他质量管理方法、教育培训等，均应结合本企业实际，灵活地确定方案。在 六 西格玛活动中 ,选择所应用的数理设计技术和其他质量管理方法，不是愈复杂、愈高深越好。而应着眼于简单和迅速地解决问题和达到目标，不搞形式化和表面文章。 0.2 本论文所研究内容及意义 根据统计资料 6，目前我国制造工业企业的质量状况是：过程不合格率 （ 包括返工、返修、报废等）约在 8%-16%，最终产品不合格率 （ 包括报废、降级、让步接收等 ） 约在 5%-6%，其质量水平约 2.5-3西格玛 。一些优秀大中
20、型企业的最终产品的不格率在 1%以下， 其质 量水平约为 3.8-4西格玛；能达到 4西格玛 以上的则很少。服务业的质量状况更差，如果某服务企业能达到 2西格玛 水平，即服务规范化达到 70%左右，顾客不满意率在 30%左右，人们就已认为是优秀企业。根据国外实施 6西格玛 管理成功企业的经验，一些比较先进的企业通过实施 6西格玛 管理，可以使其质量水平在 3-4西格玛 的基础上提高到 6西格玛 ，由此创造的质量经济效益约占其经济额的 15%，相当于企业的利润在原有基础上翻一番。 中国企业的西格玛水平相对比较低，因此具有更大的改进空间。实施 6 西格中国计量学院毕业设计（论文） 玛管理无疑会使企
21、业尽快缩短与世界 优秀企业的差距，并最终在全球一体化的大市场中，将中国企业引上成功之路。所以，本课题的研究方向是“六西格玛在产品质量改进中的应用研究”，在理论总结分析的基础上，进行实证研究，以大和热磁电子有限公司的半导体制冷器元件生产为研究对象，针对该产品喷镍工序生产过程中存在的质量问题，运用 6法对之进行质量改进。本篇论文包括以下几个方面： 6西格玛相关理论知识、 公司简介及其产品介绍 、 结合 6 西格玛中的 DMAIC 法来研究关键工序、 实验设计（ DOE）及总结。 我想，这或许会为我们中国的企业在质量上的突破发展尽微薄之力吧！ 中国计量学院毕业设计（论文） 1.六西格玛相关理论知识
22、1.1 阐述 DMAIC 法 自从二十世纪九十年代早期， 6 西格玛作为一种统计工具被创造用在商业，交易和制造工序中。在降低成本，加快流程，排除缺陷，提高顾客满意度还有提高收益度上，它已经显示了成功的一面。 6 西格玛的效果在很大程度上取决于对关键性工序的定义 测量 分析 改善 控制（ DMAIC 法）。 13 （ 1）界定（ Define） 项目界定是六西格玛项目成功与否最为关键的阶段，主要内容包括改进机会的确定、确定顾客的需求和关键质量特性、绘制详 细流程等。 （ 2）测量或测评（ Measure） 测量阶段在于首先要明确测量的对象、方法和指标，定义测量过程，确定输出指标和 CTQ 之间的
23、关系，进行测量系统分析。测量阶段的目的是保证项目工作能够采用正确的方法、测量正确的指标、测量结果的变异尽可能小，保证后续分析阶段使用的数据准确可靠。 （ 3）分析（ Analyze） 分析阶段的目的是要找出影响业绩指标的关键的、潜在的原因，由于六西格玛项目的复杂性，如果没有科学的数据分析，难以保证能够找到真正的、根本的原因。因此分析阶段要综合采用各种统计方法和管理技术，进行数据的 统计分析、比较试验、缺陷分析、变异来源分析、关键因素分析、多变异分析、相关分析和回归分析、失效模式和效应分析（ FMEA）、作业增值性分析等。 （ 4）改进 (Improve) 改进阶段主要是基于分析阶段所找到的根本原因，大胆提出问题解决方案。对于有些工程技术问题，实验设计（ DOE, Design of Experiments）技术可以用于过程参数优化或产品设计改进。在本阶段，一些非传统的创造性思维方法也是非常有帮助的。改进方案要进行评价和筛选，可以采用一些综合评价技术进行方案的选择。为了保证方案实施的成功，有必 要进行一些局部试运行实验，对改进方案进行验证。 （ 5）控制 (Control) 控制的目的在于保持项目的成效，在控制阶段，要在质量体系中及时更新流程改进后的程序文件或作业指导书，建立过程控制系统和失控行动方案，采用统
