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1、六西格玛黑带项目提高数字湿度计的精确性前言0.1什么是六西格玛项目一个六西格玛项目由DMAIC五个阶段组成，D是Define指界定问题，M是Measure指测量初始的因变量Y，A是Analysis分析原因，I是Improvement对确定的问题进行改进，C是Control对改进的成果进行控制。0.2问题的提出有一间OEM工厂，为某国际知名的公司生产数字湿度计，该数字湿度计在美国最大的超市沃尔玛出售，2003年，根据超市的反馈，该产品的退回率超过了10%，远远高于该超市的正常退货水平4%。鉴于这样的情况，如何提高顾客满意度、减少退货率，成为该六西格玛项目的首要任务。1. D界定阶段（Define
2、）：1.1成立小组：小线成员由该OEM厂的质量部经理、售后服务人员、生产线主管、生产线QC组成，组长是JUDYZHOU，MBB由公司领导担任。1.2识别项目的关键质量特性CTQ（Identify Project Critical To Qualitys）:同事从美国带回来4只客户退回的样品，对样品进行分析后得出结论：表1:客户退回不良品的分析湿度测试点RH25%（+/- 8%）RH60%（+/-5%）结论137 %63 %不合格233%59 %不合格330 %62 %不合格4失效失效用于固定湿度传感器的硅胶堵住了与外界的接触口，致使其灵敏性降低注：RH是Related Humidity相对湿度
3、的缩写。从以上样品分析可以看出我们面临的问题是：1) 顾客对湿度计的精确性有抱怨2) 带回来的样品用现有的工艺余量判断仍是超标，但这部分产品如何到了顾客处，值得研究，从上面可以看出，湿度计的变异过大是我们面临的问题。3) 工艺控制不良（点硅胶工艺）造成湿度计失效。1.3开发团队宪章（Develop Team Charter）：按照公司一贯的六西格玛质量要求，团队成员承诺在半年的时间里对数字湿度计的精确性进行改进，将RH25%时的Cpk（工序能力指数）由现有的水平提高到1.5。2. M测量阶段（Measure ）：2.1选择关键质量特性将顾客的CTQ转化为过程的CTQ，很显然湿度计的精确性是顾客
4、的CTQ。图1 将顾客的CTQ转化成过程的CTQ2.2测量系统分析:对湿度测试系统进行测试量系统分析，抽五个样品，三个测量者，每个测量人员对五个样品各测3次，用Minitab做测量系统分析，结果如下：表2 湿度测试设备的测量系统分析从以上的分析结果可知，该测量系统的Gage R&R(量具的可重复性与可再现性)为32.57%，超出了可接受的最大数值30%（有些公司用20%做为最大允许值，如GE），经过现场观察与分析，发现测量系统的问题是以下原因造成的：1) 产品测试的重复性差,是因为湿度传感器在湿度箱中存放的时间没有规范化，一般湿度传感器在环境中要存放1小时以后才能稳定，时间太短，其感应值不够灵
5、敏。这是造成重复性差的原因2) 人员之间存在比较大的误差，员工操作不规范，动作没有标准化，这是造成再现性差的原因3) 针对以上问题，对测量系统进行修正，结果显示，Gage R&R等于14%，可以达到测试要求2.3找出现有产品的基准线（Baseline）：在生产线上，室温中保持60%的相对湿度是现实可行的，在RH60%时对产品进行100%测试，是易于操作与检测的，而RH25%的相对湿度在室温中很难模拟，在大批量生产时做100%检验也是不现实的，这也是为什么退回的产品在RH60%时都在规格以内，而在RH25%却会出问题，所以在这个项目中我们关注在RH25%时的工序能力指数。对现场产品进行随机抽样，
6、每5个为一组，共抽得12组数据，用Minitab进行分析，结果如下，现有产品的工序能力指数为0.55，经过分析拟将项目Cpk定在1.5以上。图2 改进前在RH25%时的工序能力指数2.4调查现有的SIPOC和工艺流程图（Process map），见下图：现有的生产线在原材料检验时在三个湿度测试值的工艺余量都是+/-8%，在RH60%时已经超过了出厂标准+/-5%。而在RH25%时，虽然入厂标准同出厂标准一样，但是一点安全系数也没有，从整个过程来看，只在原材料、IPQC做抽检，没有其它控制手段，很显然这个参数没有很好的控制，这是造成不良品漏到客户处的原因之一。图3 SIPOC与工艺流程图3. A
7、分析 (Analysis)3.1产品的工作原理是：湿度传感器在不同的湿度情况下，其电阻值会发生变化，针对这种特性，可以将电阻值通过IC转化成为湿度数值。从原理上分析，湿度计不精确首先同湿度传感器有关，但是线路板的附加电阻大可能也会造成总的阻值偏移，为了确定线路板是否主因，用DOE进行要因分析，挑选两个在生产线上湿度有线路板与湿度传感器，按下表进行全因素试验，重复次数为2，试验结果如下：表3：试验设计标准序号试验序号中心点堆传感器电阻线路板编号湿度显示值311130523722118421207311305237841184222045118422205611305137671184212018
8、11305137图4 传感器与线路板的主效应显示图从上图可知，湿度传感器是影响湿度计变异性的主因。而线路板的影响可以忽略。3.2确认要因：湿度传感器的变异值太大，工序能力指数仅为0.55。IQC控制过程中，在RH25%时湿度的工艺余量为+/-8%太大，而在生产线上又缺乏有效的控制，所以造成漏检。生产线审核过程中发现生产工艺的控制有问题，点硅胶的注胶孔太大，胶量不容易控制，容易造成湿度计感应孔被堵住。4. I改进(Improve)：针对问题，提出相应的改进措施：1) 将IQC检验处的检验规范进行修改，收严标准，通过减少变异来提高Cpk，另外从控制湿度到控制湿度传感器的电阻值。即在Y=F(x)中从
9、控制Y到控制自变量X，改进后的SIPOC见下图：图5 改进后的SIPOC2) 对湿度传感器，要求供应商对供货分上下偏差进行供货，这样生产线可以根据来料情况，通过改进线路板所用的集成电路以及所配电阻值进行补偿，这样使得产品的变异要降低一半，而原材料的价钱没有增加。3) 加强工艺控制，更换硅胶枪采用出胶口小的枪，同时在其后工序的作业指导书中增加检验工位，保证工序过程中不要产生变异。5 C控制（Control）：5.1确认改进措施的有效性：对测量电阻的测量系统评定，计算所得Gage R&R为5%，测量系统可以接受对生产线抽样的结果进行工序能力指数计算：从下图中可以看出改进后的工序能力指数达到了2左右
10、，与改进前比工序能力有了很大的提高。 图6 改进后，RH25%时的工序能力指数而本项目的主要目的是控制湿度计的差异，对改进前后的数据用Minitab中的方差齐性检验来比较改进前后产品的变异的大小。原假设H0：改进前后的方差是相等的备择假设Ha：改进前后的方差是不相等的从图7可以看出F-Test的P-value=0.0000.05,在95%的置信度下，H0不成立，接受Ha，即认为改进前后方差是不相等的。明显的改进后的方差比改进前减少了。图7改进前后湿度显示的方差齐性检测控制图：因生产线上对于RH25%时湿度有进行抽检，利用抽检的数据用控制图对产品进行工序控制，从而建立监控机制，从下图可以看出产品
11、处于很好的受控状态。图8 改进后的X Bar-R图5.2改进措施的标准化：为了巩固改进的成果，有必要对改进措施进行标准化。1) 修改工艺文件，将原材料检验中对湿度传感器的检验直接用电阻值来检测；2) 与供应商重新签订技术合同，将原有的收货标准收窄，同时要求将产品分成上下偏差供货；3) 采用新的集成电路；4) 修改作业指导书，规范生产线的点硅胶工艺以及增加质量检验工位（在原有的工位上增加检验任务）；5) 对生产线用控制图进行控制。5.3改进后的收益：以年产20万只计算，原有的生产质量水平下将会带来的不良品0.55x3=1.65 查正态分布表缺陷为：0.049471x200000=9894 (只)以每只$8元计算，共节约9894x8=$79153对该OEM供应商而言，如果不改进，该公司可能会丧失我公司的采购订单，这是该OEM供应商的最大的收益，同时由于加强了来料的控制，生产线的不良品率下降了，减少了返工成本。通过本项目每年可为我公司节约79153元美金（因原产品为买断形式，退货就是我公司的损失），同时由于减少了退货率，大大地提升了公司形象。备注：1) 为保护供应商的机密，本案例中的数据已经过修改。2) 本项目采用GE的六西格玛标准流程。参考文献:AON公司六西格玛黑带培训教材2002年版GE六西格玛培训教材Minitab guideline