由于冰激凌產品的特殊性，尤其類似產品克重不良這樣的問題，幾乎是沒有任何可以返工的可能，產品面臨的是直接浪費。這樣會損耗大量的生產成本，同時伴隨著生產旺季的臨近，如果大量的產品不良，不僅帶來的是企業成本的損失，同時影響的是不能準時的發貨，那時承擔的是違約的嚴重后果，直接影響了企業的形象和上下游企業的經濟損失。

為了解決當前的質量問題，同時也要解決當前質量問題所帶來的運營績效指標的影響，該公司找到了天行健管理咨詢專家，協商了解后進行了一個精益六西格瑪項目的改善輔導。

1、改善產品的克重不良問題；

2、降低生產成本；

3、解決當前質量問題所帶來的運營績效指標的影響。

一、項目定義階段

該公司的冰激凌生產單元主要可以分為3條線，第一條生產線是桶裝冰激凌，第二條生產線是脆皮冰激凌，第三條線就是新品A，據分析，產品A的銷售和利潤也占到整體冰激凌單元的一半以上。A產品的標準克重為80-90克，但實際A產品在試生產階段測得的重量在60-70克之間，明顯未能達到標準值。

通過對數據的收集，我們每天收集10個數據，連續取3天，對A產品的克重進行測量，對于得到的數據運用時間序列圖和目標值進行對比后，實際對比目標有明顯的差距，如圖1。圖中紅色橫線代表目標值，黑色點連成的線為實際收集的數據的測量結果。

圖1 克重的時間序列圖（位：克)

當項目克重結果從60-70克改善到80-90克時，改善結果成功，同時帶來的直接收益是：

100000個/月*5￥/個*950000PPM/1000000*12月/年=570,000￥。

為了更好的解決問題，一個跨職能協作的組織是必不可少的，小組選定的依據是要有上層領導的承諾和授權和其他部門資源的支持，項目的組織結構如下：

主導人：廠長

職責：負責項目導出的決策判斷，負責提供相關的資源供給，負責和各部門的統籌協調解決相關事宜。

項目負責人：重點支柱改善經理

職責：戰略的角度對工作進行全面部署、策劃和確定；引領變革，為企業的精益六西格瑪確定方向；確認和支持推進工作，制定戰略性的項目規劃；決定做什么，確定實施的優先順序；合理分配資源，提供支持；時刻檢查進度，確保能準時的完成預定的目標和計劃；時時確定精益六西格瑪工具的正確應用和定期的知識培訓；始終確保團隊的高昂士氣和穩定的人員氛圍；及時的和相關管理人員共同確保策略的一致性。

項目成員：各部門白帶及黃帶

職責：協助項目負責人完成進程工作，記錄每日發生問題，形成歸類文檔同時反饋問題從各個部門，做好利益相關方的矩陣管理表格，并且針對生產情況，生產、質量、工程給予最大的信息傳遞，對于成本趨勢的管理，財務等部門每日進行現況數據的更新，對于實驗的時間，計劃部門做好實驗展開的計劃調整和準備，對于人員的需求，人事部門給予人員的提供和士氣的提升

二、項目測量階段

測量階段是精益六西格瑪的第二個階段，即使定義階段的后續行動，同時也是分析階段的橋梁。測量階段強調的是以事實和數據驅動管理，是項目的關鍵環節。在測量階段，首先需要收集數據，并開始對數據進行分析。通過測量階段數據的評估，可以定量化的對問題有一個深刻的理解和判斷，并基于這些信息獲得項目實施的信息。在測量階段，需要進一步清晰的明確Y，并全面的收集數據，定量化去描述Y。通過分析，認識Y的波動性，找出過程的改善空間，識別未來改善的途徑和方向。在測量階段，需要大量的工具和方法來幫助識別和找到差異。為了保證數據可靠，團隊還需要對測量系統和過程的能力進行評估。

所謂測量系統分析是指用統計學的方法來了解測量系統中的各個波動源，以及他們對測量結果的影響，最后給出本測量系統是否合乎使用要求的明確判斷。

對于當前的問題我們既然看到了產品的克重不符合要求而被界定為問題的焦點，所以我們把A產品的克重作為檢測指標進行測量，觀察是否定義階段看到的數據和未來測定的數值是可信賴的。通過測量系統分析內容的介紹，我們選定兩個測量者使用數顯稱重儀進行重量檢測，每人對同一產品重復測量兩次，共測量15個產品，數據如下：

表1 測量系統分析數據(單位：克)

應用Minitab軟件進行測量系統分析，分析后得到結果如下：

圖2 測量系統分析Minitab圖形結果

圖3 測量系統分析Minitab統計分析結果

通過觀察圖2測量系統分析的圖形顯示結果和圖3測量系統分析的定量統計顯示結果，測量系統分析結論如下：

1、Gage R&R=15.36<20%，測量系統可以信賴，并且看以看到測量數據出現波動的原因主要來源于部品間的波動，由于是數顯的設備，不存在再現性問題。

2、區分類別數=9>5，證明系統使用的精度可以反映數據微小的變化能力。

3、另可證明(部品間的波動/測量系統的波動)*1.41=9

當驗證得到測量系統是可以信賴后，可以得到數據當前的可靠性，那么基于得到的數據所產生的水平處于什么水準下，基于現實數據的水平來判定改善問題的方向就是馬上需要完成的內容。那么如何對于當前測定的數據進行水平能力的驗證，所以就需要我們引入過程能力的分析的概念了，因為通過過程能力的分析，可以使我們清晰的看到當前現狀的能力水平處于一個什么位置，同時也可以找到未來分析過程中的焦點。

每一個過程都會受到隨機因素和系統因素的影響。隨機因素是人們難以控制的因素，系統因素主要是指對過程的影響相對穩定，對輸出結果有制約作用的一類因素，如果系統因素發生變異，會破壞輸出結果的規律，導致過程失控。在失控狀態下的過程能力分析是沒有意義的，因此需要在過程處于統計控制狀態下進行分析研究。過程能力和過程績效分析可以用來評價過程滿足預期要求的能力。過程能力分析時需明確的要素如下：

1、界定明確的過程輸出特性。

2、識別內部、外部顧客對過程輸出特性的要求。

3、良好的抽樣方案，所選取的樣本盡可能僅受隨機因素的影響。

4、過程輸出服從正態分布，過程是穩定的。

首先驗證數據是否是正態的，我們收集30個數據進行正態性分析，數據請參照如下表：

表2 正態性驗證數據(單位：克)

應用Minitab軟件進行正態性驗證，分析后得到結果如下，

圖4 正態性驗證Minitab圖形結果

通過結果可以看到：P-value=0.11>0.05，證明數據是正態的。數據是正態性的代表了數據的變化曲線呈現一定鐘形曲線的分布，因為Minitab大多工具都是基于正態下的數據進行的統計分析，所以對于數據是否呈正態性是十分重要的。

完成了正態性驗證，然后驗證過程能力，應用Minitab軟件進行過程能力分析，分析后得到結果如下：

圖5 過程能力分析Minitab圖形結果

通過圖5分析結果，可以看到：首先，平均值嚴重偏離，如何移動分布均值調整到規格之內，這是改進的方向。其次，Cp=1.06；Pp=0.94，目前波動上體現的結果還可以。由于均值的偏離，導致Cpk=-3.04，所以我們應尋找可以直接影響產品克重的因子進行調整，使得產品恢復到規格線之內。

三、項目分析階段

分析階段是整個項目過程中最難以預見的環節，項目團隊應用的方法在很大程度上取決于問題與數據的特定情況。在分析階段我們使用循環分析的方法來關注原因的探索，這個循環從數據測量開始，通過過程的分析、提出對原因的原始的推測和假設；然后收集和關注更多的證據，對這些推測和假設再實施進一步的判斷；分析循環持續不斷的展開，直到最后真正的原因被識別出來為止。在這個過程中一般來說循環分析的步驟可以分為如下三個階段：

1、推測：以開發的態度調查數據和過程，目的是找出可以研究的項目。

2、提出關于原因的假設：運用已有的知識，提出最有可能的缺陷原因。

3、證實和派排除原因：利用數據、實驗或進一步的過程分析對原因的假設做出判斷、證實，確認哪個因素或環節是引起缺陷的重要原因。

在分析階段如果要全面的找到問題的原因，首先要引入特性要因圖的的概念：

通過繪制魚骨圖可以發現輸出結果與潛在原因之間的關系，圖的右側方框中(“魚頭”位置)是輸出的結果，各種可能的原因在各個分類線的周圍，在項目團隊分析問題根本原因的過程中，魚骨圖的繪制是非常重要的工作，團隊中的各個成員都要積極參與，通過頭腦風暴等方法收集每個人對問題的想法和認識并展示出來。分析內容請參見圖6：

圖6 克重問題的特性要因圖

然后基于找到的因子，我們需要進行驗證，為了能在不同水平間進行對比試驗，我們引入了假設驗證的概念，說到假設驗證，這是分析階段非常重要的工具，假設檢驗是以判斷為其結果進行實例驗證分析的。假設檢驗的步驟如下：

1、建立假設；

2、選擇檢驗統計量；

3、給出檢驗中的顯著性水平；

4、給出臨界值；

5、根據樣本觀察得到的結果，計算檢驗統計量；

6、根據觀察值是否在拒絕域中來判斷結果。

通過魚骨圖找到的五個因子，我們逐一運用假設驗證來對比是否它是影響產品克重的重要因素。

1、班別班次進行的假設驗證分析，我們對白班和夜班的數據進行收集，每組數據取24個，應用Minitab軟件進行假設驗證分析，分析后得到結果如下：

圖7 班次的假設驗證分析

從圖中我們可以看到，P值=0.719>0.05，證明班次間的不同對克重影響是無差異的。但是為了減少人為因素的作用，我們還是要加強自主的檢查和管理制度，制定自主順次檢查表進行點檢，進行預防性管理。

2、針對控制溫度進行的假設驗證分析，我們對不同的控制溫度進行驗證，首先選定﹣5攝氏度的初始值進行克重測量，然后再選定﹣15攝氏度的溫度進行克重測量，每次各收集20個數據，應用Minitab軟件進行假設驗證分析，分析后得到結果如下：

圖8 控制溫度的假設驗證分析

從圖中我們可以看到，P值=0.000<0.05，證明溫度的不同對克重影響是有差異的。同時，我們還得到原始的溫度值是﹣5攝氏度，我們分析發現溫度的變化會對最終產品的克重產生影響，溫度值的降低將會造成克重的升高，所以我們能夠調整溫度值使克重達到我們預想的水準。但是可調節溫控范圍最大到﹣20攝氏度，如果我們調整溫度值超過了﹣20攝氏度，則新的范圍沒有可靠地參數驗證結果，可能將呈現不穩定的狀態。

根據天行健管理咨詢公司分析得到，較好的水準是調整溫度值到﹣15攝氏度，同時過低的溫度值也會影響設備的可靠性。綜合種種考慮，改善團隊將溫度值調整到﹣15攝氏度范圍內進行分析。

溫度值從﹣5攝氏度調整到﹣15攝氏度，雖然溫度值降低了，但是工藝工程師能確保設備能在正常的壽命使用范圍內并使得偏差較小。

3、針對加工時間進行的假設驗證分析，我們對不同的加工時間進行驗證，首先選定8分鐘的初始值進行克重測量，然后再選定12分鐘的時間進行克重測量，每次各收集20個數據，應用Minitab軟件進行假設驗證分析，分析后得到結果如下：

圖9 加工時間的假設驗證分析

從圖中我們可以看到，P值=0.000<0.05，證明加工時間的不同對克重影響是有差異的。同時，我們還得到原始的時間值是8分鐘，我們分析發現時間的變化會對最終產品的克重產生影響，時間值的提高將會造成克重的升高，所以我們能夠調整時間值使克重達到我們預想的水準。但是12分鐘對比初始時間增加了50%，這將造成生產性的浪費，能源的損失和使用壽命的縮短。如果我們調整時間值在12分鐘，則產品的交付期也難以保證，上下游的庫存也會相應提高。

因此我們需要平衡發現的時間參數。我們調整時間從8分鐘到12分鐘盡管時間越長越好，我們必須控制加工時間，否則過程庫存會增加同時也會造成此工程為瓶頸工程，所以極限時間是12分鐘，同時需要尋找更合適的加工時間。

4、針對新廠商材料進行的假設驗證分析，我們對不同的原料供應商進行驗證，首先選定國外原材料為初始值進行克重測量，然后，再選定新近開發的國內的原料供貨商進行克重測量，每次各收集20個數據，應用Minitab軟件進行假設驗證分析，分析后得到結果如下：

圖10 原料供應商的假設驗證分析

從圖中我們可以看到，P值=0.186>0.05，證明供應商的不同對克重影響是無差異的。

5、針對于氮流量的假設驗證，我們對不同的充氮流量進行驗證，首先選定每分鐘350L的初始值進行克重測量，然后再選定每分鐘400L進行克重測量，每次各收集20個數據，應用Minitab軟件進行假設驗證分析，分析后得到結果如下：

圖11 充氮流量的假設驗證分析

從圖中我們可以看到，P值=0.000<0.05，證明充氮量的不同對克重影響是有差異的。同時，我們還得到原始的流量值是每分鐘350L，我們分析發現流量的變化會對最終產品的克重產生影響，流量值的提高將會造成克重的升高，所以我們能夠調整流量值使克重達到我們預想的水準。然而，流量過大是不可能的，因為它本身受到流量瓶輸出口的限制。

由于設備本身我們不能改變，所以，我們把流量加到流量瓶的最大輸出，由350調整到400氛圍內進行分析。

四、項目改善階段

在上一個階段，分析階段，初步明確了當前生產條件下影響指標的自變量有哪些因子，那么在改進階段，我們就要了解這些因子如何才能更好的改進Y，這些變量如何調整能實現最完美的Y值，改進階段包括廣泛的的研究策略去發現哪些自變量影響程度。在分析階段，我們更多的以來當前生產條件的保障，但在改進階段，我們考慮的是新的工藝，可能要打破現有的限制和束縛，去啟用那些以前從沒有想過的參數和條件。對新情況要大膽的去探索規律性，通常我們應用實驗設計、多遠回歸等方法來進一步驗證分析，至此我們引入了全因子實驗設計的。

全因子實驗設計介紹：

1、全因子試驗設計指所有因子的所有水平的所有組合都至少要進行一次試驗。由于包含了所有的組合，全因子試驗所需試驗的總數會較多，但它的優點是可以估計出所有的主效應和所有的各個階層的交互效應。所以在因子個數不太多，而且確實需要考查較多的交互作用時，常常選用全因子設計。

2、當因子水平超過2時，由于試驗次數隨因子個數的增長而呈指數速度增長，因而通常只作二個水平環境下的全因子試驗。

全因子實驗的實施步驟，如圖12：

圖12 實驗設計流程介紹

通過實施全因子實驗進行數據和條件的管理，基本在分析階段找到的三個因子，雖然它們各自都能影響最終的Y，但是由于種種限制，不能單獨進行一個因素的變更，所以試圖通過實驗設計的方法，尋找一個合理的參數配置組，一方面滿足質量改善的要求，另一方面可以解決在分析階段遇到的改善瓶頸。所以，基于分析階段得到的三個因子和建議參數值，進行2水平，三因子的全因子實驗設計參照表3，同時選擇在中心點進行4次試驗，觀察試驗的平衡性效果，并結合建議參考值，對試驗共進行20次試驗，請參照表3表4試驗設計因子參數表：

表3 試驗設計因子參數表

表4 試驗設計試驗數據表

我們針對選定的因子和參數進行實驗設計，依照表4的數據進行全因子試驗，應用Minitab軟件進行試驗分析，分析后得到結果如下：

圖13 實驗設計結果圖形顯示

從圖13中我們可以看到，溫度、時間和充氮量都是顯著因子。

圖14 實驗設計結果統計分析

從圖14中我們可以看到，溫度、時間和充氮量都是顯著因子，而且主效應P=0<0.05，可見模型是顯著的。同時失擬誤差p=0.072>0.05，證明模型無失擬。

此時的R-sq=94.91%；R-sq(adj)=91.94

由于所有因子的二次交互作用項都不是顯著因子，所以把他們去除掉后再次進行驗證：

圖15 實驗設計結果統計分析

從圖15中我們可以看到，R-sq從94.91%降低到94.56%，同時R-sq(adj)從91.94%上升到93.11%，模型擬合度提高。

圖16 實驗設計cube圖統計分析

通過圖16的分析結果，可以看到：

當Y值處在80-90之間是規格要求范圍，如果Y值在85附近則是理想目標值，如果Y太大會對成本的管理造成影響，所以Y=85是目標值。

當溫度=-15攝氏度；時間=10分鐘；流量=400L/min時，Y=84.20。

對于改善后的參數，我們再次進行能力測試，觀察過程能力的變化：

圖17 改善后過程育畜偽分析圖

通過圖17分析結果，可以看到：首先，平均值處在規格線內。其次，Cp=1.65；Pp=1.38，波動上體現的結果還是可以。Cpk=1.63，改善的結果還是令人滿意的。

同時針對找到的三個重要管理因子，需要制定相關的管理機制去控制管理：

1、溫度的管理：

①溫度值由-5攝氏度調整到-15攝氏度

②增加穩溫器對溫度進行控制

③DC Power輸出能力調整

④制作時時檢測表進行溫度小時別點檢

⑤并把調整后的相關數據列入作業指導書

⑥制作溫度跟蹤器，合理設定范圍，異常時報警

2、時間的控制：

①時間維持在10分鐘

②PLC進行設備鎖定

③人員培訓對于加工時間的管理

④調整后的相關數據列入作業指導書

3、流量的管理：

①通量350(L/min)調整到400(L/min)

②根據新流量，設計導管口控制速度流量

③PC進行流量值管理，并納入CTQ管理

④制作時時表進行點檢，并把調整后的相關數據列入作業指導書流量瓶的目

五、項目的管理階段

管理階段是維持改進的重要環節，通過控制階段實現保持已取得的成果及未來持續改進的目的。如果不注重控制階段，已有的成果很難保持，會影響團隊成員的整體士氣，給整個項目帶來嚴重后果。

做好控制階段的工作主要把握好三點內容：

1、文件化，即將過程改進成果形成文檔保存。一個穩定的、可預測的過程既需要有明確的流程文件，也需要有嚴格的執行程序。要達到這兩點要求首先要在管理中明確紀律，使員工在工作中能夠按照文件、制度、標準的要求來要求自己，嚴格遵守制度，提高執行力。

2、制度化，建立一個過程控制的計劃。建立系統的過程控制計劃，對過程實施有效的監督和控制。

3、持續化，對過程的測量要持續進行。團隊成員要繼續注重測量，找到進行測量的關鍵點，除了測量響應變量，還要關注生產條件中的關鍵因素。

通過實施這個精益六西格瑪項目，使得質量水準改善，同時在生產線制定了目視管理看板和時時點檢的表格去管理當前的狀態，確保改善的結果持續化。

同時，達到了項目目標的效果：

1、改善了產品的克重不良問題，帶來的直接收益是：

100000個/月*5￥/個*950000PPM/1000000*12月/年=570,000￥

2、降低了生產的成本；

3、解決了當前質量問題所帶來的運營績效指標的影響。