电子制造业实施六西格玛咨询改善装备线生产流程

张驰专栏 | 2021-08-30 15:30:02

引言：张驰咨询：400-889-8319、13828769299（24小时为您服务）想要做六西格玛设计培训，六西格玛培训、精益六西格玛培训、项目辅导咨询，请致电张驰咨询。

信息时代的到来使电子产品成为日常消费品走进千家万户，手机是最为典型的代表。通过消费者对手机更换频率调研发现，多数用户每两年就会更换一部手机。目前我国电子制造企业面临激烈的市场竞争，因此需要通过不断改善企业经营管理，提高企业竞争力。对企业而言，生产效率的提升、产品品质的稳定、生产成本的降低是核心，文章基于六西格玛管理对企业装配线的平衡性、不良率、成本等问题进行研究。

六西格玛管理起源于20世纪80年代摩托罗拉公司，起因是摩托罗拉公司的多项产品在市场销售中受到日本企业的“吞噬”。面对严峻的市场压力，摩托罗拉公司对企业存在的问题进行深入研究，经过与日本竞争企业对比发现，摩托罗拉公司产品质量与竞争者相差甚远。找到问题症结后，摩托罗拉公司经过了一系列改善，最终在1987年开始全面推行六西格玛管理。实施六西格玛管理后，公司的生产效率、产品品质都得到了显著改善。随后，通用电气公司将六西格玛演变为高度有效的企业流程设计、改善和优化的技术，使六西格玛发展成为以顾客为主体来确定企业战略目标和产品开发设计的标尺。因六西格玛确实为企业效率、品质、成本带来了显著改善，国内企业及相关专家开始对六西格玛开展研究并尝试推行，对相关研究成果分析发现，国内多倾向于六西格玛的理论性研究，企业也仅限于管理过程的简单精益化。

六西格玛（SixSigma，6Sigma）是一种管理策略，其主要通过制订高水准目标、收集数据并进行结果分析，寻找企业问题点并进行改善，以此提高产品合格率并减少服务缺陷。该过程要运用DMAIC和DMADV两个流程管理工具。本文主要通过六西格玛管理的DMAIC流程改善工具对当前装配线生产流程开展过程性研究并加以改善。

DMAIC是六西格玛管理策略的重要改善工具，其过程是通过D定义（Define）、M测量（Measure）、A分析（Analyze）、I改进（Improve）、C控制（Control）五个阶段对选定的项目流程进行改进的工作过程。其具体内容如表1。

帕累托法则是20世纪初由意大利统计学家、经济学家维尔弗雷多·帕累托提出，又称80/20法则或二八定律，其主要思想是，在任何事项进行的过程中，对最终结果起主要影响因素的是20%的因子，而80%的因子对事项的影响较小。故在解决问题的过程中，我们只需要对影响因素的20%因子进行确定并整改即可。

A企业介绍

A企业主要为国内知名手机销售商代工生产手机，随着电子消费品更换频率的提升，A企业的订单量一直较为稳定，企业规模逐渐扩大。但2020年A企业的订单量却出现小幅下滑，2021年主要客户订单量继续小幅缩减。当市场部问及缩减原因时客户简单给出了反馈，一是因为A企业在2020年有两次订单未能如期交货；二是因为产品不良率上升使得市场终端消费者不满意度提升，且价格较竞争者略高。财务部经过核算发现，2020年度盈利下降比例远高于订单下降比例。面对这些问题，企业高层决定2021年全线停产整改，以保证企业的健康运营。

A企业问题确认

面对问题，企业生产管理部、仓储部、采购部、财务部、市场部都开展调研活动，以客户反馈问题为主导进行问题分析。

2020年的物资采购产生大量库存，目前旧款产品已停止生产，但仍有较多的零部件库存，且这些零部件在新品上已经不再使用；同时由于2020年采购部的紧急采购订单较多，导致采购成本上升。生产管理部通过对产线分析发现，电子产品的表面贴装（SMT）产线、冲压成型产线、喷涂产线都以机器取代人工操作，在设备调至最佳状态时人为因素对产线生产效率、品质影响很小，主要问题存在于装配生产线。装配生产线属于劳动密集型产线，手工操作流程主导的生产线因人员工作态度、经验等因素对生产线效率、品质、成本的影响很大；装配线2020年物资损耗较大，价值50美金以上的重要IC都有损耗。

找出主要症结后，生产管理部、仓储部、财务部对客户反馈的问题进行了总结，具体如图1所示。

装配线主要问题的引发原因分为可控因素与不可控因素两类。不可控因素看作是对客户需求未产生影响的因素；可控因素是影响客户需求且预改善因素。从图1可以看出，第一，人员因素是可控因素。人员工作态度、工作效率、工作质量都可通过人员内在、外在因素进行改善，且通过外在培训提高作业人员工作经验，可有效降低物料损耗。第二，物料原因为可控因素。延误交期由瓶颈物料短缺导致，过多库存导致企业资金被占用，成本提高。部分物料因产品升级而被淘汰，造成资源、资金浪费。第三，生产现场环境既是企业对外展示形象的窗口，也是影响工作效率、工作质量的重要因素，故现场5S管理被诸多企业推行。工作现场环境较差还会使生产节奏不平衡产线的半成品堆积问题更为严重。

改善路径

不良率改善：根据A企业不良率问题分析及企业提供的订单生产记录，作者进行了帕累托图绘制（如图2）。根据帕累托图显示，A企业装配线改善的重点为可控因素。根据各因素所占比例，我们将改善重点放在人员、方法及现场环境三个方面。

人员方面。人力资源是企业最宝贵的资源，其主观能动性可以使企业保持高质量、高效率的生产状态。因此，在日常经营过程中，必须保证人员的稳定性及其工作熟练性。A企业人员流动性较大，新进人员由于工作经验欠缺及工作进度较快，势必会造成不良品频现的局面。因此，企业要解决人员方面的问题，必须从以下几方面着手：第一，保持人员稳定性，人力资源部门要及时调整人力资源规划，对人员不稳定因素进行超前控制，并通过相应的奖惩制度降低人员流失率；第二，对新进人员一定要规范上岗制度，无论生产进度多么紧张，也不能忽略产品品质；第三，定期开展企业人员培训活动，为职工的职业生涯搭建平台。

工作现场环境方面。5S是实施工作现场管理的重要工具，具体指对工作现场开展整理、整顿、清洁、清扫、素养五项工作。对于生产线而言，现场5S能体现工作现场环境的清洁、整齐，而这只是5S体现的最为表象的东西，其更为实质的体现是工作现场物料、工具的有序摆放能够提高操作人员拿取的效率及准确率。“素养”就是要求操作人员养成良好的职业素养与职业习惯，不能违规操作，更不能任由自己的想法随意操作，高素养人员能够有效提高产品质量合格率，同时提升操作过程的安全性。工作现场的5S可以使操作者心情舒畅地开展工作，减少工作过程中的烦躁感、压抑感，提高操作人员工作过程的幸福感。所以，现场5S不仅要开展，而且要高质量地开展，要使每天的5S活动形成一种制度和习惯。

方法方面。生产线流水作业的效率、品质很大程度上受制于人员的操作手法，特别是以人力作业为主的装配线更是如此。故企业为降低人员自主操作所带来的损失，都会建立一套标准作业程序（SOP）。但在实践中企业人员容易忽略一个问题，即SOP文件并不是一成不变的，随着人员操作经验的不断积累，在日常工作过程中有可能还会摸索出优于SOP的操作手顺，故SOP的及时更新就显得非常关键。但很多企业往往将SOP看作是固定的程序，一经使用将用永不改变。另外，SOP中的很多规范性操作也需要企业定期进行人员培训才能推广，如装配线的人为外观检测就是较为典型的代表。装配线检测一般分为人为外观检测与产成品性能检测，成品性能检测需借助设备进行，外观检测需要人员凭借SOP规范进行判断，所以，操作人员必须具有丰富的操作经验才能进行该工序。

生产效率改善

A企业生产效率损失主要由装配线平衡率较低导致，采用秒表对装配线工序进行测量所获得的数据如表2所示。

生产线平衡率的计算：

h=各工序时间总和（/CT×工序数）×100%=181.67（/23.21×9）×100%=86.96%

装配线平衡损失率：Bd=1-生产线平衡率=1-86.96%=13.03%

根据平衡效果评价指标体系，当Bd≦10%时，生产线平衡率为优；当Bd≧20%时，平衡率为差；当10%<Bd<20%时，生产线平衡率为良。由计算结果可见，当前A企业装配线平衡率为良，有改善空间。且根据工序间消耗时间可见，装配线瓶颈工站为MMI工程测试工站，降低瓶颈工站耗时对生产线效率的提高效果显著，且适当降低相邻工站间的耗时也有利于工序间的平衡性。

根据以上分析结果，装配线生产率提升的具体路径如下：第一，因瓶颈工站为人力完成设备操作，所以人员工作经验的提升是工作效率提升的一种途径，但效果不明显；根据企业订单量及设备成本，企业可以考虑在此工站增加一台设备以减少半成品堆积，改善产线平衡率。第二，焊接左右侧键FPC工站耗时22.32s，与前后工站18.65s、18.98s相比分别多耗时3.67s、3.34s，故粘贴主板DOME与焊接左右侧键FPC工站会出现半成品堆积，而在合后盖工站则会出现等待浪费，故此三处工站是产线平衡性改善的重点，可考虑在焊接左右侧键FPC工站增加人力进行生产线平衡性调节。MMI测试工站、组装螺丝帽工站、外观检查工站存在问题与前者相似，故改善措施相同。但需要注意的是，在某工站增加的人力应为全能工，即其主要任务是调节本工站前后的堆积、等待浪费现象，当其前后工站出现半成品堆积时应该进行相应的支援，避免增加人力后类似问题往前后工站延续。除以上改善措施外，还应该重点加强基于人因工程学的周边辅助环境、设施的改善，使作业人员的座椅、操作台面，设备的摆放高度、位置等处于人力操作的最佳条件，操作台面物资摆放应严格推行5S管理，使人员在取拿耗费性物资及零部件时能够“信手拈来”，高效、准确、舒适地完成操作。

成本改善

产品合格率、生产效率的提升在一定程度上会对成本起到很好的控制作用，但A企业财务部门与采购部门经过核算发现，企业成本较高的主要原因在于2020年采购部门出现多次紧急采购，且部分物料库存过高。故根据帕累托原则，A企业的成本改善应主要针对物料采购环节。

采购部门是为生产部门所需物资进行采购供应的部门，其采购计划的制订与实施应根据企业的生产计划，但由于A企业客户产生的紧急订单及瓶颈物料的市场供应存在不稳定性，A企业紧急采购订单的出现成为必然。

信息时代，企业间的竞争是基于企业所处的供应链间的竞争，若未认识到竞争模式的改变，企业势必会在竞争中被市场淘汰。建立供应链后，企业可以对库存进行基于VMI模式的库存管理（供应商管理库存），即企业与企业之间的界限缩减，企业与企业之间的合作类似于企业内部部门间的配合，企业何时需要何种物资，供应商会对物资进行相应的管理，可减少因库存不足所引起的产线停产、延误交期问题，也可降低因紧急采购所带来的采购成本上升问题，更不会出现库存过高、呆废物料现象。当然，无论何种模式，企业之间的竞争还会存在，这种将库存问题完全抛于供应商的做法，其前提是基于企业间竞争与合作并存的“风险共担、利益共享”原则。企业间的信息沟通与交流是基于供应链价值增值无缝对接模式进行的，且整个供应链的库存管理模式都可以采用VMI模式，如若A企业为供应链核心企业，则其VMI库存管理模式如图3所示。可见，VMI库存管理模式通过市场信息的准确反馈提高企业计划的准确性。

改善效果控制

根据A企业所存在的问题，分别从产品合格率、生产效率、成本方面提出改进措施，其效果如何需要等待生产实际运行状况的检验，在实施过程中若发现问题，应及时返回问题起点进行修正，切不可等待项目完成后才去修正。同时，即便在实施一次后发现问题有所缓解，也不可轻易改变方案的全面推行，我们应遵循PDCA循环过程对方案进行持续性跟踪，发现问题及时反馈、及时修正，不断完善方案，增加企业的核心竞争力。